Spring源码分析之IOC容器设计理念与核心注解

Spring源码分析之IOC容器设计理念与核心注解

一、 Spring框架功能整体介绍

1: Spring Core Container

模块作用:Core 和 Beans 模块是框架的基础部分，提供 IoC （转控制）和依赖注入特性。这里的基础概念是 BeanFactory，它提供对 Factory 模式的经典实现来消除对程序性单例模式的需要，并真正地允许你从程序逻辑中分离出依赖关系和配置。

1.1) Core

主要包含 Spring 框架基本的核心工具类， Spring 的其他组件都要用到这个包里的类， Core 模块是其他组件的基本核心。

1.2) Beans (BeanFacotry的作用)

它包含访问配直文件、创建和管理 bean 以及进行 Inversion of Control I Dependency Injection ( IoC/DI ）操作相关的所有类。

1.3) Context(处理BeanFactory，以下还是ApplicationContext的作用)

模构建于 Core 和 Beans 模块基础之上，提供了一种类似JNDI注册器的框架式的对象访问方法。 Context 模块继承了 Beans 的特性，为 Spring 核心提供了大量扩展，添加了对国际化（例如资源绑定）、事件传播、资源加载和对 Context 的透明创建的支持。 Context 模块同时也支持 J2EE 的一些特性，ApplicationContext 接口是 Context
模块的关键

本质区别:(使用BeanFacotry的bean是延时加载的,ApplicationContext是非延时加载的)。

1.4) Expression Language

模块提供了强大的表达式语言，用于在运行时查询和操纵对象。它是 JSP 2.1 规范中定义的 unifed expression language 的扩展。该语言支持设直／获取属性的值，属性的分配，方法的调用，访问数组上下文（ accessiong the context of arrays ）、容器和索引器、逻辑和算术运算符、命名变量以及从Spring的 IoC 容器中根据名称检索对象。它也支持 list 投影、选择和一般的 list 聚合

2: Spring Data Access/Integration

2.1)JDBC 模块提供了一个 JDBC 抽象层，它可以消除冗长的 JDBC 编码和解析数据库厂商特有的错误代码。这个模块包含了 Spring 对 JDBC 数据访问进行封装的所有类。
2.2)ORM 模块为流行的对象－关系映射 API，如 JPA、 JDO、 Hibernate、 iBatis 等，提供了一个交互层。利用 ORM 封装包，可以混合使用所有 Spring 提供的特性进行 O/R 映射，如前边提到的简单声明性事务管理。
2.3)OXM 模块提供了一个对 ObjecνXML 映射实现的抽象层Object/XML 映射实现包括 JAXB、 Castor、 XMLBeans、 JiBX 和 XStrearn。
2.4)JMS (Java Messaging Service ）模块主要包含了一些制造和消费消息的特性。
2.5)Transaction支持编程和声明性的事务管理，这些事务类必须实现特定的接口，并且对所有的 POJO 都适用

3: Spring Web

Web 模块：提供了基础的面向 Web 的集成特性例如，多文件上传、使用 servlet listeners 初始化 IoC 容器以及一个面向 Web 的应用上下文。它还包含 Spring 远程支持中 Web 的相关部分。

4: Spring Aop

4.1)Aspects 模块提供了对 AspectJ 的集成支持。
4.2)Instrumentation 模块提供了 class instrumentation 支持和 classloader 实现，使得可以在特定的应用服务器上使用

5：Test

Test 模块支持使用 JUnit 和 TestNG 对 Spring 组件进行测试

6：Spring 容器继承图:

7：控制反转和依赖注入

7.1)什么是控制反转?我觉得有必要先了解软件设计的一个重要思想：依赖倒置原则（Dependency Inversion Principle ）

①:什么是依赖倒置原则？假设我们设计一辆汽车：先设计轮子，然后根据轮子大小设计底盘，接着根据底盘设计车身，最后根据车身设计好整个汽车。这里就出现了一个“依赖”关系：汽车依赖车身，车身依赖底盘，底盘依赖轮子

上图看上去没有什么毛病?但是万一轮胎尺寸改了,那么地盘需要改，地盘改了，车身也改了，让后整个汽车构造都改了. 然后汽车公司倒闭了

反过来,假如汽车公司决定修改轮胎的我们就只需要改动轮子的设计，而不需要动底盘，车身，汽车的设计了。

IOC容器的最最最最核心思想

ioc的思想最核心的地方在于资源不由使用资源的双方管理，而由不使用资源的第三方管理，这可以带来很多好处。

第一，资源集中管理，实现资源的可配置和易管理。

第二，降低了使用资源双方的依赖程度，也就是我们说的耦合度

如下图所示：

二、Spring IOC 容器底层注解使用

2.1)xml配置文件的形式VS配置类的形式

①:基于xml的形式定义Bean的信息

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">

    <bean id="person" class="com.tuling.xmlbeanfacotry.Person"></bean>
</beans>

去容器中读取Bean

public static void main(String[] args) {
    //XmlBeanFactory xmlBeanFactory = new XmlBeanFactory(new ClassPathResource("XmlBean.xml"));
    ClassPathXmlApplicationContext ctx = new ClassPathXmlApplicationContext("XmlBean.xml");
}

②:基于读取配置类的形式定义Bean信息

/**
 * @Configuration修饰的类其实对应的就是一个xml配置文件
 */
@Configuration
public class MainConfig {

    @Bean
    public Person person(){
        return new Person();
    }
}

注意: 通过@Bean的形式是使用的话， bean的默认名称是方法名，若@Bean(value=”bean的名称”) 那么bean的名称是指定的
去容器中读取Bean的信息（传入配置类）

public static void main(String[] args) {
    AnnotationConfigApplicationContext ctx = new AnnotationConfigApplicationContext(MainConfig.class);
    System.out.println(ctx.getBean("person"));
}

2.2)在配置类上写@CompentScan注解来进行包扫描

@Configuration
@ComponentScan(basePackages ={"com.tuling.testcompentscan"} )
public class MainConfig {
}

①:排除用法excludeFilters(排除@Controller注解和TulingService的)

@Configuration
@ComponentScan(basePackages = {"com.tuling.testcompentscan"},excludeFilters = {
        @ComponentScan.Filter(type = FilterType.ANNOTATION,value = {Controller.class}),
        @ComponentScan.Filter(type = FilterType.ASSIGNABLE_TYPE,value = {TulingService.class})
})
@ComponentScan(basePackages ={"com.tuling.testcompentscan"} )
public class MainConfig {
}

②:包含用法includeFilters ,注意，若使用包含的用法，需要把useDefaultFilters属性设置为false（true表
示扫描全部的）

@Configuration
@ComponentScan(basePackages = {"com.tuling.testcompentscan"},includeFilters = {
        @ComponentScan.Filter(type = FilterType.CUSTOM,value = TulingFilterType.class)
},useDefaultFilters = false)
@ComponentScan(basePackages ={"com.tuling.testcompentscan"} )
public class MainConfig {
}

③@ComponentScan.Filter type的类型
- a)注解形式的FilterType.ANNOTATION @Controller @Service @Repository @Compent - b)指定类型的 FilterType.ASSIGNABLE_TYPE @ComponentScan.Filter(type = FilterType.ASSIGNABLE_TYPE,value = {TulingService.class})
- c)aspectj类型的 FilterType.ASPECTJ(不常用)
- d)正则表达式的 FilterType.REGEX(不常用)
- e)自定义的 FilterType.CUSTOM

自定义的 FilterType.CUSTOM代码示例：

publicenum FilterType{ 
//注解形式比如@Controller @Service @Repositor @Compent ANNOTATION, 
//指定的类型  ASSIGNABLE_TYPE, 
//aspectJ形式的  ASPECTJ, 
//正则表达式的  REGEX, 
//自定义的  CUSTOM 
}

FilterType.CUSTOM 自定义类型如何使用  

public class TulingFilterType implements TypeFilter {

    @Override
    public boolean match(MetadataReader metadataReader, MetadataReaderFactory metadataReaderFactory) throws IOException {
        //获取当前类的注解源信息
        AnnotationMetadata annotationMetadata = metadataReader.getAnnotationMetadata();

        //获取当前类的class的源信息
        ClassMetadata classMetadata = metadataReader.getClassMetadata();
        //获取当前类的资源信息
        Resource resource =  metadataReader.getResource();
        System.out.println("类的路径:"+classMetadata.getClassName());
        if(classMetadata.getClassName().contains("dao")) {
            return true;
        }
        return false;
    }
}

代码示例：

@Configuration
@ComponentScan(basePackages = {"com.tuling.testcompentscan"},excludeFilters = {
        //@ComponentScan.Filter(type = FilterType.ANNOTATION,value = {Controller.class, Service.class}),
        @ComponentScan.Filter(type = FilterType.CUSTOM,value = TulingFilterType.class)
},includeFilters = {
        @ComponentScan.Filter(type = FilterType.ANNOTATION,value = Repository.class)
})
@ComponentScan(basePackages ={"com.tuling.testcompentscan"} )
public class MainConfig {
}

2.3)配置Bean的作用域对象

①:在不指定@Scope的情况下，所有的bean都是单实例的bean,而且是饿汉加载(容器启动实例就创建好了)

@Bean
public Person person(){
    return new Person();
}

②:指定@Scope为prototype表示为多实例的，而且还是懒汉模式加载（IOC容器启动的时候，并不会创建对象，而是在第一次使用的时候才会创建）

@Bean
@Scope(value="prototype") 
public Person person(){
    return new Person();
}

③:@Scope指定的作用域方法取值

singleton 单实例的(默认)
prototype 多实例的
request   同一次请求
session   同一个会话级别

④:Bean的懒加载@Lazy(主要针对单实例的bean 容器启动的时候，不创建对象，在第一次使用的时候才会创建该对象)

@Bean
@Lazy 
public Person person(){
    return new Person();
}

⑤:@Conditional进行条件判断等.
场景,有二个组件TulingAspect和TulingLog ，我的TulingLog组件是依赖于TulingAspect的组件
应用:自己创建一个TulingCondition的类实现Condition接口

public class TulingCondition implements Condition {

    /**
     *
     * @param context
     * @param metadata
     * @return
     */
    @Override
    public boolean matches(ConditionContext context, AnnotatedTypeMetadata metadata) {
        //判断容器中是否有tulingAspect的组件
        if(context.getBeanFactory().containsBean("tulingAspect")) {
            return true;
        }
        return false;
    }
}

当容器中有tulingAspect的组件，那么tulingLog才会被实例化。

@Bean
@Conditional(value = TulingCondition.class)
public TulingLog tulingLog() {
    return new TulingLog();
}

⑥:往IOC 容器中添加组件的方式
- 通过@CompentScan + @Controller @Service @Respository @compent
  适用场景: 针对我们自己写的组件可以通过该方式来进行加载到容器中。
- 通过@Bean的方式来导入组件(适用于导入第三方组件的类)
- 通过@Import来导入组件（导入组件的id为全类名路径）
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  @Configuration @Import(value={Person.class,Car.class})
  public class MainConfig{
  
  }