本文適合初學(xué)者，也適合老手鞏固以前的知識(shí)，針對(duì)IOC的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的講解。

在剛開始接觸IOC的時(shí)候，很多初學(xué)者回聽到很多名詞 IOC、DI、Spring IOC 等，往往聽的一頭霧水。所以在學(xué)習(xí)之前我們先梳理下這些概念，之后再去深入學(xué)習(xí) IoC 的實(shí)現(xiàn)原理部分。

很多人都知道 IOC，都知道 IOC 是 Spring 容器的內(nèi)核。

AOP、申明式事務(wù)等功能在此基礎(chǔ)上開發(fā)的。甚至在一提到 IOC 這個(gè)概念的時(shí)候就很自然的想到 Spring 容器，并將它們混為一談，認(rèn)為 IoC 就是 Spring IoC。這樣理解雖然并不妨礙我們使用 Spring 框架，但是兩者卻不是一回事。

IOC的概念和思想

IOC （Inversion Of Control 譯為 反轉(zhuǎn)控制），顧名思義，其一是控制，其二是反轉(zhuǎn)。即某一個(gè)接口具體實(shí)現(xiàn)類的選擇控制權(quán)從調(diào)用類中移除，轉(zhuǎn)交給第三方?jīng)Q定，在 Spring 容器中是由 Bean 配置來進(jìn)行控制的。

這段話比較繞口，簡單來說就是有了 IoC 之后你需要什么對(duì)象，IoC 容器幫你解決，你在家等著，IoC 容器主動(dòng)送貨上門。沒有 IoC 之前是自己親手去創(chuàng)建管理對(duì)象，現(xiàn)在直接現(xiàn)成的送過來。

再回頭看看，IoC 的 控制 和 反轉(zhuǎn) 這個(gè)兩個(gè)名詞就很好理解了：

再未使用 IoC 之前，需要使用一個(gè)對(duì)象需要直接 new 一個(gè)。那么你所依賴的對(duì)象就需要你自己去控制。但是有了 IoC 之后，直接由 IoC 容器來控制依賴的對(duì)象，當(dāng)你依賴一個(gè)對(duì)象的時(shí)候就由 IoC 容器創(chuàng)建后注入到被注入的對(duì)象中。

• 控制表示對(duì)對(duì)象的控制
• 反轉(zhuǎn)表示依賴對(duì)象的獲取反轉(zhuǎn)了

而實(shí)現(xiàn) IOC 概念的容器除了 Spring 還有 Guice，Jboss 等。

所以 IOC 和 Spring 中的 IOC 不能混為一談?？梢哉f，IOC 本身只是一種概念和設(shè)計(jì)思想，Spring 容器實(shí)現(xiàn)了 IOC 思想，是 IOC 的實(shí)踐。

但由于 IOC 這種命名確實(shí)不夠開門見山，因此業(yè)界曾進(jìn)行了廣泛的討論，最終軟件界的泰斗級(jí)人物 Martin Fowler 提出了 DI（Dependency Injection，依賴注入）的概念用來替代 IoC。即讓調(diào)用類對(duì)某一接口實(shí)現(xiàn)類的依賴關(guān)系由第三方（容器或協(xié)作類）注入，以移除掉用類對(duì)某一接口實(shí)現(xiàn)類的依賴。

可以看出 DI 依賴注入的解釋 比 IoC 反轉(zhuǎn)控制 更直接明了，初學(xué)者更容易理解。

很多人將 IoC 和 DI 混為一談，這樣雖然也不影響使用，但至少要知道它由 IoC 變?yōu)?DI 的發(fā)展過程。

Spring IoC 的原理

Spring IoC 的底層實(shí)現(xiàn)是基于反射技術(shù)，不了解這塊知識(shí)的同學(xué)可以看下這兩篇文章學(xué)習(xí)一下：《反射一開，誰都不愛》，《工廠模式的三種實(shí)現(xiàn)，就這么簡單！》。

前面說了 IoC 容器是一個(gè)大的工廠來管理所有對(duì)象和它們的依賴關(guān)系，Spring 再處理這些對(duì)象和依賴關(guān)系也很簡單：

• 使用反射技術(shù)獲取對(duì)象的信息包括：類信息、成員、方法等等
• 再通過 xml 配置 或者 注解 的方式，說明依賴關(guān)系
• 在調(diào)用類需要使用其他類的時(shí)候，不再通過調(diào)用類自己實(shí)現(xiàn)，而是通過 IoC 容器進(jìn)行注入。

那 Spring 究竟是如何知道哪些對(duì)象是需要管理的呢？如何進(jìn)行管理的呢？又是如何進(jìn)行注入的呢？

Spring 通過一個(gè)配置文件或注解來描述 Bean 和 Bean 之間的依賴關(guān)系，根據(jù) Bean 配置信息在容器內(nèi)部創(chuàng)建Bean定義注冊(cè)表，根據(jù)注冊(cè)表加載、實(shí)例化 Bean、建立Bean與Bean之間的依賴關(guān)系，還提供了 Bean 實(shí)例緩存、生命周期管理、Bean 實(shí)例代理、事件發(fā)布、資源裝載等高級(jí)服務(wù)。

Spring 框架和核心接口是 Bean 工廠，工廠分為兩種：

• BeanFactory：這是最基礎(chǔ)的，面向 Spring 的
• ApplicationContext：是面向 Spring 框架開發(fā)者的，幾乎所有的應(yīng)用場合都可以使用它。

BeanFactory 有著龐大的繼承、實(shí)現(xiàn)體系，有眾多的子接口、實(shí)現(xiàn)類。

來看一下 BeanFactory 的基本類體系：

BeanFactory 的基本類體系

ApplicationContext 的繼承體系：

ApplicationContext 的繼承體系

• BeanFactory 負(fù)責(zé)讀取bean配置文檔，管理bean的加載，實(shí)例化，維護(hù)bean之間的依賴關(guān)系，負(fù)責(zé)bean的聲明周期。

• ApplicationContext 除了提供上述 BeanFactory 所能提供的功能之外，還提供了更完整的框架功能：

  1. 國際化支持
  2. 資源訪問：Resource rs = ctx. getResource(“classpath:config.properties”), “file:c:/config.properties”
  3. 事件傳遞：通過實(shí)現(xiàn)ApplicationContextAware接口

介紹了 Bean 的工廠類，再來詳細(xì)的解答下 Spring 是如何管理這些類的？這個(gè)問題。

Bean的生命周期

Bean 的生命周期可以說是面試的時(shí)候常問的問題之一，我們可以用下面兩張圖直觀的感受下：

BeanFactory 中 Bean 的生命周期：

BeanFactory 中 Bean 的生命周期

ApplicationContext 中 Bean 的生命周期：

ApplicationContext 中 Bean 的生命周期

可以看到在進(jìn)行實(shí)例化、設(shè)置屬性值、通過 init-method 屬性配置的初始化方法、放入 Spring 緩沖池 前后都有方法可以對(duì) Bean 進(jìn)行再次加工。

Bean 的生命周期從開始到最終銷毀其中經(jīng)歷的方法可以分為四類：

• Bean自身的方法：如調(diào)用 Bean 構(gòu)造函數(shù)實(shí)例化 Bean，調(diào)用 Setter 設(shè)置 Bean 的屬性值以及通過的 init-method 和 destroy-method 所指定的方法；

• Bean級(jí)生命周期接口方法：如 BeanNameAware、 BeanFactoryAware、 InitializingBean 和 DisposableBean，這些接口方法由 Bean 類直接實(shí)現(xiàn)；
• 容器級(jí)生命周期接口方法： InstantiationAwareBean PostProcessor 和 BeanPostProcessor 這兩個(gè)接口實(shí)現(xiàn)，一般稱它們的實(shí)現(xiàn)類為“ 后處理器” 。這些后處理器的影響是全局性的。用戶可以通過合理地編寫后處理器，讓其僅對(duì)感興趣Bean 進(jìn)行加工處理。
• 工廠后處理器接口方法

Bean 的裝配過程

簡單敘述下 Bean 的裝配過程：

• BeanDefinitionReader 讀取 Resource 所指向的配置文件資源，然后解析配置文件。配置文件中每一個(gè)解析成一個(gè) BeanDefinition 對(duì)象，并保存到 BeanDefinitionRegistry 中；
• 容器掃描 BeanDefinitionRegistry 中的BeanDefinition；調(diào)用InstantiationStrategy 進(jìn)行Bean實(shí)例化的工作；使用 BeanWrapper 完成Bean屬性的設(shè)置工作；
• 單例Bean緩存池：Spring 在DefaultSingletonBeanRegistry類中提供了一個(gè)用于緩存單實(shí)例 Bean 的緩存器，它是一個(gè)用HashMap實(shí)現(xiàn)的緩存器，單實(shí)例的 Bean 以beanName為鍵保存在這個(gè)HashMap中。

ApplicationContext 和 BeanFactory 的區(qū)別

區(qū)別：

• BeanFactory 在啟動(dòng)的時(shí)候不會(huì)去實(shí)例化 Bean，中有從容器中拿 Bean 的時(shí)候才會(huì)去實(shí)例化，ApplicationContext 在啟動(dòng)的時(shí)候就把所有的 Bean 全部實(shí)例化了。它還可以為 Bean 配置 lazy-init=true 來讓 Bean 延遲實(shí)例化；
• BeanFacotry 是 spring 中比較原始的 Factory，無法支持 spring 的許多插件，如 AOP 功能、Web 應(yīng)用等。 ApplicationContext接口
  • MessageSource, 提供國際化的消息訪問
  • 資源訪問，如URL和文件
  • 事件傳播
  • 載入多個(gè)（有繼承關(guān)系）上下文 ，使得每一個(gè)上下文都專注于一個(gè)特定的層次，比如應(yīng)用的web層

Bean的裝配方式

Bean 的裝配方式有四種：

• 基于 xml 的配置
• 注解方式
• java類的配置
• 基于Groovy DSL的配置（不太常見）

一般都是用 xml 和 注解 兩種配置，其他的方式使用的不多。這里不多做敘述

依賴注入的方式

依賴注入的方式有三種方式：

• 屬性注入：使用setter方法
• 構(gòu)造函數(shù)注入
• 工廠方法注入

這其中屬性注入的方式比較常用。

對(duì)象之間關(guān)系

對(duì)象之間有三種關(guān)系：

• 依賴：挺少用的（在 xml 中使用depends-on就是依賴關(guān)系了-->前置依賴【依賴的Bean需要初始化之后，當(dāng)前Bean才會(huì)初始化】）
• 繼承：
• 引用：最常見（使用ref就是引用關(guān)系了）

Bean的作用域

• singleton：單例，只有一個(gè)對(duì)象
• prototype：多例，每次都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新對(duì)象
• request：每次請(qǐng)求都會(huì)參數(shù)一個(gè)對(duì)象
• session：每個(gè)session都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)對(duì)象
• global session：所有的session都用一個(gè)對(duì)象

默認(rèn)Bean的作用域是單例的，其他需要使用不同類型的作用域，需要單獨(dú)配置。

這里有個(gè)知識(shí)點(diǎn) @lookup注解需要注意。如果我們需要在 singleton 的 Bean 中注入一個(gè) prototype 的 Bean 并希望在每次調(diào)用 singleton 的 Bean 的時(shí)候獲取的都是 prototype 的 Bean ？這就需要使用 @lookup注解。

IOC 的優(yōu)缺點(diǎn)

• 優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)組件之間的解耦，提高程序的靈活性和可維護(hù)性。
• 缺點(diǎn)：生成一個(gè)對(duì)象的步驟變復(fù)雜了，生成因?yàn)槭鞘褂梅瓷渚幊蹋谛噬嫌行p耗。但相對(duì)于IoC提高的維護(hù)性和靈活性來說，這點(diǎn)損耗是微不足道的，除非某對(duì)象的生成對(duì)效率要求特別高。

總結(jié)

這里，再次做一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的總結(jié)：

• IoC 是一種概念和設(shè)計(jì)思想，Guice，Spring，Jboss都實(shí)現(xiàn)了這種理念，Spring將其發(fā)揚(yáng)光大

• Spring IoC 容器實(shí)現(xiàn)基于反射技術(shù)

• IoC 的3種類型，Spring IOC 支持2種，構(gòu)造函數(shù)注入和屬性注入

• Spring 容器工廠分為兩種：ApplicationContext、BeanFactory。異同點(diǎn)：1. BeanFactory 在啟動(dòng)的時(shí)候不會(huì)去實(shí)例化 Bean，ApplicationContext 在啟動(dòng)的時(shí)候會(huì)。2. BeanFacotry 是 spring 中比較原始的 Factory，無法支持 spring 的許多插件，如 AOP 功能、Web 應(yīng)用等。 ApplicationContext 支持。

• Bean的生命周期的過程：

  • 四類方法：
    • Bean自身的方法：如Setter init-method 和 destroy-method 所指定的方法；
    • Bean級(jí)生命周期接口方法：如 BeanNameAware、 BeanFactoryAware、 InitializingBean 和 DisposableBean，這些接口方法由 Bean 類直接實(shí)現(xiàn)；
    • 容器級(jí)生命周期接口方法： InstantiationAwareBean PostProcessor 和 BeanPostProcessor 這兩個(gè)接口實(shí)現(xiàn)，一般稱它們的實(shí)現(xiàn)類為“ 后處理器” 。這些后處理器的影響是全局性的。用戶可以通過合理地編寫后處理器，讓其僅對(duì)感興趣Bean 進(jìn)行加工處理。
    • 工廠后處理器接口方法

• Bean 的裝配過程：

  • BeanDefinitionReader 讀取 Resource 所指向的配置文件資源，然后解析配置文件。配置文件中每一個(gè)解析成一個(gè) BeanDefinition 對(duì)象，并保存到 BeanDefinitionRegistry 中；
  • 容器掃描 BeanDefinitionRegistry 中的BeanDefinition；調(diào)用InstantiationStrategy 進(jìn)行Bean實(shí)例化的工作；使用 BeanWrapper 完成Bean屬性的設(shè)置工作；
  • 單例Bean緩存池：Spring 在DefaultSingletonBeanRegistry類中提供了一個(gè)用于緩存單實(shí)例 Bean 的緩存器，它是一個(gè)用HashMap實(shí)現(xiàn)的緩存器，單實(shí)例的 Bean 以beanName為鍵保存在這個(gè)HashMap中。

• bean的裝配方式，四種：1. xml；2. 注解；3. java類的配置；4. 基于Groovy DSL的配置（不太常見）

• 依賴注入的方式，三種：1. 屬性注入：通過setXxx()方法注入Bean的屬性值；2. 構(gòu)造器注入：通過構(gòu)造函數(shù)注入；3. 工廠方法注入：用靜態(tài)工廠或非靜態(tài)工廠方法注入

• bean的五個(gè)作用域：1. singleton：單例，只有一個(gè)對(duì)象；2. prototype：多例，每次都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新對(duì)象；3. request：每次請(qǐng)求都會(huì)參數(shù)一個(gè)對(duì)象；4. session：每個(gè)session都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)對(duì)象；5. global session：所有的session都用一個(gè)對(duì)象

• 高級(jí)主題：1. 國際化：多語言；2. 容器事件：監(jiān)聽對(duì)應(yīng)的事件并做出反應(yīng)，比如：RequestHandledEvent，當(dāng)一個(gè)Http請(qǐng)求被處理后產(chǎn)生事件；3. 引用外部屬性文件：數(shù)據(jù)庫的用戶名密碼信息存儲(chǔ)在properties文件中，可以使用${XX} 進(jìn)行引用；4. 屬性編輯器：轉(zhuǎn)化為基本類型的利器

最后再附上Spring-Ioc的思維導(dǎo)圖，建議點(diǎn)贊、關(guān)注、收藏，以便隨時(shí)復(fù)習(xí)鞏固知識(shí)：

Spring-Ioc的思維導(dǎo)圖

我是帥帥，一個(gè)在互聯(lián)網(wǎng)茍且偷生的工具人。