Spring 的奇幻起源：从 IoC 容器到 Bean 的魔法世界 ?

苏泽

发布于 2024-03-01 12:38:03

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发布于 2024-03-01 12:38:03

大家好这里是苏泽，一个从小喜欢钻研原理的疯小子这篇文章是我的专栏《Spring 狂野之旅：底层原理高级进阶》 ? 的第一篇文章也是学习写一个讲解底层原理的博客的第一课我认为深入了解一个事物的全貌是一件神秘而刺激的过程希望你们能和我一样Enjoy the process 这个专栏里我希望能把Spring的底层原理讲得彻彻底底让普通人也能一看就懂的程度会慢慢更新如果有想法可以在评论区提哦相互交流学习的小伙伴可以关注一下我技术博客每日一更

什么是 Spring？为什么它如此流行？
- Spring框架的定位是一个全方位的企业级应用开发框架，它致力于简化企业级应用的开发，并且提供了全栈式的解决方案。从最初的依赖注入（DI）和面向切面编程（AOP），到如今的云原生、微服务架构，Spring框架不断进化，始终站在技术潮流的前沿。二、Spring傲视群雄的底气 Spring框架之所以能够成为Java世界中的一颗常青树，其原因不仅仅是因为它的历史悠久，更重要的是它拥有以下几大优点： 1. 全方位的企业级支持 Spring提供了从前端到后端，从数据库操作到安全认证，再到云服务的全栈式开发支持。不管你是在做小型应用还是大型分布式系统，Spring都能提供合适的解决方案。 2. 灵活性和扩展性 通过依赖注入和面向切面编程，Spring允许开发者以极其灵活的方式组织自己的代码。同时，Spring的设计允许你轻松扩展现有的功能，甚至可以整合其他框架和库。 3. 强大的社区支持 作为Java世界中最受欢迎的框架之一，Spring拥有庞大而活跃的社区。无论你遇到任何问题，都能在社区中找到解答，或是从众多的开源项目中获得灵感。 4. 持续的创新和进步 Spring团队从未停止过对技术的探索和创新。从Spring Framework到Spring Boot，再到Spring Cloud，每一次更新都让开发者的生活变得更加美好。三、应用场景：Spring框架的舞台 Spring框架的应用场景广泛，无论是传统的Web应用、企业级应用，还是现代的微服务架构、云原生应用，Spring都能提供强有力的支持。具体来说，Spring框架可以应用于：
- 企业级应用开发：利用Spring的事务管理、安全框架等功能，可以快速构建可靠的企业级应用。
- 微服务架构：通过Spring Boot和Spring Cloud，开发者可以轻松地构建和部署微服务架构的应用。
- 云原生应用：Spring Cloud为开发云原生应用提供了一系列的解决方案，包括服务发现、配置管理等。
一、时光机启动：Spring框架的历史和定位想象一下，我们坐上时光机回到了2003年，那时候Rod Johnson发布了他的著作《Expert One-on-One J2EE Design and Development》。书中提出了一种轻量级的Java开发方式，这就是Spring框架的雏形。与当时流行的重量级EJB（Enterprise JavaBeans）相比，Spring提出了一种更加简单、灵活的开发模式。

下面正式开始基本认识Sprin

IoC 容器：从“依赖倒置”到“控制反转”

IoC：让你的代码像呼吸一样自然

在软件开发的世界里，有一种魔法可以让我们的代码更加灵活、解耦，它就是IoC（控制反转）。今天，让我们一起揭开IoC的神秘面纱，看看它是如何让我们的代码像呼吸一样自然。

一、IoC的概念：反转你的思维

想象一下，如果你是一名厨师，每当你需要煮一壶水时，都必须亲自去河边打水，然后生火，最后才能煮水。这样不仅效率低下，而且极其繁琐。如果有人能帮你准备好水，甚至帮你煮好水，那该多好啊！

这就是IoC的精髓所在。在没有IoC的传统开发模式中，对象自己控制着自己的行为。而一旦引入IoC，对象的创建和生命周期的控制就被反转了，交给了外部一个容器来管理。这就好比你不再需要亲自去河边打水，而是有一个“厨房助手”来帮你准备好一切。

// 传统方式，对象自己控制一切
public class TraditionalService {
    private Dependency dependency = new Dependency();
    
    public void doSomething() {
        dependency.doWork();
    }
}

// 使用IoC后，对象的创建被反转，由外部控制
public class IoCService {
    private Dependency dependency;
    
    // 依赖通过构造器注入，由外部（如IoC容器）控制
    public IoCService(Dependency dependency) {
        this.dependency = dependency;
    }
    
    public void doSomething() {
        dependency.doWork();
    }
}

二、IoC的实现方式：施展魔法的工具

在Java世界中，IoC最常见的实现方式有两种：依赖注入（DI）和面向切面编程（AOP）。

依赖注入（DI）

依赖注入是IoC的一种实现方式，它通过“注入”依赖对象来减少对象间的耦合。依赖可以通过构造器、setter方法或者字段直接注入。

@Component
public class UserService {
    private final UserRepository userRepository;

    @Autowired
    public UserService(UserRepository userRepository) {
        this.userRepository = userRepository; // 依赖注入
    }
}

面向切面编程（AOP）

AOP则是另一种IoC的体现，它允许我们对程序进行横向切割，将一些跨越应用程序多个部分的关注点（如日志、事务管理）模块化到独立的切面中。

@Aspect
@Component
public class LoggingAspect {
    
    @Before("execution(* com.example.service.*.*(..))")
    public void logBeforeServiceMethod(JoinPoint joinPoint) {
        System.out.println("Before executing: " + joinPoint.getSignature().getName());
    }
}

三、IoC容器：魔法的源泉

IoC容器是IoC实现的核心，它负责实例化、配置和组装对象。Spring框架提供了强大的IoC容器，主要分为两种类型：BeanFactory和ApplicationContext。

BeanFactory

BeanFactory是Spring框架中的基础设施，支持依赖注入（DI），它管理Bean的定义并使用依赖注入（DI）原则组装它们。

XmlBeanFactory factory = new XmlBeanFactory(new ClassPathResource("spring-config.xml")); 

MyBean bean = (MyBean) factory.getBean("myBean");

ApplicationContext

ApplicationContext是BeanFactory的子接口，提供了更多高级特性，如消息国际化、事件发布等。它是使用Spring IoC容器的首选方式。

ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("spring-config.xml");
MyBean bean = context.getBean(MyBean.class);

Bean：IoC 容器中的基本组件

Java Spring Bean：万物之源

在Spring框架的世界里，Bean是构成应用程序骨架的基础元素。它们如同细胞一样，承载着数据和行为，构建出复杂而强大的生命体——我们的应用程序。今天，我们将深入探讨Bean的定义、生命周期，以及它们的作用和分类。

一、Bean的定义和生命周期

Bean的定义

在Spring框架中，Bean是由Spring IoC容器管理的对象。这些对象不需要通过new关键字实例化，而是由Spring容器负责实例化、配置和组装。

@Component
public class ExampleBean {
    // Bean的内容
}

Bean的生命周期

了解Bean的生命周期对于编写高效、可维护的Spring应用至关重要。Bean的生命周期包括以下几个阶段：

实例化：Spring容器通过构造器或工厂方法创建Bean实例。
属性赋值：Spring容器注入Bean的属性。
初始化：Bean可能会执行自定义的初始化逻辑。
使用：现在，Bean已经准备好被应用使用了。
销毁：当容器关闭时，Bean可能执行自定义的销毁逻辑。

@Service
public class MyService {
    // 业务逻辑
}

@Repository
public class MyRepository {
    // 数据访问逻辑
}

@Controller
public class MyController {
    // 处理Web请求
}

二、Bean的作用和分类

Bean的作用

Spring Bean承担着各种角色，从简单的配置对象，到处理Web请求的控制器，再到处理业务逻辑的服务类。Bean的主要作用包括：

封装依赖关系：Spring容器负责管理Bean之间的依赖关系，使得代码更加解耦和易于测试。
统一管理资源：Spring容器可以统一管理数据库连接、线程池等资源，提高资源利用率和应用性能。
增强功能：通过AOP等技术，Spring可以在不修改源代码的情况下增加事务管理、安全检查等功能。

Bean的分类

根据Bean的作用和行为，我们可以将其分为几类：

单例Bean：默认情况下，Spring中的Bean都是单例的，即每个Bean定义对应一个对象实例。
原型Bean：每次请求都会创建一个新的Bean实例。
特殊Bean：
- FactoryBean：用于产生其他Bean实例的特殊Bean。
- Controller/Service/Repository：分别标识表现层、业务层、持久层的组件。

@Service
public class MyService {
    // 业务逻辑
}

@Repository
public class MyRepository {
    // 数据访问逻辑
}

@Controller
public class MyController {
    // 处理Web请求
}

Spring Bean是Spring框架的核心，它不仅仅是简单的数据容器，更是承载了Spring应用复杂逻辑和功能的基石。通过深入理解Bean的定义、生命周期以及分类，我们可以更加有效地利用Spring框架构建出健壮、灵活且易于维护的应用程序。

Spring 中的配置方式：XML、注解和 JavaConfig

Spring配置之道：注解、JavaConfig与传统XML

在Spring的世界里，配置是构建和维护应用程序的关键。随着Spring框架的发展，配置方式也从最初的XML配置演变到了注解和JavaConfig。每种配置方式都有其独特的特点和适用场景。今天，我们将深入探讨这些配置方式，帮助你选择最适合你项目的配置方法。

一、传统XML配置

在Spring的早期版本中，XML配置是主流的配置方式。通过XML文件，开发者可以定义Bean以及Bean之间的依赖关系。

特点

明确性：XML配置将Bean的定义和依赖关系描述得非常清晰。
集中管理：所有的配置信息都集中在一个或几个XML文件中，便于管理。
灵活性：通过加载不同的XML配置文件，可以轻松切换应用程序的行为。

适用场景

复杂项目，需要清晰地管理大量Bean之间的依赖关系。
项目团队习惯于使用XML进行配置。

<beans>
    <bean id="myBean" class="com.example.MyBean">
        <property name="dependency" ref="myDependency"/>
    </bean>

    <bean id="myDependency" class="com.example.MyDependency"/>
</beans>

二、注解配置

随着Spring 2.5的发布，注解配置开始成为主流。它通过在类、字段或方法上添加注解来实现Bean的声明和依赖注入。

特点

简洁性：减少了配置的冗余，代码更加简洁。
易于理解：配置直接与代码结合，提高了代码的可读性。
开发效率：减少了编写和维护XML配置文件的工作量。

适用场景

快速开发小到中型项目。
项目中大量使用自动扫描和自动装配的功能。

@Configuration
public class AppConfig {

    @Bean
    public MyBean myBean() {
        return new MyBean(myDependency());
    }

    @Bean
    public MyDependency myDependency() {
        return new MyDependency();
    }
}

三、JavaConfig配置

JavaConfig是一种基于Java的配置方式，它允许开发者通过编写配置类来实现Bean的定义和依赖注入。

特点

类型安全：编译时就能发现潜在的错误。
重构友好：IDE的支持使得重构变得更加容易。
灵活性：可以通过编程方式动态决定配置。

适用场景

对类型安全有严格要求的项目。
需要动态决定配置的复杂项目。

@Configuration
public class AppConfig {

    @Bean
    public MyBean myBean() {
        return new MyBean(myDependency());
    }

    @Bean
    public MyDependency myDependency() {
        return new MyDependency();
    }
}

深入理解注解和JavaConfig的使用方法

注解和JavaConfig不仅仅是配置Spring应用的方式，它们代表了一种现代化的、与代码紧密集成的配置思想。通过合理利用这些特性，我们可以构建出更加灵活、易于维护的应用。

注解使用精要

利用@ComponentScan注解自动扫描并注册Bean。
使用@Autowired注解实现自动依赖注入。
通过@Qualifier注解解决自动装配时的歧义性。
使用@Profile注解定义不同环境下的配置。

JavaConfig使用技巧

定义配置类，并使用@Configuration注解标记。
使用@Bean注解方法，返回Bean的实例。
利用方法调用实现Bean之间的依赖注入。
结合@Profile和@Conditional注解实现条件化的Bean创建。

Bean 的作用域和生命周期管理

解析 Bean 的作用域和生命周期概念

在Spring框架中，理解Bean的作用域和生命周期是至关重要的，它们决定了Bean的创建、管理及销毁方式。本篇博客将深入探讨这两个概念，并通过示例代码帮助读者更好地理解Spring提供的各种Bean生命周期回调方法。

一、Bean的作用域(Scope)

在Spring中，Bean的作用域决定了容器如何新建Bean实例的规则。Spring提供了几种作用域：

singleton：（默认作用域）容器中只存在一个共享的Bean实例，每次请求都返回同一个Bean实例。
prototype：每次请求都会创建一个新的Bean实例。
request：每次HTTP请求都会产生一个新的Bean，仅在Web应用中有效。
session：在一个HTTP Session中，一个Bean定义对应一个实例。仅在Web应用中有效。
application：在一个ServletContext生命周期内，一个Bean定义对应一个实例。仅在Web应用中有效。

示例代码：定义不同作用域的Bean

import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.context.annotation.Scope;

@Configuration
public class BeanScopeConfig {

    @Bean
    @Scope("singleton")
    public MyBean singletonBean() {
        return new MyBean();
    }

    @Bean
    @Scope("prototype")
    public MyBean prototypeBean() {
        return new MyBean();
    }
}

二、Bean的生命周期

Bean的生命周期指的是从Bean的初始化到销毁的整个过程。在这个过程中，Spring容器提供了多个扩展点，允许在Bean的创建和销毁过程中加入自定义逻辑。

Bean生命周期的主要阶段：

实例化Bean：Spring容器首先调用构造函数或工厂方法来实例化Bean。
填充属性：Spring容器注入Bean所需要的依赖。
调用BeanNameAware的setBeanName()：如果Bean实现了BeanNameAware接口，Spring容器将Bean的ID传给setBeanName方法。
调用BeanFactoryAware的setBeanFactory()：如果Bean实现了BeanFactoryAware接口，Spring容器将调用setBeanFactory方法，传入BeanFactory。
调用ApplicationContextAware的setApplicationContext()：如果Bean实现了ApplicationContextAware接口，Spring容器将调用setApplicationContext方法，传入ApplicationContext。
前置处理器Before Initialization：BeanPostProcessor的postProcessBeforeInitialization方法将被调用。
初始化：如果Bean实现了InitializingBean接口，Spring容器将调用afterPropertiesSet方法。另外，可以通过@Bean注解的initMethod指定初始化方法。
后置处理器After Initialization：BeanPostProcessor的postProcessAfterInitialization方法将被调用。
Bean准备就绪：此时，Bean已经准备好被应用使用了。
销毁：当容器关闭时，如果Bean实现了DisposableBean接口，Spring容器将调用destroy方法。也可以通过@Bean注解的destroyMethod指定销毁方法。

示例代码：自定义Bean生命周期回调方法

import org.springframework.beans.factory.DisposableBean;
import org.springframework.beans.factory.InitializingBean;

public class MyLifecycleBean implements InitializingBean, DisposableBean {

    @Override
    public void afterPropertiesSet() throws Exception {
        // 初始化逻辑
        System.out.println("MyLifecycleBean is initialized.");
    }

    @Override
    public void destroy() throws Exception {
        // 销毁逻辑
        System.out.println("MyLifecycleBean is destroyed.");
    }
}

通过实现InitializingBean和DisposableBean接口，我们可以在Bean的生命周期的特定时间点执行自定义逻辑。

Bean 的属性装配和自动装配

深入理解Spring Bean：属性、依赖与自动装配

在Spring框架中，Bean是构建应用程序的基石。它们不仅承载着数据和行为，还通过依赖关系与其他Bean相互作用。正确地管理Bean的属性和依赖关系，是实现高效、可维护Spring应用的关键。本篇博客将带你深入理解Bean的属性和依赖关系，并掌握Spring提供的属性配置和自动装配方式。

一、理解Bean的属性和依赖关系

Bean的属性

Bean的属性指的是Bean中的字段，这些字段可以通过XML配置、注解或JavaConfig来配置。

示例：通过XML配置Bean属性

<bean id="exampleBean" class="com.example.ExampleBean">
    <property name="beanProperty" value="Some Value"/>
</bean>

示例：通过注解配置Bean属性

@Component
public class ExampleBean {
    @Value("${some.value}")
    private String beanProperty;
}

Bean的依赖关系

Bean的依赖关系指的是一个Bean依赖于另一个Bean来完成其操作。例如，一个服务类（Service）可能依赖于一个数据访问对象（DAO）。

示例：通过XML配置Bean依赖

<bean id="myDao" class="com.example.MyDao"/>

<bean id="myService" class="com.example.MyService">
    <property name="myDao" ref="myDao"/>
</bean>

示例：通过注解配置Bean依赖

@Service
public class MyService {
    private final MyDao myDao;

    @Autowired
    public MyService(MyDao myDao) {
        this.myDao = myDao;
    }
}

二、掌握Spring提供的属性配置和自动装配方式

属性配置

Spring提供了多种方式来配置Bean的属性，其中最常用的是@Value注解。

使用`@Value`注解

@Value注解可以用来注入普通属性、系统属性、环境变量等。

@Component
public class ExampleBean {
    @Value("${app.name:defaultAppName}")
    private String appName;
}

自动装配

Spring的自动装配功能可以自动满足Bean之间的依赖，减少配置的工作量。最常用的自动装配注解是@Autowired。

使用`@Autowired`进行自动装配

Spring会在容器中查找匹配类型的Bean，并注入到被@Autowired标注的字段、构造器或方法中。

@Service
public class MyService {
    private final MyDao myDao;

    @Autowired
    public MyService(MyDao myDao) {
        this.myDao = myDao; // 自动装配
    }
}

高级自动装配

对于更复杂的自动装配场景，Spring提供了@Qualifier和@Primary注解来进一步控制自动装配的行为。

使用`@Qualifier`指定具体的Bean

当有多个同类型的Bean可供选择时，@Qualifier注解可以用来指定具体要装配的Bean。

@Autowired
@Qualifier("specificDao")
private MyDao myDao;

使用`@Primary`指定首选的Bean

通过在Bean定义上使用@Primary注解，可以指定当存在多个同类型Bean时，默认选择哪一个。

@Component
@Primary
public class PrimaryDao implements MyDao {
    // 实现细节
}

高级特性：BeanPostProcessor 和 FactoryBean

理解 BeanPostProcessor 和 FactoryBean 的作用和区别

在Spring框架中，BeanPostProcessor和FactoryBean是两个非常重要的接口，它们在Bean的生命周期管理和创建过程中扮演着关键角色。虽然它们的功能看似相近，但实际上各自的作用和应用场景大相径庭。

BeanPostProcessor：定制Bean的创建过程

BeanPostProcessor允许开发者插手Bean的初始化过程，在Bean的初始化前后执行一些自定义逻辑。

主要方法：

postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName): 在任何Bean初始化回调方法（如InitializingBean的afterPropertiesSet或自定义的init方法）之前调用。
postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName): 在所有Bean初始化回调之后调用。

应用场景：

修改或包装Bean的实例，例如用代理包装一个Bean以提供额外的功能。
检查Bean属性的正确性或根据特定条件更改Bean的属性。

示例代码：

import org.springframework.beans.BeansException;
import org.springframework.beans.factory.config.BeanPostProcessor;

public class MyBeanPostProcessor implements BeanPostProcessor {
    @Override
    public Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
        // 在初始化之前执行的逻辑
        return bean;
    }

    @Override
    public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
        // 在初始化之后执行的逻辑
        return bean;
    }
}

FactoryBean：专门用于生产对象的工厂Bean

与BeanPostProcessor不同，FactoryBean是用于生成其他Bean实例的特殊Bean。当配置的Bean实现了FactoryBean接口时，它将返回getObject()方法所返回的对象，而不是FactoryBean本身。

主要方法：

T getObject(): 返回由FactoryBean创建的Bean实例。
Class<?> getObjectType(): 返回FactoryBean创建的Bean类型。
boolean isSingleton(): 表明由FactoryBean创建的Bean是否为单例。

应用场景：

创建复杂对象，当一个Bean的创建过程中涉及复杂逻辑时，可以使用FactoryBean封装这些逻辑。
返回的Bean实例可以是接口的代理，也可以是需要复杂初始化的对象。

示例代码：

import org.springframework.beans.factory.FactoryBean;

public class MyFactoryBean implements FactoryBean<MyBean> {
    @Override
    public MyBean getObject() throws Exception {
        // 返回需要创建的Bean实例
        return new MyBean();
    }

    @Override
    public Class<?> getObjectType() {
        return MyBean.class;
    }

    @Override
    public boolean isSingleton() {
        // 控制该Bean是否为单例
        return true;
    }
}

BeanPostProcessor vs FactoryBean

虽然BeanPostProcessor和FactoryBean都可以影响Spring容器中Bean的创建，但它们的主要区别在于：

BeanPostProcessor是用于修改或包装已经存在的Bean实例的。
FactoryBean是用于创建新的Bean实例的。

Spring Boot 中的 Bean 管理和自动配置

探索Spring Boot：设计理念与自动配置深解

Spring Boot，作为现代Java开发中的一颗明星，以其“约定大于配置”的理念，极大地简化了Spring应用的开发、部署和运维。它不仅继承了Spring框架强大的依赖注入和面向切面编程的特性，还在此基础上提供了自动配置等功能，使得开发者可以更加专注于业务逻辑。本篇博客将带你深入理解Spring Boot的设计理念和主要特点，以及它在Bean管理和自动配置方面的实现原理。

Spring Boot的设计理念和主要特点

设计理念

Spring Boot遵循“约定大于配置”的原则，旨在减少项目搭建的复杂性和开发时的配置要求。它通过合理的默认配置，帮助开发者快速启动和开发Spring应用程序。

主要特点

自动配置：自动配置Spring和第三方库，尽可能地减少配置文件的使用。
独立运行：生成的应用程序可以直接运行，不需要外部的Servlet容器。
运维友好：提供了丰富的监控和管理功能，支持健康检查、应用信息查看等。
无代码生成和XML配置：不需要生成代码或进行XML配置，通过注解和自动装配完成配置。

深入掌握Spring Boot在Bean管理和自动配置方面的实现原理

Bean管理

Spring Boot利用Spring框架的依赖注入（DI）特性来管理Bean。开发者可以通过注解如@Component、@Service、@Repository等来声明Bean，并通过@Autowired或构造器注入依赖。

示例：定义和注入Bean

@Service
public class MyService {
    // 业务逻辑
}

@RestController
public class MyController {
    private final MyService myService;

    @Autowired
    public MyController(MyService myService) {
        this.myService = myService; // 自动装配
    }
}

自动配置原理

Spring Boot自动配置的魔法背后是@EnableAutoConfiguration注解，这个注解通过@Import引入了AutoConfigurationImportSelector类，该类负责读取META-INF/spring.factories文件中的配置，根据条件选择性地应用配置。

示例：自动配置的简化示例

假设我们有一个自动配置类MyAutoConfiguration，当classpath中存在某个特定类时，这个配置类就会被应用：

@Configuration
@ConditionalOnClass(SomeClass.class)
public class MyAutoConfiguration {
    @Bean
    public SomeBean someBean() {
        return new SomeBean();
    }
}

在resources/META-INF/spring.factories文件中，我们声明这个自动配置类：

org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration=\
com.example.MyAutoConfiguration

当Spring Boot应用启动时，如果classpath中存在SomeClass，那么SomeBean就会被自动配置。

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原始发表：2024-02-06，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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