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四、Spring对IoC的实现

news 文章来源：https://blog.csdn.net/qq_45372862/article/details/129301657 2024/11/6 23:31:01

1.IoC 控制反转

控制反转是一种思想。
控制反转是为了降低程序耦合度，提高程序扩展力，达到OCP原则，达到DIP原则。
控制反转，反转的是什么？
- 将对象的创建权利交出去，交给第三方容器负责。
- 将对象和对象之间关系的维护权交出去，交给第三方容器负责。
控制反转这种思想如何实现呢？
- DI（Dependency Injection）：依赖注入

2.依赖注入

依赖注入实现了控制反转的思想。
Spring通过依赖注入的方式来完成Bean管理的。
Bean管理说的是：Bean对象的创建，以及Bean对象中属性的赋值（或者叫做Bean对象之间关系的维护）。
依赖注入：

依赖指的是对象和对象之间的关联关系。
注入指的是一种数据传递行为，通过注入行为来让对象和对象产生关系。

依赖注入常见的实现方式包括两种：

第一种：set注入
第二种：构造注入

set注入和构造注入的时机是不同的。set注入是调用set方法，此时对象早已创建出来了。而构造注入调用的是构造方法，是在对象创建的时刻进行注入。

2.1 set注入

set注入，基于set方法实现的，底层会通过反射机制调用属性对应的set方法然后给属性赋值。这种方式要求属性必须对外提供set方法。

通过UserService调用UserDao里面的方法

package com.powernode.spring6.dao;import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
/*** bean*/
public class UserDao {// 记录日志private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(UserDao.class);public void insert(){logger.info("数据库正在保存用户信息");}
}

package com.powernode.spring6.service;import com.powernode.spring6.dao.UserDao;/*** bean*/
public class UserService {private UserDao userDao;// set注入，必须要提供一个set方法// Spring容器会调用这个set方法，来给userDao属性赋值public void setUserDao(UserDao userDao) {this.userDao = userDao;}public void savaUser(){// 调用userDao的insert()方法userDao.insert();}
}

spring配置文件中配置

<?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"><!--配置dao--><bean id="userDaoBean" class="com.powernode.spring6.dao.UserDao"/><!--配置service--><bean id="userServiceBean" class="com.powernode.spring6.service.UserService"><!--Spring调用对应的set方法，需要配置property标签--><!--name属性指定值：set方法的方法名去掉set，剩下的单词首字母小写--><!--ref:引用，ref后面指定的是要注入的bean的id--><property name="userDao" ref="userDaoBean"/></bean>
</beans>

测试程序

package com.powernode.spring6.test;import com.powernode.spring6.service.UserService;
import org.junit.Test;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;public class SpringDITest {@Testpublic void testSetDI(){ApplicationContext applicationContext = new ClassPathXmlApplicationContext("spring.xml");UserService userService = applicationContext.getBean("userServiceBean", UserService.class);userService.savaUser();}
}

实现原理：
通过property标签获取到属性名：userDao
通过属性名推断出set方法名：setUserDao
通过反射机制调用setUserDao()方法给属性赋值

property标签的name是属性名，set方法的方法名去掉set，剩下的单词首字母小写。
property标签的ref是要注入的bean对象的id。(通过ref属性来完成bean的装配，这是bean最简单的一种装配方式。装配指的是：创建系统组件之间关联的动作)

总结：set注入的核心实现原理：通过反射机制调用set方法来给属性赋值，让两个对象之间产生关系。

2.2 构造注入

核心原理：通过调用构造方法来给属性赋值。

package com.powernode.spring6.service;import com.powernode.spring6.dao.UserDao;/*** bean*/
public class UserService {private UserDao userDao;// 通过反射机制调用构造方法给属性赋值public UserService(UserDao userDao) {this.userDao = userDao;}public void savaUser(){// 调用userDao的insert()方法userDao.insert();}
}

spring配置文件中配置

<?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"><!--配置dao--><bean id="userDaoBean" class="com.powernode.spring6.dao.UserDao"/><!--配置service--><bean id="userServiceBean" class="com.powernode.spring6.service.UserService"><!--构造注入--><!--index属性指定参数下标，第一个参数是0，第二个参数是1，...ref属性用来指定要注入的bean的id--><!--指定构造方法的第一个参数，下标是0--><constructor-arg index="0" ref="userDaoBean"/></bean><bean id="userServiceBean2" class="com.powernode.spring6.service.UserService"><!--根据参数构造方法的名字注入--><constructor-arg name="userDao" ref="userDaoBean"/></bean><bean id="userServiceBean3" class="com.powernode.spring6.service.UserService"><!--不指定下标，也不指定参数名，spring自己做类型匹配--><!--这种方法实际上是根据类型进行注入的，spring会自动根据类型来判断把ref注入给哪个参数--><constructor-arg ref="userDaoBean"/></bean>
</beans>

通过构造方法注入的时候：

可以通过下标
可以通过参数名
也可以不指定下标和参数名，可以类型自动推断。

3 set注入专题

3.1 注入外部Bean

<!--声明Bean-->
<bean id="orderDaoBean" class="com.powernode.spring6.dao.OrderDao"/>
<bean id="orderServiceBean" class="com.powernode.spring6.service.OrderService"><!--使用ref引入，注入外部Bean--><property name="orderDao" ref="orderDaoBean"/>
</bean>

外部Bean的特点：bean定义到外面，在property标签中使用ref属性进行注入。通常这种方式是常用。

3.2 注入内部Bean

内部Bean的方式：在bean标签中嵌套bean标签。

<bean id="orderServiceBean2" class="com.powernode.spring6.service.OrderService"><property name="orderDao"><!--property标签使用嵌套的bean标签，内部bean--><bean class="com.powernode.spring6.dao.OrderDao"/></property>
</bean>

这种方式很少用

3.3 注入简单类型

一个普通的java类

package com.powernode.spring6.bean;public class User {private String username;private String password;private int age;// 省略set，toString方法
}

<!--注入简单类型-->
<bean id="userBean" class="com.powernode.spring6.bean.User"><!--给简单类型赋值，不能使用ref，需要使用value--><property name="username" value="张三"/><property name="password" value="123"/><property name="age" value="20"/>
</bean>

需要特别注意：如果给简单类型赋值，使用value属性或value标签。而不是ref。

Spring的BeanUtils类源码

	public static boolean isSimpleProperty(Class<?> type) {Assert.notNull(type, "'type' must not be null");return isSimpleValueType(type) || type.isArray() && isSimpleValueType(type.getComponentType());}public static boolean isSimpleValueType(Class<?> type) {return (Void.class != type && void.class != type &&(ClassUtils.isPrimitiveOrWrapper(type) ||Enum.class.isAssignableFrom(type) ||CharSequence.class.isAssignableFrom(type) ||Number.class.isAssignableFrom(type) ||Date.class.isAssignableFrom(type) ||Temporal.class.isAssignableFrom(type) ||URI.class == type ||URL.class == type ||Locale.class == type ||Class.class == type));}

通过源码分析得知，简单类型包括：

基本数据类型
基本数据类型对应的包装类
String或其他的CharSequence子类
Number子类
Date子类
Enum子类
URI
URL
Temporal子类
Locale
Class
另外还包括以上简单值类型对应的数组类型。

需要注意的是：

如果把Date当做简单类型的话，日期字符串格式不能随便写。格式必须符合Date的toString()方法格式Thu Mar 02 18:06:45 HKT 2023。显然这就比较鸡肋了。如果我们提供一个这样的日期字符串：2010-10-11，在这里是无法赋值给Date类型的属性的。一般不会把Date当作简单类型，虽然它是简单类型，一般会采用ref给Date类型的属性赋值
spring6之后，当注入的是URL，那么这个url字符串是会进行有效性检测的。如果是一个存在的url，那就没问题。如果不存在则报错。

经典案例：给数据源的属性注入值：

假设我们现在要自己手写一个数据源，所有的数据源都要实现javax.sql.DataSource接口，并且数据源中应该有连接数据库的信息，例如：driver、url、username、password等。

package com.powernode.spring6.jdbc;/*** 所有的数据源都要实现java规范：javax.sql.DataSource* 什么是数据源：能够提供Connection对象的，都是数据源*/
public class MyDataSource implements DataSource {// 把数据源交给Spring容器来管理private String driver;private String url;private String username;private String password;@Overridepublic Connection getConnection() throws SQLException {// 获取数据库连接对象的时候需要4个信息：driver url username passwordreturn null;}// 省略接口的其他方法// 省略driver url username password的set方法
}

<?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"><!--Spring管理数据源--><bean id="myDataSource" class="com.powernode.spring6.jdbc.MyDataSource"><property name="driver" value="com.mysql.cj.jdbc.Driver"/><property name="url" value="jdbc:mysql://localhost:3306/spring6"/><property name="username" value="root"/><property name="password" value="root"/></bean>
</beans>

测试

package com.powernode.spring6.test;
public class SpringSetDITest {@Testpublic void testMyDataSource(){ApplicationContext applicationContext = new ClassPathXmlApplicationContext("set-di.xml");MyDataSource myDataSource = applicationContext.getBean("myDataSource", MyDataSource.class);System.out.println(myDataSource);}
}

输出

MyDataSource{driver='com.mysql.cj.jdbc.Driver', url='jdbc:mysql://localhost:3306/spring6', username='root', password='root'}

3.4 级联属性赋值（了解）

    <bean id="clazzBean" class="com.powernode.spring6.beans.Clazz"/><bean id="student" class="com.powernode.spring6.beans.Student"><property name="name" value="张三"/><!--要点1：以下两行配置的顺序不能颠倒--><property name="clazz" ref="clazzBean"/><!--要点2：clazz属性必须还要有getter方法--><property name="clazz.name" value="高三一班"/></bean>
</beans>

3.5 注入数组

当数组中的元素是简单类型：
private String[] username;

<bean id="user" class="com.powernode.spring6.beans.User"><!--数组属性中的元素类型是String简单类型--><property name="username"><array><value>张三</value><value>李四</value><value>王五</value></array></property></bean>

当数组中的元素是非简单类型：

<bean id="goods1" class="com.powernode.spring6.beans.Goods"><property name="name" value="西瓜"/>
</bean><bean id="goods2" class="com.powernode.spring6.beans.Goods"><property name="name" value="苹果"/>
</bean><bean id="order" class="com.powernode.spring6.beans.Order"><property name="goods"><array><!--这里使用ref标签即可--><ref bean="goods1"/><ref bean="goods2"/></array></property>
</bean>

要点：

如果数组中是简单类型，使用value标签。
如果数组中是非简单类型，使用ref标签

3.6 注入List集合和Set集合

List集合：有序可重复
Set集合：无序不可重复

<bean id="personBean" class="com.powernode.spring6.bean.Person"><property name="names"><list><value>张三</value><value>李四</value><value>李四</value></list></property><property name="adds"><set><value>北京</value><value>深圳</value></set></property>
</bean>

注入List集合的时候使用list标签，如果List集合中是简单类型使用value标签，反之使用ref标签。
注入Set集合的时候使用set标签 , 如果Set集合中是简单类型使用value标签，反之使用ref标签

3.7 注入Map集合

<bean id="personBean" class="com.powernode.spring6.bean.Person"><property name="phones"><!--注入Map集合--><map><!--如果key和value是简单类型用key，value--><entry key="1" value="110"/><entry key="2" value="120"/><!--如果key和value不是简单类型用key-ref，value-ref--><!--<entry key-ref="" value-ref=""/>--></map></property>
</bean>

使用<map>标签
如果key是简单类型，使用 key 属性，反之使用 key-ref 属性。
如果value是简单类型，使用 value 属性，反之使用 value-ref 属性

3.8 注入Properties

Properties本质上也是一个Map集合
java.util.Properties继承java.util.Hashtable,Hashtable实现了Map接口
虽然Properties也是一个Map集合，和Map的注入方式有点像，但是不同
Properties的key和value只能是String类型

<bean id="personBean" class="com.powernode.spring6.bean.Person"><!--注入Properties属性类对象--><property name="properties"><props><prop key="driver">com.mysql.cj.jdbc.Driver</prop><prop key="url">jdbc:mysql://localhost:3306/spring6</prop><prop key="username">root</prop><prop key="password">root</prop></props></property>
</bean>

使用<props>标签嵌套<prop>标签完成。

3.9 注入null和空字符串

<!--注入null和空字符串-->
<bean id="userBean2" class="com.powernode.spring6.bean.User"><!--不给属性注入，默认值就是null--><!--<property name="username" value="张三"/>--><!--这不是注入null，只是注入了"null"字符串--><!--<property name="username" value="null"/>--><!--手动注入null--><!--<property name="username"><null/></property>--><!--注入空字符串--><!--<property name="username" value=""/>--><!--注入空字符串--><property name="username"><value/></property><property name="password" value="123"/><property name="age" value="20"/>
</bean>

注入空字符串使用：<value/> 或者 value=“”
注入null使用：<null/> 或者不为该属性赋值

3.10 注入的值中含有特殊符号

XML中有5个特殊字符，分别是：<、>、'、"、&
以上5个特殊符号在XML中会被特殊对待，会被当做XML语法的一部分进行解析，如果这些特殊符号直接出现在注入的字符串当中，会报错。

解决方案包括两种：
第一种：特殊符号使用转义字符代替。
第二种：将含有特殊符号的字符串放到：<![CDATA[]]> 当中。因为放在CDATA区中的数据不会被XML文件解析器解析。

5个特殊字符对应的转义字符分别是：

特殊字符	转义字符
>	>
<	<
’	'
"	"
&	&

<bean id="mathBean" class="com.powernode.spring6.bean.MathBean"><!--第一种方案：使用实体符号代替特殊符号--><!--<property name="result" value="2 &lt; 3"/>--><!--第二种方案：使用<![CDATA[]]>--><property name="result"><!--只能使用value标签--><value><![CDATA[2 < 3]]></value></property>
</bean>

使用CDATA时，不能使用value属性，只能使用value标签。

4 p命名空间注入

目的：简化配置。
使用p命名空间注入的前提条件包括两个：
第一：在XML头部信息中添加p命名空间的配置信息：xmlns:p=“http://www.springframework.org/schema/p”
第二：p命名空间注入是基于setter方法的，所以需要对应的属性提供setter方法。

package com.powernode.spring6.bean;import java.util.Date;public class Dog {// 简单类型private String name;private int age;// 非简单类型，虽然Date是简单类型，当作非简单类型看待private Date birth;// 省略set、toString方法

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"xmlns:p="http://www.springframework.org/schema/p"xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd"><!--在spring的配置文件头部添加p命名空间 xmlns:p="http://www.springframework.org/schema/p"--><!--使用 p:属性名 = "属性值"--><bean id="dogBean" class="com.powernode.spring6.bean.Dog" p:name="张三" p:age="3" p:birth-ref="birthBean"/><!--获取系统当前时间--><bean id="birthBean" class="java.util.Date"/>
</beans>

测试

@Test
public void testP(){ApplicationContext applicationContext = new ClassPathXmlApplicationContext("spring-p.xml");Dog dogBean = applicationContext.getBean("dogBean", Dog.class);System.out.println(dogBean);
}

p命名空间实际上是对set注入的简化。

5.c命名空间注入

c命名空间是简化构造方法注入的。
使用c命名空间的两个前提条件：
第一：需要在xml配置文件头部添加信息：xmlns:c=“http://www.springframework.org/schema/c”
第二：需要提供构造方法。

Dog类添加构造方式

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"xmlns:c="http://www.springframework.org/schema/c"xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd"><!--在spring的配置文件头部添加c命名空间 xmlns:c="http://www.springframework.org/schema/c"--><!--使用 下标方式 c:_0 = "属性值"--><!--使用 参数名方式 c:name = "属性值"--><bean id="dogBean" class="com.powernode.spring6.bean.Dog" c:name="张三" c:age="3" c:birth-ref="birthBean"/><!--获取系统当前时间--><bean id="birthBean" class="java.util.Date"/>
</beans>

c命名空间是依靠构造方法的。
不管是p命名空间还是c命名空间，注入的时候都可以注入简单类型以及非简单类型。

6 util命名空间

使用util命名空间可以让配置复用。
使用util命名空间的前提是：在spring配置文件头部添加配置信息。
xmlns:util=“http://www.springframework.org/schema/util”
http://www.springframework.org/schema/util http://www.springframework.org/schema/util/spring-util.xsd

假设有两个自己定义的数据源MyDataSource1和MyDataSource2

package com.powernode.spring6.jdbc;
public class MyDataSource1 implements DataSource {// 把数据源交给Spring容器来管理// Properties属性类对象，这是一个Map集合，key和value都是String类型private Properties properties;public void setProperties(Properties properties) {this.properties = properties;}// 省略接口方法和toString方法

package com.powernode.spring6.jdbc;
public class MyDataSource2 implements DataSource {private Properties properties;public void setProperties(Properties properties) {this.properties = properties;}// 省略接口方法和toString方法

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"xmlns:util="http://www.springframework.org/schema/util"xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsdhttp://www.springframework.org/schema/util http://www.springframework.org/schema/util/spring-util.xsd"><!--引入util命名空间在spring的配置文件头部添加xmlns:util="http://www.springframework.org/schema/util"http://www.springframework.org/schema/util http://www.springframework.org/schema/util/spring-util.xsd--><util:properties id="prop"><prop key="driver">com.mysql.cj.jdbc.Driver</prop><prop key="url">jdbc:mysql://localhost:3306/spring6</prop><prop key="username">root</prop><prop key="password">root</prop></util:properties><!--数据源1--><bean id="myDataSource1" class="com.powernode.spring6.jdbc.MyDataSource1"><property name="properties" ref="prop"/></bean><!--数据源2--><bean id="myDataSource2" class="com.powernode.spring6.jdbc.MyDataSource2"><property name="properties" ref="prop"/></bean>
</beans>

测试

@Testpublic void testUtil(){ApplicationContext applicationContext = new ClassPathXmlApplicationContext("spring-util.xml");MyDataSource1 myDataSource1 = applicationContext.getBean("myDataSource1", MyDataSource1.class);MyDataSource2 myDataSource2 = applicationContext.getBean("myDataSource2", MyDataSource2.class);System.out.println(myDataSource1);System.out.println(myDataSource2);}

输出

MyDataSource1{properties={password=root, driver=com.mysql.cj.jdbc.Driver, url=jdbc:mysql://localhost:3306/spring6, username=root}}
MyDataSource2{properties={password=root, driver=com.mysql.cj.jdbc.Driver, url=jdbc:mysql://localhost:3306/spring6, username=root}}

7 基于XML的自动装配

Spring还可以完成自动化的注入，自动化注入又被称为自动装配。它可以根据名字进行自动装配，也可以根据类型进行自动装配。

7.1 根据名称自动装配

package com.powernode.spring6.dao;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
public class OrderDao {private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(OrderDao.class);public void insert(){logger.info("订单正在生成...");}
}

package com.powernode.spring6.service;
import com.powernode.spring6.dao.OrderDao;
public class OrderService {private OrderDao orderDao;// 通过set方法给属性赋值public void setOrderDao(OrderDao orderDao) {this.orderDao = orderDao;}/*** 生成订单的业务方法*/public void generate(){orderDao.insert();}
}

<?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"><!--根据名字进行自动装配--><!--自动装配也是基于set方法实现的--><bean id="orderService" class="com.powernode.spring6.service.OrderService" autowire="byName"/><!--id也叫做bean的名称--><!--根据名字进行自动装配的时候，被注入的对象的bean的id不能随便写，set方法的方法名去掉set，剩下单词首字母小写--><bean id="orderDao" class="com.powernode.spring6.dao.OrderDao"/>
</beans>

如果根据名称装配(byName)，底层会调用set方法进行注入。
例如：setOrderDao() 对应的名字是orderDao，setPassword()对应的名字是password

7.2 根据类型自动装配

<!--根据类型进行自动装配-->
<!--自动装配是基于set方法实现的-->
<bean id="orderService" class="com.powernode.spring6.service.OrderService" autowire="byType"/>
<!--根据类型进行自动装配的时候，在有效得到配置文件中，某种类型的实例只能有一个-->
<bean class="com.powernode.spring6.dao.OrderDao"/>

无论是byName还是byType，在装配的时候都是基于set方法的。所以set方法是必须要提供的。提供构造方法是不行的

8 Spring引入外部属性配置文件

在类路径下新建jdbc.properties文件，并配置信息。

jdbc.driverClass=com.mysql.cj.jdbc.Driver
jdbc.url=jdbc:mysql://localhost:3306/spring6
jdbc.username=root
jdbc.password=root

写一个数据源类，提供相关属性。

package com.powernode.spring6.jdbc;
public class MyDataSource implements DataSource {// 把数据源交给Spring容器来管理private String driver;private String url;private String username;private String password;// 省略set、toString方法和接口方法

在spring配置文件中引入context命名空间。

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

    <!--引入外部properties文件引入context命名空间使用context:property-placeholder标签的location属性来指定属性配置文件的路径location默认从类的根路径下开始加载资源--><context:property-placeholder location="jdbc.properties"/><!--配置数据源--><bean id="myDataSource" class="com.powernode.spring6.jdbc.MyDataSource"><!--取值：使用${key}--><property name="driver" value="${jdbc.driverClass}"/><property name="url" value="${jdbc.url}"/><property name="username" value="${jdbc.username}"/><property name="password" value="${jdbc.password}"/></bean>