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Spring IOC详解

一、引言

Spring框架的核心之一是控制反转（IoC），它是一种设计原则，用于降低计算机编程中的依赖耦合度。在Spring中，IoC容器负责管理对象的创建、生命周期、配置和其他对象的依赖。依赖注入（DI）是实现IoC的一种方式，它将对象的依赖关系传递给对象本身，而不是让对象自己查找或创建依赖。本文将深入探讨Spring中的IoC容器和DI机制。

二、IOC容器

1、IOC容器的基本概念

IOC容器是Spring框架的核心，它负责实例化、配置和组装对象。这些对象被称为Beans，它们由Spring容器管理。即：IOC是将创建对象的权利交给了框架

1.1、IOC容器的实现

Spring提供了多个ApplicationContext接口的实现，这些实现代表不同的IOC容器：

• AnnotationConfigApplicationContext：用于基于Java的配置。
• ClassPathXmlApplicationContext和FileSystemXmlApplicationContext：用于基于XML的配置。
• WebApplicationContext：用于Web应用程序。

1.2、代码示例

public interface Item {void display();
}public class ItemImpl1 implements Item {public void display() {System.out.println("Displaying Item 1");}
}public class ItemImpl2 implements Item {public void display() {System.out.println("Displaying Item 2");}
}public class Store {private Item item;public Store(Item item) {this.item = item;}public void show() {item.display();}
}

2、依赖注入

依赖注入是IOC的一个关键部分，它允许容器在运行时动态地将依赖关系注入到对象中。

2.1、构造函数注入

构造函数注入是通过对象的构造函数将依赖关系注入到对象中。

@Configuration
public class AppConfig {@Beanpublic Item item1() {return new ItemImpl1();}@Beanpublic Store store() {return new Store(item1());}
}

2.2、Setter方法注入

Setter方法注入是通过调用对象的Setter方法来注入依赖关系。

@Bean
public Store store() {Store store = new Store();store.setItem(item1());return store;
}

三、IoC容器的高级特性

1、自动装配

Spring允许通过@Autowired注解自动装配Bean，这可以根据类型或名称自动注入依赖。

public class Store {@Autowiredprivate Item item;public void show() {item.display();}
}

2、作用域和生命周期

Spring支持多种Bean的作用域，包括singleton、prototype、request、session和global-session。

2.1、Singleton作用域

在Spring中，Singleton作用域意味着一个Bean定义对应一个对象实例。不管多少次请求该Bean，Spring容器总是返回同一个对象实例。这种作用域是最常用的，它提供了对象的线程安全和资源管理的优势。以下是一个Singleton作用域的Bean示例：

@Component
public class SingletonBean {private static int instanceCount = 0;public SingletonBean() {instanceCount++;System.out.println("SingletonBean instance created. Total instances: " + instanceCount);}public void display() {System.out.println("Displaying SingletonBean");}
}

在上述代码中，SingletonBean被Spring容器管理，并且只有一个实例被创建。每次注入SingletonBean时，注入的是同一个实例。

2.2、Prototype作用域

与Singleton作用域不同，Prototype作用域的Bean在每次请求时都会创建一个新的实例。这种作用域适用于那些需要独立对象的场合，比如需要在方法中创建对象并希望它们是全新的，没有任何先前状态的。以下是一个Prototype作用域的Bean示例：

@Component
@Scope("prototype")
public class PrototypeBean {private static int instanceCount = 0;public PrototypeBean() {instanceCount++;System.out.println("PrototypeBean instance created. Total instances: " + instanceCount);}public void display() {System.out.println("Displaying PrototypeBean");}
}

在上述代码中，PrototypeBean被标注为prototype作用域，这意味着每次注入PrototypeBean时，Spring容器都会创建一个新的实例。

代码示例

以下是如何在Spring配置中定义这些Bean，并在应用程序中使用它们的示例：

@Configuration
public class AppConfig {@Beanpublic SingletonBean singletonBean() {return new SingletonBean();}@Bean@Scope("prototype")public PrototypeBean prototypeBean() {return new PrototypeBean();}
}public class BeanScopeDemo {public static void main(String[] args) {AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);// 获取SingletonBean的两个引用，它们是相同的实例SingletonBean singleton1 = context.getBean(SingletonBean.class);SingletonBean singleton2 = context.getBean(SingletonBean.class);System.out.println(singleton1 == singleton2); // 输出 true// 获取PrototypeBean的两个引用，它们是不同的实例PrototypeBean prototype1 = context.getBean(PrototypeBean.class);PrototypeBean prototype2 = context.getBean(PrototypeBean.class);System.out.println(prototype1 == prototype2); // 输出 false// 关闭上下文context.close();}
}

四、总结

Spring的IoC容器和依赖注入机制为Java应用程序提供了强大的解耦能力。通过将对象的创建和依赖管理交给容器，开发者可以更专注于业务逻辑的实现。IoC容器不仅简化了对象的创建和管理，还通过自动装配和作用域管理提供了灵活的配置选项。理解并掌握Spring的IoC容器对于构建可维护、可测试的应用程序至关重要。

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参考文章：

• Spring中的控制反转（IoC）和依赖注入（DI）
• 一篇文章讲透spring ioc (概念、原理、实例、应用场景、面试题)