【第二章】 IoC 之 2.2 IoC 容器基本原理 ——跟我學Spring3
2.2.1 IoC容器的概念
IoC容器就是具有依賴注入功能的容器，IoC容器負責例項化、定位、配置應用程式中的物件及建立這些物件間的依賴。應用程式無需直接在程式碼中new相關的物件，應用程式由IoC容器進行組裝。在Spring中BeanFactory是IoC容器的實際代表者。
Spring IoC容器如何知道哪些是它管理的物件呢？這就需要配置檔案，Spring IoC容器通過讀取配置檔案中的配置元資料，通過元資料對應用中的各個物件進行例項化及裝配。一般使用基於xml配置檔案進行配置元資料，而且Spring與配置檔案完全解耦的，可以使用其他任何可能的方式進行配置元資料，比如註解、基於java檔案的、基於屬性檔案的配置都可以。
那Spring IoC容器管理的物件叫什麼呢？
2.2.2 Bean的概念
由IoC容器管理的那些組成你應用程式的物件我們就叫它Bean， Bean就是由Spring容器初始化、裝配及管理的物件，除此之外，bean就與應用程式中的其他物件沒有什麼區別了。那IoC怎樣確定如何例項化Bean、管理Bean之間的依賴關係以及管理Bean呢？這就需要配置元資料，在Spring中由BeanDefinition代表，後邊會詳細介紹，配置元資料指定如何例項化Bean、如何組裝Bean等。概念知道的差不多了，讓我們來做個簡單的例子。
2.2.3 Hello World
一、配置環境：
l JDK安裝：
l 開發工具：SpringSource Tool Suite，簡稱STS，是個基於Eclipse的開發環境，用以構建Spring應用，其最新版開始支援Spring 3.0及OSGi開發工具，但由於其太龐大，很多功能不是我們所必需的所以我們選擇Eclipse+ SpringSource Tool外掛進行Spring應用開發；到eclipse官網下載最新的Eclipse，注意我們使用的是Eclipse IDE for Java EE Developers（eclipse-jee-helios-SR1）；
安裝外掛：啟動Eclipse，選擇Help->Install New Software，如圖2-3所示
圖2-3 安裝
2、首先安裝SpringSource Tool Suite外掛依賴，如圖2-4:
Name為：SpringSource Tool Suite Dependencies
Location為：http://dist.springsource.com/release/TOOLS/composite/e3.6
圖2-4 安裝
3、安裝SpringSource Tool Suite外掛，只需安裝如圖2-5所選中的就可以：
Name為：SpringSource Tool Suite
Location為：http://dist.springsource.com/release/TOOLS/update/e3.6
圖2-4 安裝
4、安裝完畢，開始專案搭建吧。
Spring 依賴：本書使用spring-framework-3.0.5.RELEASE
spring-framework-3.0.5.RELEASE-with-docs.zip表示此壓縮包帶有文件的；
spring-framework-3.0.5.RELEASE-dependencies.zip表示此壓縮包中是spring的依賴jar包，所以需要什麼依賴從這裡找就好了；
下載地址：http://www.springsource.org/download
二、開始Spring Hello World之旅
1、準備需要的jar包
核心jar包：從下載的spring-framework-3.0.5.RELEASE-with-docs.zip中dist目錄查詢如下jar包
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依賴的jar包：從下載的spring-framework-3.0.5.RELEASE-dependencies.zip中查詢如下依賴jar包
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2、建立標準Java工程：
（1）選擇“window”—> “Show View” —>“Package Explorer”，使用包結構檢視；
圖2-5 包結構檢視
（2）建立標準Java專案，選擇“File”—>“New”—>“Other”；然後在彈出來的對話方塊中選擇“Java Project”建立標準Java專案；
圖2-6 建立Java專案
圖2-7 建立Java專案
圖2-8 建立Java專案
（3）配置專案依賴庫檔案，右擊專案選擇“Properties”；然後在彈出的對話方塊中點選“Add JARS”在彈出的對話方塊中選擇“lib”目錄下的jar包；然後再點選“Add Library”，然後在彈出的對話方塊中選擇“Junit”，選擇“Junit4”；
圖2-9 配置專案依賴庫檔案
圖2-10 配置專案依賴庫檔案
圖2-11 配置專案依賴庫檔案
（4）專案目錄結構如下圖所示，其中“src”用於存放java檔案；“lib”用於存放jar檔案；“resources”用於存放配置檔案；
圖2-12 專案目錄結構
3、專案搭建好了，讓我們來開發介面，此處我們只需實現列印“Hello World!”，所以我們定義一個“sayHello”介面，程式碼如下：
java程式碼：- package cn.javass.spring.chapter2.helloworld;
- publicinterface HelloApi {
- publicvoid sayHello();
- }
4、介面開發好了，讓我們來通過實現介面來完成列印“Hello World!”功能；
java程式碼：- package cn.javass.spring.chapter2.helloworld;
- publicclass HelloImpl implements HelloApi {
- @Override
- publicvoid sayHello() {
- System.out.println("Hello World!");
- }
- }
5、介面和實現都開發好了，那如何使用Spring IoC容器來管理它們呢？這就需要配置檔案，讓IoC容器知道要管理哪些物件。讓我們來看下配置檔案chapter2/helloworld.xml（放到resources目錄下）：
java程式碼：- <?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-3.0.xsd
- http://www.springframework.org/schema/context http://www.springframework.org/schema/context/spring-context-3.0.xsd">
- <!-- id 表示你這個元件的名字，class表示元件類 -->
- <bean id="hello"class="cn.javass.spring.chapter2.helloworld.HelloImpl"></bean>
- </beans>
6、現在萬一具備，那如何獲取IoC容器並完成我們需要的功能呢？首先應該例項化一個IoC容器，然後從容器中獲取需要的物件，然後呼叫介面完成我們需要的功能，程式碼示例如下：
java程式碼：- package cn.javass.spring.chapter2.helloworld;
- import org.junit.Test;
- import org.springframework.context.ApplicationContext;
- import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;
- publicclass HelloTest {
- @Test
- publicvoid testHelloWorld() {
- //1、讀取配置檔案例項化一個IoC容器
- ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("helloworld.xml");
- //2、從容器中獲取Bean，注意此處完全“面向介面程式設計，而不是面向實現”
- HelloApi helloApi = context.getBean("hello", HelloApi.class);
- //3、執行業務邏輯
- helloApi.sayHello();
- }
- }
7、自此一個完整的Spring Hello World已完成，是不是很簡單，讓我們深入理解下容器和Bean吧。
2.2.4 詳解IoC容器
在Spring Ioc容器的代表就是org.springframework.beans包中的BeanFactory介面，BeanFactory介面提供了IoC容器最基本功能；而org.springframework.context包下的ApplicationContext介面擴充套件了BeanFactory，還提供了與Spring AOP整合、國際化處理、事件傳播及提供不同層次的context實現 (如針對web應用的WebApplicationContext)。簡單說， BeanFactory提供了IoC容器最基本功能，而 ApplicationContext 則增加了更多支援企業級功能支援。ApplicationContext完全繼承BeanFactory，因而BeanFactory所具有的語義也適用於ApplicationContext。
容器實現一覽：
• XmlBeanFactory：BeanFactory實現，提供基本的IoC容器功能，可以從classpath或檔案系統等獲取資源；
（1） File file = new File("fileSystemConfig.xml");
Resource resource = new FileSystemResource(file);
BeanFactory beanFactory = new XmlBeanFactory(resource);
（2）
Resource resource = new ClassPathResource("classpath.xml");
BeanFactory beanFactory = new XmlBeanFactory(resource);
• ClassPathXmlApplicationContext：ApplicationContext實現，從classpath獲取配置檔案；
BeanFactory beanFactory = new ClassPathXmlApplicationContext("classpath.xml");
• FileSystemXmlApplicationContext：ApplicationContext實現，從檔案系統獲取配置檔案。
BeanFactory beanFactory = new FileSystemXmlApplicationContext("fileSystemConfig.xml");
具體程式碼請參考cn.javass.spring.chapter2.InstantiatingContainerTest.java。
ApplicationContext介面獲取Bean方法簡介：
• Object getBean(String name) 根據名稱返回一個Bean，客戶端需要自己進行型別轉換；
• T getBean(String name, Class<T> requiredType) 根據名稱和指定的型別返回一個Bean，客戶端無需自己進行型別轉換，如果型別轉換失敗，容器丟擲異常；
• T getBean(Class<T> requiredType) 根據指定的型別返回一個Bean，客戶端無需自己進行型別轉換，如果沒有或有多於一個Bean存在容器將丟擲異常；
• Map<String, T> getBeansOfType(Class<T> type) 根據指定的型別返回一個鍵值為名字和值為Bean物件的 Map，如果沒有Bean物件存在則返回空的Map。
讓我們來看下IoC容器到底是如何工作。在此我們以xml配置方式來分析一下：
一、準備配置檔案：就像前邊Hello World配置檔案一樣，在配置檔案中宣告Bean定義也就是為Bean配置元資料。
二、由IoC容器進行解析元資料： IoC容器的Bean Reader讀取並解析配置檔案，根據定義生成BeanDefinition配置元資料物件，IoC容器根據BeanDefinition進行例項化、配置及組裝Bean。
三、例項化IoC容器：由客戶端例項化容器，獲取需要的Bean。
整個過程是不是很簡單，執行過程如圖2-5，其實IoC容器很容易使用，主要是如何進行Bean定義。下一章我們詳細介紹定義Bean。
圖2-5 Spring Ioc容器
2.2.5 小結
除了測試程式的程式碼外，也就是程式入口，所有程式碼都沒有出現Spring任何元件，而且所有我們寫的程式碼沒有實現框架擁有的介面，因而能非常容易的替換掉Spring，是不是非入侵。
客戶端程式碼完全面向介面程式設計，無需知道實現類，可以通過修改配置檔案來更換介面實現，客戶端程式碼不需要任何修改。是不是低耦合。
如果在開發初期沒有真正的實現，我們可以模擬一個實現來測試，不耦合程式碼，是不是很方便測試。
Bean之間幾乎沒有依賴關係，是不是很容易重用。