理解Spring容器、BeanFactory和ApplicationContext

初学Spring时一定会对它的容器概念有所困惑,对context应用上下文感到无法理解,我这里参考他人的博客以及自己的理解做了一些总结,主要给自己的Java学习之路做一些总结性工作,另外希望给需要帮助的人提供一些指南。

下面图中【实线】为继承extends,【虚线】为实现implements。

一. spring容器理解

spring容器可以理解为生产对象(OBJECT)的地方,在这里容器不只是帮我们创建了对象那么简单,它负责了对象的整个生命周期--创建、装配、销毁。而这里对象的创建管理的控制权都交给了Spring容器,所以这是一种控制权的反转,称为IOC容器,而这里IOC容器不只是Spring才有,很多框架也都有该技术。

二. BeanFactory和ApplicationContext之间的关系

  • BeanFactory和ApplicationContext是Spring的两大核心接口,而其中ApplicationContext是BeanFactory的子接口。它们都可以当做Spring的容器,Spring容器是生成Bean实例的工厂,并管理容器中的Bean。在基于Spring的Java EE应用中,所有的组件都被当成Bean处理,包括数据源,Hibernate的SessionFactory、事务管理器等。
  • 生活中我们一般会把生产产品的地方称为工厂,而在这里bean对象的地方官方取名为BeanFactory,直译Bean工厂(com.springframework.beans.factory.BeanFactory),我们一般称BeanFactory为IoC容器,而称ApplicationContext为应用上下文。
  • Spring的核心是容器,而容器并不唯一,框架本身就提供了很多个容器的实现,大概分为两种类型:
    一种是不常用的BeanFactory,这是最简单的容器,只能提供基本的DI功能;
    一种就是继承了BeanFactory后派生而来的ApplicationContext(应用上下文),它能提供更多企业级的服务,例如解析配置文本信息等等,这也是ApplicationContext实例对象最常见的应用场景。

三. BeanFactory详情介绍

Spring容器最基本的接口就是BeanFactory。BeanFactory负责配置、创建、管理Bean,它有一个子接口ApplicationContext,也被称为Spring上下文,容器同时还管理着Bean和Bean之间的依赖关系。
spring Ioc容器的实现,从根源上是beanfactory,但真正可以作为一个可以独立使用的ioc容器还是DefaultListableBeanFactory,因此可以这么说,
DefaultListableBeanFactory 是整个spring ioc的始祖。

BeanFactory结构.png

接口介绍:

1.BeanFactory接口:
 是Spring bean容器的根接口,提供获取bean,是否包含bean,是否单例与原型,获取bean类型,bean 别名的方法 。它最主要的方法就是getBean(String beanName)。
2.BeanFactory的三个子接口:
 * HierarchicalBeanFactory:提供父容器的访问功能
 * ListableBeanFactory:提供了批量获取Bean的方法
 * AutowireCapableBeanFactory:在BeanFactory基础上实现对已存在实例的管理
3.ConfigurableBeanFactory:
主要单例bean的注册,生成实例,以及统计单例bean
4.ConfigurableListableBeanFactory:
继承了上述的所有接口,增加了其他功能:比如类加载器,类型转化,属性编辑器,BeanPostProcessor,作用域,bean定义,处理bean依赖关系, bean如何销毁…
5.实现类DefaultListableBeanFactory详细介绍
实现了ConfigurableListableBeanFactory,实现上述BeanFactory所有功能。它还可以注册BeanDefinition
接口详细介绍请参考:揭秘BeanFactory

四. ApplicationContext介绍

如果说BeanFactory是Sping的心脏,那么ApplicationContext就是完整的身躯了。


ApplicationContext结构图.png
ApplicationContext类结构树.png
ApplicationContext常用实现类 作用
AnnotationConfigApplicationContext 从一个或多个基于java的配置类中加载上下文定义,适用于java注解的方式。
ClassPathXmlApplicationContext 从类路径下的一个或多个xml配置文件中加载上下文定义,适用于xml配置的方式。
FileSystemXmlApplicationContext 从文件系统下的一个或多个xml配置文件中加载上下文定义,也就是说系统盘符中加载xml配置文件。
AnnotationConfigWebApplicationContext 专门为web应用准备的,适用于注解方式。
XmlWebApplicationContext 从web应用下的一个或多个xml配置文件加载上下文定义,适用于xml配置方式。

Spring具有非常大的灵活性,它提供了三种主要的装配机制:

    1. 在XMl中进行显示配置
    1. 在Java中进行显示配置
    1. 隐式的bean发现机制和自动装配
      *组件扫描(component scanning):Spring会自动发现应用上下文中所创建的bean。
      *自动装配(autowiring):Spring自动满足bean之间的依赖。

(使用的优先性: 3>2>1)尽可能地使用自动配置的机制,显示配置越少越好。当必须使用显示配置bean的时候(如:有些源码不是由你来维护的,而当你需要为这些代码配置bean的时候),推荐使用类型安全比XML更加强大的JavaConfig。最后只有当你想要使用便利的XML命名空间,并且在JavaConfig中没有同样的实现时,才使用XML。

代码示例:

  1. 通过xml文件将配置加载到IOC容器中
<?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">
     <!--若没写id,则默认为com.test.Man#0,#0为一个计数形式-->
    <bean id="man" class="com.test.Man"></bean>
</beans>
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        //加载项目中的spring配置文件到容器
        //ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("resouces/applicationContext.xml");
        //加载系统盘中的配置文件到容器
        ApplicationContext context = new FileSystemXmlApplicationContext("E:/Spring/applicationContext.xml");
        //从容器中获取对象实例
        Man man = context.getBean(Man.class);
        man.driveCar();
    }
}
  1. 通过java注解的方式将配置加载到IOC容器
//同xml一样描述bean以及bean之间的依赖关系
@Configuration
public class ManConfig {
    @Bean
    public Man man() {
        return new Man(car());
    }
    @Bean
    public Car car() {
        return new QQCar();
    }
}
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        //从java注解的配置中加载配置到容器
        ApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(ManConfig.class);
        //从容器中获取对象实例
        Man man = context.getBean(Man.class);
        man.driveCar();
    }
}
  1. 隐式的bean发现机制和自动装配
/**
 * 这是一个游戏光盘的实现
 */
//这个简单的注解表明该类回作为组件类,并告知Spring要为这个创建bean。
@Component
public class GameDisc implements Disc{
    @Override
    public void play() {
        System.out.println("我是马里奥游戏光盘。");
    }
}

不过,组件扫描默认是不启用的。我们还需要显示配置一下Spring,从而命令它去寻找@Component注解的类,并为其创建bean。

@Configuration
@ComponentScan
public class DiscConfig {
}

我们在DiscConfig上加了一个@ComponentScan注解表示在Spring中开启了组件扫描,默认扫描与配置类相同的包,就可以扫描到这个GameDisc的Bean了。这就是Spring的自动装配机制。


除了提供BeanFactory所支持的所有功能外ApplicationContext还有额外的功能

  • 默认初始化所有的Singleton,也可以通过配置取消预初始化。
  • 继承MessageSource,因此支持国际化。
  • 资源访问,比如访问URL和文件。
  • 事件机制。
  • 同时加载多个配置文件。
  • 以声明式方式启动并创建Spring容器。

注:由于ApplicationContext会预先初始化所有的Singleton Bean,于是在系统创建前期会有较大的系统开销,但一旦ApplicationContext初始化完成,程序后面获取Singleton Bean实例时候将有较好的性能。也可以为bean设置lazy-init属性为true,即Spring容器将不会预先初始化该bean。

参考文章(一部分在上述链接中,这里就不加了):

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