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[Java教程]Java Web系列:Spring依赖注入基础


一、Spring简介

1.Spring简化Java开发

Spring Framework是一个应用框架,框架一般是半成品,我们在框架的基础上可以不用每个项目自己实现架构、基础设施和常用功能性组件,而是可以专注业务逻辑。因此学习Spring Framework在架构和模式方面的结构和原理,对我们在架构和模块级别的理解帮助极大。Spring Framework(参考1)的宗旨是简化Java开发,主要的手段如下:

(1)在架构上解耦:通过DI(依赖注入)管理类型依赖,通过AOP分离关注点,减少重复代码。

(2)在设计上广泛采用DIP(依赖倒置)和ISP(接口隔离)等原则和Facade(外观)等模式:提供简化的调用接口并封装了众多出色的第三方组件。

(3)在语言层面上采用注解:通过配置文件和Annotation(参考.NET Attribute)简化应用配置。

2.Spring Framework的架构和模块:

Spring Framework本身的架构是典型的松散分层,外层可以按需引用全部内层,内层不能引用外层。Spring的基础组件如下图所示:

从图中可以看出,开始的模块只有从core\beans\aop\context四个组件,后来添加了context-support【1.2】扩展模块、expression【3.0】扩展模块和beans-groovy【4.0】扩展模块。

Spring上述模块的基础上,内建和封装了众多的实用的通用组件,主要的组件如图所示:

 从图中可以看出,spring-oxm、spring-jdbc和spring-web是众多模块依赖的核心,spring-oxm提供了Object和

二、基础知识

1.DIP:DIP(依赖倒置原则)是DI(依赖注入)的核心(参考2)。

(1)高层模块不应该依赖于低层模块。两者都应该依赖于抽象。

(2)抽象不应该依赖于细节。细节应该依赖于抽象。

说人话就是:将对具体类的引用转换成对其接口的引用,具体类只引用接口(引用==依赖,接口==接口或抽象类)。事实上我们调用具体类的时候在头脑里也是只关心其提供的API而非实现,DIP则通过在设计和重构阶段在技术手段上保证了解耦。

2.DI:DI(依赖注入)让我们不必手写工厂代码来管理接口和实现类的映射、对象的创建和生命周期的管理。

(1)接口注入:必须实现特定的接口才可以,侵入性太强,现在已经无人关心和使用。

(2)构造函数注入:依赖体现在构造函数的参数上。

(3)属性注入:依赖体现在属性上。

由于在实现时,可以将类型注册为自己的兼容类型,这样依赖注入就可以直接替代new实例化对象,这样理解和使用依赖注入工具还不如不使用或手写工厂了。依赖注入工具在实现时肯定会实现成一个支持不同配置和不同生命周期的对象工厂,但即使没有提供一套添加依赖倒置原则限制的API,也不意味着我们把它当成new的替代品。如同映射工具虽然在实现时可以任意映射,但不是用来取代赋值的,而是用来处理领域实体和视图模型等有实际对应关系的对象之间的映射。

(1)依赖配置:依赖配置是依赖注入实现的基础。依赖注入工具都至少支持代码配置和文件配置。Java中可以通过Annotation(.NET中通过Attribute)简化配置。

(2)对象工厂:根据配置返回一个或多个对象。这是核心功能。

(3)生命周期管理:一般提供至少4种级别的支持:作用域、单例、线程、HTTP请求范围。

大多数依赖注入工具在支持依赖倒置原则的基础上,在技术手段上实现了更多的功能,如类型的兼容转换、对依赖命名、在配置时直接传入对象等。

三、Spring依赖注入

Bean在Spring中就是POJO(.NET的POCO),Bean在Spring中就是POJO,Bean在Spring中就是POJO,重要的事情要说3遍。可以简单的认为Bean就是对象。

Spring依赖注入的核心是BeanFactory和BeanDefinition。分别对应对象工厂和依赖配置的概念。虽然我们通常使用的是ApplicationContext的实现类,但ApplicationContext只是封装和扩展了BeanFactory的功能。

虽然说

现在让我们关注AnnotationConfigApplicationContext和AnnotationConfigWebApplicationContext。这两个实现类是实现无

1.Java一般应用程序:

(1)依赖注入代码:

package me.test.spring_ioc;import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;public class App {  public static void main(String[] args) {    AnnotationConfigApplicationContext container = new AnnotationConfigApplicationContext();    container.register(AppService.class, Repository.class);    container.refresh();    String message = container.getBean(IAppService.class).print();    System.out.println(message);    container.close();  }}

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(2)接口和实现代码:

package me.test.spring_ioc;public interface IAppService {  String print();}package me.test.spring_ioc;public interface IRepository<T> {  String print();}package me.test.spring_ioc;public class SimpleEntity {}package me.test.spring_ioc;import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;import org.springframework.context.annotation.Scope;@Scope("request")public class AppService implements IAppService {  private IRepository<SimpleEntity> _repo;  @Autowired  public AppService(IRepository<SimpleEntity> repo) {    this._repo = repo;  }  @Override  public String print() {    return this._repo.print();  }}package me.test.spring_ioc;public class Repository<T> implements IRepository<T> {  @Override  public String print() {    return "Test";  }}

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从代码中我们可以看到,不需要配置文件,不需要使用字符串,不需要对接口类有任何副作用。

2.Java Web应用程序:

(1)依赖注入代码:

package swp;import javax.servlet.ServletContext;import javax.servlet.ServletException;import org.springframework.web.WebApplicationInitializer;import org.springframework.web.context.ContextLoaderListener;import org.springframework.web.context.support.AnnotationConfigWebApplicationContext;public class MyWebAppInitializer implements WebApplicationInitializer{  @Override  public void onStartup(ServletContext container) throws ServletException {    AnnotationConfigWebApplicationContext rootContext = new AnnotationConfigWebApplicationContext();    rootContext.register(AppService.class,Repository.class);    container.addListener(new ContextLoaderListener(rootContext));  }}

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(2)JSP中调用(接口和实现代码同上):

<%@page import="swp.IAppService"%><%@page import="org.springframework.web.context.WebApplicationContext"%><%@page  import=" org.springframework.web.context.support.WebApplicationContextUtils"%><html><body>  <%    WebApplicationContext context = WebApplicationContextUtils        .getRequiredWebApplicationContext(this.getServletContext());    String message = context.getBean(IAppService.class).print();    out.print(message);  %></body></html>

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随着Java中泛型和注解的添加以及版本的更新,Spring中包含了众多的ApplicationContext,从最基础的ClassPath

四、Spring依赖注入的要点

1.BeanFactory的层次结构

BeanFactory是spring中依赖注入的核心,其设计主要采用了ISP(接口隔离原则),通过多层次的接口继承即保证了单个接口的内聚又保证了整个体系的简洁。这里我们要关注的核心是DefaultListableBeanFactory。

如图所示,查看DefaultListableBeanFactory是真正的实现类,其中定义了类型为Map<String, BeanDefinition>的beanDefinitionMap列表用于存储依赖配置。

2.BeanDefinitionReader的层次结构:

除了上文提到的


3.ApplicationContext的层次结构

ApplicationContext的各种实现类太多了,但核心都是将对象工厂功能委托给BeanFactory的实现类DefaultListableBeanFactory,解析配置都是BeanDefinitionReader的4个相关类。

如图所示,各种各样的ApplicationContext有2个继承分支。

(1)AbstractRefreshableApplicationContext抽象类的实现类:

AbstractRefreshableApplicationContext在refreshBeanFactory中使用了DefaultListableBeanFactory对象并将其作为参数传递给loadBeanDefinitions方法。

FileSystem

AnnotationConfigWebApplicationContext使用的是AnnotatedBeanDefinitionReader。

(2)GenericApplicationContext类及其子类:

GenericApplicationContext没有和特定的BeanDefinitionReader绑定,我们可以直接使用该类型实例作为构造参数传递给BeanDefinitionReader,再手动调用BeanDefinitionReader的loadBeanDefinitions方法。这意味着我们可以使用多个BeanDefinitionReader。

GenericGroovyApplicationContext和Generic

AnnotationConfigApplicationContext使用的是AnnotatedBeanDefinitionReader。

ResourceAdapterApplicationContext和GenericWebApplicationContext和基类GenericApplicationContext一样,没有绑定特定的实现。

Spring的依赖注入虽然也有对象工厂和依赖配置的概念,但其依赖配置是以对象为核心而不是类型,BeanDefinition直接对应的是对象的信息及其依赖,这在通过代码进行配置的时候有明显的体现。google guice(参考3)在依赖倒置支持和代码配置上是明显优于Spring的。

参考

1.http://docs.spring.io/spring-framework/docs/current/spring-framework-reference/html/overview.html

2.https://en.wikipedia.org/wiki/Dependency_inversion_principle

3.http://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-guice.html