Spring IoC（控制反转）

Spring IoC（控制反转）是Spring框架的核心功能之一，以下是其核心知识点总结：

一、IoC基础概念

控制反转（IoC）
- 核心思想：将对象的创建和依赖管理交给容器，而非手动编码。
- 优势：降低代码耦合度，提高灵活性和可维护性。
依赖注入（DI）
- IoC的具体实现方式，通过容器向对象注入依赖。

二、核心接口与容器

BeanFactory
- IoC容器的基础接口，提供基本的Bean管理功能（如getBean()）。
- 延迟加载：Bean在第一次使用时创建。
ApplicationContext
- BeanFactory的高级实现，扩展了功能：
  - 支持国际化（MessageSource）、事件监听（ApplicationEventPublisher）、资源加载（ResourcePatternResolver）等。
- 常见实现类：
  - ClassPathXmlApplicationContext（从类路径加载XML配置）。
  - AnnotationConfigApplicationContext（基于注解配置）。

三、Bean的定义与管理

BeanDefinition
- 描述Bean的元数据（类名、作用域、依赖等）。
- 来源：XML配置、注解（如@Component）、Java配置类（@Bean）。
Bean的作用域
- singleton（默认，单例）。
- prototype（原型，每次获取新实例）。
- request/session（Web环境中请求/会话级）。
依赖注入方式
- 构造函数注入：通过构造方法注入依赖（推荐，确保不可变性）。
- Setter方法注入：通过Setter方法注入。
- 字段注入：使用@Autowired直接注入字段（不推荐，不利于测试）。

四、Bean的生命周期

初始化流程
- 实例化Bean → 填充属性 → 调用@PostConstruct注解方法 → 执行InitializingBean接口的afterPropertiesSet() → 自定义初始化方法（XML中init-method或@Bean(initMethod=)）。
销毁流程
- 调用@PreDestroy注解方法 → 执行DisposableBean接口的destroy() → 自定义销毁方法（XML中destroy-method或@Bean(destroyMethod=)）。

五、高级特性

自动装配（Autowiring）
- @Autowired：按类型自动装配。
- @Qualifier：指定名称装配。
- @Resource：JSR-250标准，按名称或类型装配。
AOP（面向切面编程）
- 与IoC结合，通过代理模式为Bean添加横切逻辑（如日志、事务）。
条件化Bean
- @Conditional：根据条件动态注册Bean（如环境、类是否存在）。

六、配置方式

XML配置
- 使用<bean>标签定义Bean和依赖关系。
注解配置
- @Component系列（@Service、@Repository等）：标记Bean。
- @Configuration + @Bean：替代XML定义Bean。
Java配置类
- 通过@Configuration类中的@Bean方法显式定义Bean。

七、最佳实践

优先使用构造函数注入，确保依赖不可变。
避免过度依赖注解，适当结合XML或Java配置提高可读性。
理解循环依赖问题及解决方案（如延迟注入@Lazy）。
合理使用作用域，避免内存泄漏（如prototype Bean未被容器管理）。

通过掌握以上知识点，结合源码调试和项目实践，可深入理解Spring IoC的设计思想与应用场景。 Spring 中 IoC 容器主要通过以下方面实现：

核心接口及类

BeanFactory ：IoC 容器的基本实现，是 Spring 内部使用的接口，定义了基本的 IoC 容器规范，如包含 getBean() 等基本方法来获取 Bean 。它就像一个 “发动机”，负责实例化 Bean ，建立 Bean 之间的依赖关系，以及控制 Bean 的生命周期。例如，通过它可以从容器中获取一个已定义好的用户服务 Bean 实例。
ApplicationContext ：BeanFactory 的子接口，是更高级的 IoC 容器实现，面向 Spring 的使用者。它继承了多个接口，具备更多功能：
- 继承 EnvironmentCapable 可访问配置环境；继承 ListableBeanFactory 能列出容器中所有 Bean 定义等信息。
- 继承 ResourcePatternResolver 可加载资源文件；继承 MessageSource 能实现国际化；继承 ApplicationEventPublisher 可注册监听器实现事件监听机制。比如在一个多语言的项目中，利用其国际化功能根据用户地区显示对应语言的提示信息。常见的实现类有：
  - ClassPathXmlApplicationContext ：从类路径中加载 XML 格式的配置文件创建 IoC 容器对象。
  - FileSystemXmlApplicationContext ：通过文件系统路径读取 XML 格式的配置文件创建 IoC 容器对象。
  - AnnotationConfigApplicationContext ：用于加载基于注解（如 @Configuration、@Bean 等）的配置来创建 IoC 容器。

Bean 定义与管理

BeanDefinition ：用于描述 Bean 的定义，Spring 容器启动时，会将 XML 配置、Java 配置类或注解里的 Bean 定义解析成 BeanDefinition 。它记录了 Bean 的类名、作用域（如单例 singleton 、原型 prototype 等）、是否懒加载等元数据信息。比如在 XML 配置文件中定义 <bean id="userService" class="com.example.UserService" scope="singleton"/> ，就会被解析成相应的 BeanDefinition 。
BeanDefinitionRegistry ：提供了向 IoC 容器注册 BeanDefinition 对象的方法，Spring 容器通过它将解析后的 BeanDefinition 注册到容器中进行管理。

依赖注入实现方式

构造函数注入 ：通过类的构造函数传入依赖对象。例如：

public class UserService {
    private final UserRepository userRepository;
    public UserService(UserRepository userRepository) {
        this.userRepository = userRepository;
    }
}

在配置文件或使用注解配置时，Spring 会根据构造函数参数找到对应的 BeanDefinition ，实例化依赖对象并注入。

Setter 方法注入 ：利用类的 Setter 方法设置依赖对象。如下示例：

public class UserService {
    private UserRepository userRepository;
    public void setUserRepository(UserRepository userRepository) {
        this.userRepository = userRepository;
    }
}

Spring 会调用对应的 Setter 方法来完成依赖注入。

字段注入 ：使用注解（如 @Autowired ）直接在类的字段上注入依赖对象，例如：

public class UserService {
    @Autowired
    private UserRepository userRepository;
}

不过这种方式不利于测试和实现依赖不可变，一般不推荐。

容器初始化与刷新

初始化过程 ：以 ApplicationContext 为例，创建容器实例时（如 new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml") ），会经历一系列步骤。首先定位配置文件资源，然后解析配置文件内容，将其中的 Bean 定义加载并注册到容器中。
refresh() 方法 ：容器创建好后会调用 refresh() 方法，该方法定义了整个 Spring 上下文加载的流程，包括调用工厂后处理器处理各类 Bean 标签、扫描 Bean 文件并解析成一个个 BeanDefinition ；注册 Bean 后置处理器；初始化事件广播器；注册事件监听器；实例化所有已注册但未被实例化的非懒加载 Bean ；以及完成一些初始化生命周期处理器等操作，为 IOC 容器以及 Bean 的生命周期管理提供条件。

Spring 文章被收录于专栏

Spring 生态是以 Spring Framework 为核心，衍生出的一系列相互关联、功能互补的技术和工具集合，用于简化企业级应用开发，覆盖从单体应用到分布式微服务、从 Web 开发到数据处理等诸多场景。