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

1. 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。

2. 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

1. 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。

2. 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

1. 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）。

2. 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）。

3. 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

1. 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=)）。

2. 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

1. 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。

2. 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）。

3. 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

1. XML配置

   • 使用<bean>标签定义Bean和依赖关系。

2. 注解配置

   • @Component系列（@Service、@Repository等）：标记Bean。
   • @Configuration + @Bean：替代XML定义Bean。

3. Java配置类

   • 通过@Configuration类中的@Bean方法显式定义Bean。

七、最佳实践

1. 优先使用构造函数注入，确保依赖不可变。
2. 避免过度依赖注解，适当结合XML或Java配置提高可读性。
3. 理解循环依赖问题及解决方案（如延迟注入@Lazy）。
4. 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 。