Spring简介

Spring框架由Rod Johnson开发，2004年发布了Spring框架的第一版。Spring是一个从实际开发中抽取出来的框架，因此它完成了大量开发中的通用步骤，留给开发者的仅仅是与特定应用相关的部分，从而大大提高了企业应用的开发效率。

Spring总结起来优点如下：

• 低侵入式设计，代码的污染极低。
• 独立于各种应用服务器，基于Spring框架的应用，可以真正实现Write Once，Run Anywhere的承诺。
• Spring的IoC容器降低了业务对象替换的复杂性，提高了组件之间的解耦。
• Spring的AOP支持允许将一些通用任务如安全、事务、日志等进行集中式管理，从而提供了更好的复用。
• Spring的ORM和DAO提供了与第三方持久层框架的良好整合，并简化了底层的数据库访问。
• Spring的高度开放性，并不强制应用完全依赖于Spring，开发者可自由选用Spring框架的部分或全部。

Spring框架的组成结构图如下所示: 

Spring的核心机制

管理Bean

程序主要是通过Spring容器来访问容器中的Bean，ApplicationContext是Spring容器最常用的接口，该接口有如下两个实现类：

• ClassPathXmlApplicationContext: 从类加载路径下搜索配置文件，并根据配置文件来创建Spring容器。
• FileSystemXmlApplicationContext: 从文件系统的相对路径或绝对路径下去搜索配置文件，并根据配置文件来创建Spring容器。

public class BeanTest{
    public static void main(String args[]) throws Exception{
        ApplicationContext ctx = new ClassPathXmlApplicationContext("beans.xml");
        Person p = ctx.getBean("person", Person.class);
        p.say();
    }
}

Eclipse使用Spring

在Eclipse等IDE工具中，用户可以自建User Library，然后把Spring的Jar包都放入其中，当然也可以将Jar包直接放在项目的/WEB-INF/lib目录下，但是如果使用User Library，在项目发布时，需要将用户库所引用的Jar文件随应用一起发布，就是将User Library所使用的Jar复制到/WEB-INF/lib目录下，这是因为对于一个Web应用，Eclipse部署Web应用时不会将用户库的Jar文件复制到/WEB-INF/lib下，需要手动复制。

依赖注入

Spring框架的核心功能有两个：

• Spring容器作为超级大工厂，负责创建、管理所有的Java对象，这些Java对象被称为Bean。
• Spring容器管理容器中Bean之间的依赖关系，Spring使用一种被称为"依赖注入"的方式来管理Bean之间的依赖关系。

使用依赖注入，不仅可以为Bean注入普通的属性值，还可以注入其他Bean的引用。依赖注入是一种优秀的解耦方式，其可以让Bean以配置文件组织在一起，而不是以硬编码的方式耦合在一起。

理解依赖注入

Rod Johnson是第一个高度重视以配置文件来管理Java实例的协作关系的人，他给这种方式起了一个名字：控制反转（Inverse of Control，IoC）。后来Martine Fowler为这种方式起了另一个名称：依赖注入（Dependency Injection），因此不管是依赖注入，还是控制反转，其含义完全相同。当某个Java对象（调用者）需要调用另一个Java对象（被依赖对象）的方法时，在传统模式下通常有两种做法：

1. 原始做法: 调用者主动创建被依赖对象，然后再调用被依赖对象的方法。
2. 简单工厂模式: 调用者先找到被依赖对象的工厂，然后主动通过工厂去获取被依赖对象，最后再调用被依赖对象的方法。

注意上面的主动二字，这必然会导致调用者与被依赖对象实现类的硬编码耦合，非常不利于项目升级的维护。使用Spring框架之后，调用者无需主动获取被依赖对象，调用者只要被动接受Spring容器为调用者的成员变量赋值即可，由此可见，使用Spring后，调用者获取被依赖对象的方式由原来的主动获取，变成了被动接受——所以Rod Johnson称之为控制反转。

另外从Spring容器的角度来看，Spring容器负责将被依赖对象赋值给调用者的成员变量——相当于为调用者注入它依赖的实例，因此Martine Fowler称之为依赖注入。

设值注入

设值注入是指IoC容器通过成员变量的setter方法来注入被依赖对象。这种注入方式简单、直观，因而在Spring的依赖注入里大量使用。

构造注入

利用构造器来设置依赖关系的方式，被称为构造注入。通俗来说，就是驱动Spring在底层以反射方式执行带指定参数的构造器，当执行带参数的构造器时，就可利用构造器参数对成员变量执行初始化——这就是构造注入的本质。

两种注入方式的对比

设值注入有如下优点：

• 与传统的JavaBean的写法更相似，程序开发人员更容易理解、接受。通过setter方法设定依赖关系显得更加直观、自然。
• 对于复杂的依赖关系，如果采用构造注入，会导致构造器过于臃肿，难以阅读。Spring在创建Bean实例时，需要同时实例化其依赖的全部实例，因而导致性能下降。而使用设值注入，则能避免这些问题。
• 尤其在某些成员变量可选的情况下，多参数的构造器更加笨重。

构造注入优势如下：

• 构造注入可以在构造器中决定依赖关系的注入顺序，优先依赖的优先注入。
• 对于依赖关系无需变化的Bean，构造注入更有用处。因为没有setter方法，所有的依赖关系全部在构造器内设定，无须担心后续的代码对依赖关系产生破坏。
• 依赖关系只能在构造器中设定，则只有组件的创建者才能改变组件的依赖关系，对组件的调用者而言，组件内部的依赖关系完全透明，更符合高内聚的原则。

注意：
建议采用设值注入为主，构造注入为辅的注入策略。对于依赖关系无须变化的注入，尽量采用构造注入；而其他依赖关系的注入，则考虑采用设值注入。

Spring容器中的Bean

对于开发者来说，开发者使用Spring框架主要是做两件事：①开发Bean；②配置Bean。对于Spring框架来说，它要做的就是根据配置文件来创建Bean实例，并调用Bean实例的方法完成"依赖注入"——这就是所谓IoC的本质。

容器中Bean的作用域

当通过Spring容器创建一个Bean实例时，不仅可以完成Bean实例的实例化，还可以为Bean指定特定的作用域。Spring支持如下五种作用域：

1. singleton: 单例模式，在整个Spring IoC容器中，singleton作用域的Bean将只生成一个实例。
2. prototype: 每次通过容器的getBean()方法获取prototype作用域的Bean时，都将产生一个新的Bean实例。
3. request: 对于一次HTTP请求，request作用域的Bean将只生成一个实例，这意味着，在同一次HTTP请求内，程序每次请求该Bean，得到的总是同一个实例。只有在Web应用中使用Spring时，该作用域才真正有效。
4. session：该作用域将 bean 的定义限制为 HTTP 会话。 只在web-aware Spring ApplicationContext的上下文中有效。
5. global session: 每个全局的HTTP Session对应一个Bean实例。在典型的情况下，仅在使用portlet context的时候有效，同样只在Web应用中有效。

如果不指定Bean的作用域，Spring默认使用singleton作用域。prototype作用域的Bean的创建、销毁代价比较大。而singleton作用域的Bean实例一旦创建成果，就可以重复使用。因此，应该尽量避免将Bean设置成prototype作用域。

使用自动装配注入合作者Bean

Spring能自动装配Bean与Bean之间的依赖关系，即无须使用ref显式指定依赖Bean，而是由Spring容器检查XML配置文件内容，根据某种规则，为调用者Bean注入被依赖的Bean。
Spring自动装配可通过<beans/>元素的default-autowire属性指定，该属性对配置文件中所有的Bean起作用；也可通过对<bean/>元素的autowire属性指定，该属性只对该Bean起作用。

autowire和default-autowire可以接受如下值：

• no: 不使用自动装配。Bean依赖必须通过ref元素定义。这是默认配置，在较大的部署环境中不鼓励改变这个配置，显式配置合作者能够得到更清晰的依赖关系。
• byName: 根据setter方法名进行自动装配。Spring容器查找容器中全部Bean，找出其id与setter方法名去掉set前缀，并小写首字母后同名的Bean来完成注入。如果没有找到匹配的Bean实例，则Spring不会进行任何注入。
• byType: 根据setter方法的形参类型来自动装配。Spring容器查找容器中的全部Bean，如果正好有一个Bean类型与setter方法的形参类型匹配，就自动注入这个Bean；如果找到多个这样的Bean，就抛出一个异常；如果没有找到这样的Bean，则什么都不会发生，setter方法不会被调用。
• constructor: 与byType类似，区别是用于自动匹配构造器的参数。如果容器不能恰好找到一个与构造器参数类型匹配的Bean，则会抛出一个异常。
• autodetect: Spring容器根据Bean内部结构，自行决定使用constructor或byType策略。如果找到一个默认的构造函数，那么就会应用byType策略。

当一个Bean既使用自动装配依赖，又使用ref显式指定依赖时，则显式指定的依赖覆盖自动装配依赖；对于大型的应用，不鼓励使用自动装配。虽然使用自动装配可减少配置文件的工作量，但大大将死了依赖关系的清晰性和透明性。依赖关系的装配依赖于源文件的属性名和属性类型，导致Bean与Bean之间的耦合降低到代码层次，不利于高层次解耦。

<!--通过设置可以将Bean排除在自动装配之外-->
<bean id="" autowire-candidate="false"/>

<!--除此之外，还可以在beans元素中指定，支持模式字符串，如下所有以abc结尾的Bean都被排除在自动装配之外-->
<beans default-autowire-candidates="*abc"/>

创建Bean的3种方式

使用构造器创建Bean实例

使用构造器来创建Bean实例是最常见的情况，如果不采用构造注入，Spring底层会调用Bean类的无参数构造器来创建实例，因此要求该Bean类提供无参数的构造器。

采用默认的构造器创建Bean实例，Spring对Bean实例的所有属性执行默认初始化，即所有的基本类型的值初始化为0或false；所有的引用类型的值初始化为null。

使用静态工厂方法创建Bean

使用静态工厂方法创建Bean实例时，class属性也必须指定，但此时class属性并不是指定Bean实例的实现类，而是静态工厂类，Spring通过该属性知道由哪个工厂类来创建Bean实例。

除此之外，还需要使用factory-method属性来指定静态工厂方法，Spring将调用静态工厂方法返回一个Bean实例，一旦获得了指定Bean实例，Spring后面的处理步骤与采用普通方法创建Bean实例完全一样。如果静态工厂方法需要参数，则使用<constructor-arg.../>元素指定静态工厂方法的参数。

调用实例工厂方法创建Bean

实例工厂方法与静态工厂方法只有一个不同：调用静态工厂方法只需使用工厂类即可，而调用实例工厂方法则需要工厂实例。使用实例工厂方法时，配置Bean实例的<bean.../>元素无须class属性，配置实例工厂方法使用factory-bean指定工厂实例。
采用实例工厂方法创建Bean的<bean.../>元素时需要指定如下两个属性：

• factory-bean: 该属性的值为工厂Bean的id。
• factory-method: 该属性指定实例工厂的工厂方法。

若调用实例工厂方法时需要传入参数，则使用<constructor-arg.../>元素确定参数值。

协调作用域不同步的Bean

当singleton作用域的Bean依赖于prototype作用域的Bean时，会产生不同步的现象，原因是因为当Spring容器初始化时，容器会预初始化容器中所有的singleton Bean，由于singleton Bean依赖于prototype Bean，因此Spring在初始化singleton Bean之前，会先创建prototypeBean——然后才创建singleton Bean，接下里将prototype Bean注入singleton Bean。
解决不同步的方法有两种：

• 放弃依赖注入: singleton作用域的Bean每次需要prototype作用域的Bean时，主动向容器请求新的Bean实例，即可保证每次注入的prototype Bean实例都是最新的实例。
• 利用方法注入: 方法注入通常使用lookup方法注入，使用lookup方法注入可以让Spring容器重写容器中Bean的抽象或具体方法，返回查找容器中其他Bean的结果，被查找的Bean通常是一个non-singleton Bean。Spring通过使用JDK动态代理或cglib库修改客户端的二进制码，从而实现上述要求。

建议采用第二种方法，使用方法注入。为了使用lookup方法注入，大致需要如下两步：

1. 将调用者Bean的实现类定义为抽象类，并定义一个抽象方法来获取被依赖的Bean。
2. 在<bean.../>元素中添加<lookup-method.../>子元素让Spring为调用者Bean的实现类实现指定的抽象方法。

注意：

Spring会采用运行时动态增强的方式来实现<lookup-method.../>元素所指定的抽象方法，如果目标抽象类实现过接口，Spring会采用JDK动态代理来实现该抽象类，并为之实现抽象方法；如果目标抽象类没有实现过接口，Spring会采用cglib实现该抽象类，并为之实现抽象方法。Spring4.0的spring-core-xxx.jar包中已经集成了cglib类库。