IoC 操作 Bean 管理 - 依赖注入(DI)

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Bean 管理指的是两个操作：

• Spring 创建对象
• Spring 注入属性(依赖注入，DI)
• Bean 管理操作有 2 种实现方式：基于 xml 配置文件方式实现 和 基于注解方式实现。
• 这里介绍基于 xml 方式实现的依赖注入。

关于 Spring 的学习 Demo，GitHub地址：https://github.com/Jacks5320/Spring-Study

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1 创建对象

使用的标签：<bean></bean>

• 作用：使用默认的构造函数创建对象。
• 属性：
  • id 属性：对象唯一标识，类似 Map 的 key-value 结构，key 是 id，value 是 class属性。
  • class 属性：类的全限定类名，用于告诉 Spring 创建的是哪个对象。
  • name 属性：作用与 id 属性一样用于定位类，但是 id 属性只能定义一个，而 name 属性中可以定义多个，多个命名之前用逗号隔开。
  • factory-bean 指的是工厂类的 id。
  • factory-method 指的是创建对应对象的工厂方法名。
  • scope 指定作用范围，取值：singleton，单例方式。prototype，多例方式。
  • init-method 指定对象初始化时执行的方法，值为方法名。
  • destroy-method 指定对象消亡时执行的方法，值为方法名。
  • …

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<?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"><!-- 用 id 命名 --><bean id="stu" class="com.jk.demo1.Student" /><!-- 用 name 指定命名 --><bean name="stu,student" class="com.jk.demo1.Student"><!-- 使用普通工厂中的方法创建对象（使用某个类中的方法创建对象，并存入 Spring） --><bean id="userFactory" class="com.jk.factory.UserFactory"><bean id="user" factory-bean="userFactory" factory-method="getUser"><!-- 使用工厂中的静态方法创建对象 --><bean id="user" class="com.jk.factory.UserFactory" factory-method="getUser">
</beans>

• 如上所示，创建了com.jk.demo1.Student对象，默认采用的是无参构造函数，如果只创建了有参构造，没有无参构造，程序会报错。

获取对象并使用：

// 加载配置文件
ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("bean.xml");
// 通过反射获取创建的对象
Student stu = context.getBean("stu", Student.class);
// 使用对象
System.out.println(stu);

• 关于 ClassPathXmlApplicationContext 前篇博客已经解释过了，是用于加载 xml 文件的。
• getBean() 方法用于获取经过 xml 解析、反射和工程模式后创建对象。
  • 第一个参数为要获取的 Bean 对象的 id。
  • 第二个参数为要实例化对象的字节码文件，如果不加，则需要强制转换返回值类型。

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2 基本注入

使用到的标签：

• <bean>标签内部的 <constructor-arg> 标签，这是基于有参构造注入的方式，所以要求要有有参构造，对有参构造提供的参数进行注入。
• <bean>标签内部的 <property> 标签，这是基于 setter 注入的方式，所以要求有 set 方法的属性才能使用此标签注入。

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2.1 基于构造函数注入

标签及属性：<constructor-arg>

• 作用：对有参构造提供的参数进行依赖注入。
• 属性：
  • type：用于指定注入参数的类型，该类型是构造函数参数列表中的某个或某些个参数类型。
  • index：用于指定构造函数中索引位置的参数赋值，参数索引的位置从 0 开始。
  • name：用于指定给构造函数中指定名称的参数赋值。（常用）
  • 以上三个属性用于指定给构造函数中的哪个参数赋值，以下两个属性用于指定注入的值
  • value：用于指定注入的值，只能是基本类型和 String 类型
  • ref：用于指定其他的 bean 类型属性。指的是在Spring的IoC核心容器中出现过的bean对象（Spring 中配置创建的对象）。
• 特点：
  • 在获取 bean 对象时，注入数据是必须的操作，否则对象无法创建成功。

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Java 类：

public class Student {private String name;private int age;public Student(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}@Overridepublic String toString() {return "Student{" +"name='" + name + '\'' +", age=" + age +'}';}
}

xml 配置

<bean id="user" class="com.jc.spring5.User"><constructor-arg name="name" value="小明"></constructor-arg><constructor-arg name="age" value="12"></constructor-arg>
</bean>

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2.2 基于 setter 方法注入

标签：<property>

• 作用：对有 set 方法的属性进行注入。
• 属性：
  • name 属性 : 用于指定调用的 setter 方法的名称（这里的名称是指setXXX中的XXX，且首字母小写）。
  • value 属性 : 用于指定注入的值，只能是基本类型和 String 类型。
  • ref：用于指定其他的 bean 类型属性。指的是在 Spring 的 IoC 核心容器中出现过的 bean 对象（Spring 中配置创建的对象），值为注入 Bean 的 id 值。
• 特点：
  • 创建对象时，没有明确的限制，可以直接使用默认无参构造函数。如果某个成员必须有值，在获取对象时，如果没有配置 setter 方法会导致属性为空。

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Java 类

public class Person {private String name;private String gender;public void setName(String name) {this.name = name;}public void setGender(String gender) {this.gender = gender;}@Overridepublic String toString() {return "Person{" +"name='" + name + '\'' +", gender='" + gender + '\'' +'}';}
}

xml 配置文件

<bean id="user" class="com.jc.spring5.User"><property name="name" value="小明"></property><property name="age" value="12"></property>
</bean>

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2.3 p 名称空间注入（了解）

标签：<bean> 标签的 p:property(value) 属性，property 是拥有 set方法的属性名，value 是注入值。
作用：也是基于 setter 注入的方式进行依赖注入。
注意：需要引入 p 名称空间 xmlns:p="http://www.springframework.org/schema/p"

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<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"xmlns:p="http://www.springframework.org/schema/p"xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd"><!--p 名称空间注入--><bean id="stu" class="com.jk.demo1.Person" p:name="小明" p:gender="男"/></beans>

• 当需要注入属性很多时，p 名称空间注入的可读性不如 <property> 标签，所以作为了解即可。
• 大多数情况下还是使用的 setter 注入。

3 null 值和 xml 中的特殊值

1 注入 null 值

<!--注入 null 值-->
<!--基于构造函数-->
<bean id="student" class="com.jk.demo1.Student"><constructor-arg name="name"><null></null></constructor-arg><constructor-arg name="age" value="12"/>
</bean>
<!--基于 setter 方法-->
<bean id="person" class="com.jk.demo1.Person"><property name="gender" value="女"/>
</bean>

• 对于构造注入来说，构造函数的每个参数都必须注入值，如果不想注入值，可以使用 null 标签来替代注入值。
• 注意：注入 null 的前提是对应的属性允许存在 null 值，如果不允许 null 值，则注入会报错，如 int 这些基本类型，如果需要 null 值，则可以定义成它们的包装类型，如 Integer 或赋值成 0。
• 对于 setter 注入来说，不调用某个属性的 set 方法，就会对应注入 null 值，或者注入默认值。

2 注入 xml 中的特殊符号

<!--注入特殊值-->
<!--特殊值注入：实体方式-->
<bean id="student2" class="com.jk.demo1.Student"><constructor-arg name="name" value="&lt;刘备&gt;"/><constructor-arg name="age" value="12"/>
</bean><!--特殊值注入：<![CDATA[含特殊符号的字符串]]>-->
<bean id="person2" class="com.jk.demo1.Person"><property name="name"><value><![CDATA[<刘备>]]></value></property>
</bean>

• 在 xml 中，<、>、&等字符是不能直接存入的，否则 xml 语法检查时会报错。
• 可以使用 ![CDATA[ ]] 这种格式注入含特殊符号的值。
• <![CDATA[ ]]> 是 xml语法。在 CDATA 内部的所有内容会被标记为纯文本。
• 如果不想用 <![CDATA[ ]>，必须将特殊符号转义为实体，如< 对应的实体 <、> 对应的实体 >、; 对应的实体 &。

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4 Bean 类型注入

标签及属性：<property> 标签中的 ref 属性。
作用：注入 Bean 类型的属性。
取值：要注入 Bean 的 id。

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Java 类：

public class Department {private String name;public void setName(String name) {this.name = name;}@Overridepublic String toString() {return "Department{" +"name='" + name + '\'' +'}';}
}public class Employee {private String name;//员工属于某一个部门,使用对象形式表示private Department dept;//setpublic void setName(String name) {this.name = name;}public void setDept(Department dept) {this.dept = dept;}// getpublic Department getDept() {return dept;}@Overridepublic String toString() {return "Employee{" +"name='" + name + '\'' +", dept=" + dept +'}';}
}

4.1 外部注入

<bean id="d1" class="com.jk.demo2.Department"><property name="name" value="管理部"/>
</bean>
<bean id="e1" class="com.jk.demo2.Employee"><property name="name" value="刘备"/><property name="dept" ref="d1"/>
</bean>

• 外部注入就是将要注入的 Bean(Department类) 在配置文件中进行注入，然后通过 ref 属性注入到指定的 Bean(Employee类) 中。

4.2 级联注入

<bean id="d2" class="com.jk.demo2.Department"/>
<bean id="e2" class="com.jk.demo2.Employee"><property name="name" value="关羽"/><!--级联注入--><property name="dept" ref="d2"/><property name="dept.name" value="财务部"/>
</bean>

• 级联注入就是将要 Department 对象在配置文件中创建出来，然后通过 ref 属性注入 Employee 对象中，最后使用 . 表达式给 Department 对象注入属性。
• 需要注意的是，. 表达式需要借助于 getter 方法。

4.3 内部注入

<bean id="e3" class="com.jk.demo2.Employee"><property name="name" value="张飞"/><!--内部注入--><property name="dept"><bean class="com.jk.demo2.Department"><property name="name" value="安保部"/></bean></property>
</bean>

• 内部注入就是，直接将 Department 对象在 Employee 对象的 <Property> 标签中进行创建并注入相应的属性。

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5 集合类型注入

5.1 基本类型的集合注入

使用的标签及属性：<property> 中的各集合标签。

• 用于给 List结构集合注入的标签：list、array、set
• 用于给 Map 结构集合注入的标签：map、props

结构相同，标签可以互换。

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Java 类：

public class Collection {private String[] array;private List<String> list;private Set<String> set;private Map<String,String> map;private Properties properties;public void setArray(String[] array) {this.array = array;}public void setList(List<String> list) {this.list = list;}public void setSet(Set<String> set) {this.set = set;}public void setMap(Map<String, String> map) {this.map = map;}public void setProperties(Properties properties) {this.properties = properties;}@Overridepublic String toString() {return "Collection{" +"array=" + Arrays.toString(array) +", list=" + list +", set=" + set +", map=" + map +", properties=" + properties +'}';}

xml 配置文件：

<bean id="c" class="com.jk.demo3.Collection"><!--数组--><property name="array"><array><value>刘备</value><value>关羽</value><value>张飞</value></array></property><!--list--><property name="list"><list><value>吕布</value><value>貂蝉</value></list></property><!--set--><property name="set"><set><value>周瑜</value><value>小乔</value></set></property><!--map--><property name="map"><map><entry key="刘备" value="玄德"/><entry key="关羽" value="云长"/><entry key="张飞" value="益德"/></map></property><!--property--><property name="properties"><props><prop key="初级">小学</prop><prop key="中级">中学</prop><prop key="高级">大学</prop></props></property>
</bean>

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5.2 对象类型的集合注入

使用的标签：

• Map 结构：<property> 标签内部的 <map> 标签内部的 <entry> 标签中的 value-ref 属性，值为 xml 中创建对象的 id
• List 结构：<property> 标签内部的 <list> 标签内部的 <ref> 标签，值为 xml 中创建对象的 id

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Java类：

public class Course {private String name;public void setName(String name) {this.name = name;}
}public class Student2 {private Map<String, Course> map;private List<Course> list;//getter setter toString 这里节约篇幅不写，实际需要加上。
}

xml 配置文件：

<!-- 创建多个多选 -->
<bean id="c1" class="com.jk.demo4.Course"><property name="name" value="Java程序开发"/>
</bean>
<bean id="c2" class="com.jk.demo4.Course"><property name="name" value="Java程序开发"/>
</bean>
<!-- 注入属性 -->
<bean id="student" class="com.jk.demo4.Student2"><property name="map"><map><entry key="第一门课" value-ref="c1"/><entry key="第二门课" value-ref="c2"/></map></property><property name="list"><list><ref bean="c1"/><ref bean="c2"/></list></property>
</bean>

• List 等集合可以使用 <ref> 标签中的 bean 属性注入对象类型的属性。
• Map 集合可以使用 value-ref 注入对象类型的属性

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5.3 提取公共集合

标签及属性：util: , 需要引入 util 名称空间
作用：提供公共集合

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<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"xmlns:util="http://www.springframework.org/schema/util"xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsdhttp://www.springframework.org/schema/util http://www.springframework.org/schema/util/spring-util.xsd"><!--提取公共集合--><util:list id="courseList"><bean class="com.jk.demo4.Course"><property name="name" value="Java程序设计"/></bean><bean class="com.jk.demo4.Course"><property name="name" value="数据库设计"/></bean></util:list><!--注入公共集合--><bean id="s1" class="com.jk.demo4.Student2"><property name="list" ref="courseList"/></bean><!-- 注入公共集合 --><bean id="s2" class="com.jk.demo4.Student2"><property name="list" ref="courseList"/></bean>
</beans>

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6 引入外部配置文件

用到的标签及属性：

• <context:property-placeholder> 标签的 location 属性，用于指定外部属性配置文件的位置。
• <property> 标签，借助 el 表达式提取出外部属性文件的值。

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Java 类

public class Course {private String name;public void setName(String name) {this.name = name;}@Overridepublic String toString() {return "Course{" +"name='" + name + '\'' +'}';}
}

外部属性配置文件 course.properties

course.name="Java程序设计"

配置注入：需要引入 context 名称空间。

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsdhttp://www.springframework.org/schema/context http://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd"><!--引入外部配置文件--><context:property-placeholder location="classpath:com/jk/b_DI_xml/course.properties"/><!--将外部配置文件的内容注入到对象中--><bean id="course" class="com.jk.b_DI_xml.demo4.Course"><property name="name" value="${course.name}"/></bean>
</beans>

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7 Bean 作用范围

标签及属性：bean 标签中的 scope 属性。
作用：用于设置 Bean 对象的作用范围。
可选值：

• singleton：默认值，表示单实例对象。特点是：加载 Spring 配置文件的时候，就会创建一个单实例对象。
• prototype：表示多实例对象。特点是：在调用 getBean() 方法时创建多实例对象。
• request：作用于 web 应用的请求范围
• session：作用于 web 应用的会话范围
• global-session：作用域集群环境的会话范围，或者是全局会话范围，当不是集群环境时，就是 session
• 在 Spring 5 版本中，后面的可选值逐渐被淘汰，只剩下 singleton 和 prototype 两个可选值了。

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作用范围验证

<!--默认情况下，单例对象：scope="singleton"-->
<bean id="s1" class="com.jk.demo5.ScopeDemo"/>
<!--使用多例对象：scope="prototype"-->
<bean id="s2" class="com.jk.demo5.ScopeDemo" scope="prototype"/>

public class TestDemo2 {ApplicationContext context;@Beforepublic void init() {context = new ClassPathXmlApplicationContext("bean.xml");}@Testpublic void testSingleton() {ScopeDemo s1 = context.getBean("s1", ScopeDemo.class);ScopeDemo s2 = context.getBean("s1", ScopeDemo.class);System.out.println(s1);System.out.println(s2);System.out.println(s1 == s2);   // true}@Testpublic void testPrototype() {ScopeDemo s1 = context.getBean("s2", ScopeDemo.class);ScopeDemo s2 = context.getBean("s2", ScopeDemo.class);System.out.println(s1);System.out.println(s2);System.out.println(s1 == s2);}
}

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8 Bean 的生命周期

• 单例 Bean：bean的生命与容器保持一致，只要容器存在，就一直活着，关闭容器需要手动调用 ClassPathXmlApplicationContext 实现类中的的 close 方法。
• 多例 Bean：当我们使用时 Spring 框架才创建，对象只要还在用，就活着，当对象长时间不用且没有别的对象引用时，由 Java 垃圾回收机制回收。

8.1 单例 Bean 生命周期

• 1 通过构造函数创建 Bean 实例(无参构造)，生命开始。
• 2 为 Bean 注入属性(设置属性值或对其他 Bean 的引用，调用 setter 方法)
• 3 调用 Bean 的初始化方法(需要自行配置)
• 4 Bean 可以使用了(获取到对象)。
• 5 当容器关闭时，调用 Bean 的销毁方法（多例对象不会消亡）

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Java类

public class BeanLife {private String name;public BeanLife() {System.out.println("无参构造执行了。。。");}public void init(){System.out.println("初始化方法执行了。。。");}public void destroy(){System.out.println("对象消亡了。。。");}
}

xml 配置

<bean id="l1" class="com.jk.demo6.BeanLife" init-method="init" destroy-method="destroy" />

• init-method 用于初始化之前执行的方法
• destroy-method 用于 Bean 消亡时执行的方法

测试方法

public class TestDemo2 {//测试生命周期@Testpublic void testLife(){ClassPathXmlApplicationContext context2 = new ClassPathXmlApplicationContext("bean8.xml");BeanLife l1 = context2.getBean("l1", BeanLife.class);System.out.println(l1);//手动关闭容器context2.close();}
}

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8.2 配置后置处理器后 Bean 的生命周期

• 1 通过构造函数创建 Bean 实例(无参构造)，生命开始。
• 2 为 Bean 注入属性(设置属性值或对其他 Bean 的引用，调用 setter 方法)
• 3 把 Bean 实例传递给 Bean 后置处理器的方法postProcessBeforeInitialization 。
• 4 调用 Bean 的初始化方法(需要进行配置)
• 5 把 Bean 实例传递给 Bean 后置处理器的方法postProcessAfterInitialization 。
• 6 Bean 可以使用(对象获取到了)
• 7 当容器关闭时，调用 Bean 的销毁方法(需要进行配置销毁的方法)，生命结束。(多例对象不会消亡)

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后置处理器：

public class MyBeanPost implements BeanPostProcessor {@Overridepublic Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {System.out.println("后置处理器在初始化之前执行了。。。");return bean;}@Overridepublic Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {System.out.println("后置处理器在初始化之后执行了。。。");return bean;}
}

• 后置处理器需要实现 BeanPostProcessor 接口。
• postProcessBeforeInitialization 方法会在初始化方法执行之前执行。
• postProcessAfterInitialization 方法会在初始化方法执行之后执行。

xml 配置：

<!--Bean 生命周期验证-->
<bean id="l1" class="com.jk.demo6.BeanLife" init-method="init" destroy-method="destroy"/>
<!--后置处理器-->
<bean class="com.jk.demo6.MyBeanPost"/>

• 需要注意的是：配置后置处理器过后，会为当前容器中的所有 Bean 实例添加后置处理器。

以上就是关于基于 xml 方式的依赖注入，多结合实例方便理解~~