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第2章: IoC 容器

深入理解控制反转和Spring容器

什么是 IoC（控制反转）？

IoC（Inversion of Control，控制反转）是 Spring 框架的核心概念之一。它将对象的创建、配置和生命周期管理的控制权从应用程序代码转移到了 Spring 容器。

传统方式 vs IoC 方式

// 传统方式：程序主动创建对象
public class UserService {
    private UserDao userDao = new UserDaoImpl(); // 紧耦合
    
    public void saveUser() {
        userDao.save();
    }
}

// IoC 方式：容器注入对象
public class UserService {
    private UserDao userDao; // 松耦合
    
    // 通过构造器或 setter 注入
    public void setUserDao(UserDao userDao) {
        this.userDao = userDao;
    }
    
    public void saveUser() {
        userDao.save();
    }
}

💡 IoC 的核心思想：

不要主动去找依赖对象，而是让容器把依赖对象"注入"进来。这样可以降低组件之间的耦合度，提高代码的可测试性和可维护性。

BeanFactory - 基础容器

BeanFactory 是 Spring IoC 容器的基础接口，提供了完整的 IoC 服务。

BeanFactory 的特点

延迟加载（Lazy Loading）：只有在第一次获取 Bean 时才创建
轻量级：占用资源少
适合资源受限的环境

使用 BeanFactory

import org.springframework.beans.factory.BeanFactory;
import org.springframework.beans.factory.xml.XmlBeanFactory;
import org.springframework.core.io.ClassPathResource;

public class BeanFactoryDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 加载配置文件
        ClassPathResource resource = 
            new ClassPathResource("beans.xml");
        
        // 创建 BeanFactory
        BeanFactory factory = new XmlBeanFactory(resource);
        
        // 获取 Bean（此时才创建对象）
        HelloWorld obj = (HelloWorld) factory.getBean("helloWorld");
        obj.getMessage();
    }
}

ApplicationContext - 高级容器

ApplicationContext 是 BeanFactory 的子接口，提供了更多企业级功能。

ApplicationContext 的特点

立即加载（Eager Loading）：容器启动时就创建所有单例 Bean
支持国际化（i18n）
支持事件发布
提供更多的企业级功能
推荐在实际开发中使用

ApplicationContext 的实现类

// 1. ClassPathXmlApplicationContext
// 从类路径加载配置文件
ApplicationContext context = 
    new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");

// 2. FileSystemXmlApplicationContext
// 从文件系统加载配置文件
ApplicationContext context = 
    new FileSystemXmlApplicationContext("c:/config/beans.xml");

// 3. AnnotationConfigApplicationContext
// 基于注解的配置
ApplicationContext context = 
    new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);

// 4. WebApplicationContext
// Web 应用专用（由 Spring MVC 自动创建）

Bean 的配置方式

1. XML 配置方式

传统的配置方式，通过 XML 文件定义 Bean：

<?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">

    <!-- 定义 Bean -->
    <bean id="userDao" class="com.example.dao.UserDaoImpl"/>
    
    <bean id="userService" class="com.example.service.UserServiceImpl">
        <!-- 注入依赖 -->
        <property name="userDao" ref="userDao"/>
    </bean>

</beans>

2. 注解配置方式（推荐）

使用注解简化配置：

// 配置类
@Configuration
@ComponentScan(basePackages = "com.example")
public class AppConfig {
    // 可以在这里定义额外的 Bean
}

// DAO 层
@Repository
public class UserDaoImpl implements UserDao {
    public void save() {
        System.out.println("保存用户");
    }
}

// Service 层
@Service
public class UserServiceImpl implements UserService {
    @Autowired
    private UserDao userDao;
    
    public void saveUser() {
        userDao.save();
    }
}

3. Java 配置方式

@Configuration
public class AppConfig {
    
    @Bean
    public UserDao userDao() {
        return new UserDaoImpl();
    }
    
    @Bean
    public UserService userService() {
        UserServiceImpl service = new UserServiceImpl();
        service.setUserDao(userDao());
        return service;
    }
}

Bean 的作用域

Spring 支持多种 Bean 作用域：

作用域	说明
singleton	单例模式（默认），整个容器中只有一个实例
prototype	原型模式，每次获取都创建新实例
request	每个 HTTP 请求创建一个实例（Web 环境）
session	每个 HTTP Session 创建一个实例（Web 环境）
application	每个 ServletContext 创建一个实例（Web 环境）

指定作用域

// XML 方式
<bean id="user" class="com.example.User" scope="prototype"/>

// 注解方式
@Component
@Scope("prototype")
public class User {
    // ...
}

实战演示

Bean 作用域对比

点击按钮查看不同作用域的效果

📝 章节练习

练习 1：IoC 容器理解

1. ApplicationContext 和 BeanFactory 的主要区别是？

A. ApplicationContext 是 BeanFactory 的父接口
B. ApplicationContext 支持延迟加载
C. ApplicationContext 在启动时就创建所有单例 Bean
D. BeanFactory 功能更强大

练习 2：Bean 作用域

2. Spring Bean 的默认作用域是？

A. prototype
B. singleton
C. request
D. session

本章小结

IoC（控制反转）是 Spring 的核心概念，将对象创建权交给容器
BeanFactory 是基础容器，支持延迟加载
ApplicationContext 是高级容器，提供更多企业级功能（推荐使用）
Bean 可以通过 XML、注解、Java 配置三种方式定义
Bean 的默认作用域是 singleton（单例）
prototype 作用域每次获取都创建新实例
使用 IoC 可以降低代码耦合度，提高可测试性