IOC容器-Springboot

前言

因为QF框架引入了IOC概念，这边阐述一下IOC的观念，以springboot为例子

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Spring IOC容器基本原理

IOC容器的概念

IOC容器是具有依赖注入功能的容器，负责实例化、定位、配置应用程序中的对象及建立这些对象间的依赖。应用程序无需直接在代码中new相关的对象，而是由IOC容器进行组装。在Spring中，BeanFactory是IOC容器的实际代表者。

Spring IOC容器通过读取配置文件中的配置元数据来管理对象。配置元数据可以通过XML文件、注解、基于Java文件的配置或基于属性文件的配置来定义。

Bean的概念

由IOC容器管理的应用程序对象称为Bean。Bean是由Spring容器初始化、装配及管理的对象。IOC容器通过配置元数据（由BeanDefinition代表）来确定如何实例化Bean、管理Bean之间的依赖关系以及管理Bean。

开始Spring Hello World之旅

1. 准备需要的jar包

核心jar包：

• org.springframework.asm-3.0.5.RELEASE.jar
• org.springframework.core-3.0.5.RELEASE.jar
• org.springframework.beans-3.0.5.RELEASE.jar
• org.springframework.context-3.0.5.RELEASE.jar
• org.springframework.expression-3.0.5.RELEASE.jar

依赖的jar包：

• com.springsource.org.apache.log4j-1.2.15.jar
• com.springsource.org.apache.commons.logging-1.1.1.jar
• com.springsource.org.apache.commons.collections-3.2.1.jar

2. 创建标准Java工程

3. 开发接口

package com.ljq.test;

public interface HelloService {
    public void sayHello();
}

4. 实现接口

package com.ljq.test;

public class HelloServiceImpl implements HelloService {
    public void sayHello() {
        System.out.println("Hello World!");
    }
}

5. 配置文件helloworld.xml

<?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-3.0.xsd
        http://www.springframework.org/schema/context                
        http://www.springframework.org/schema/context/spring-context-3.0.xsd">
    
    <bean id="helloService" class="com.ljq.test.HelloServiceImpl" />
</beans>

6. 获取IOC容器并调用Bean

package com.ljq.test;

import org.junit.Test;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;

public class HelloServiceTest {
    @Test
    public void testHelloWorld() {
        // 1. 读取配置文件实例化一个IOC容器
        ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("helloworld.xml");
        // 2. 从容器中获取Bean
        HelloService helloService = context.getBean("helloService", HelloService.class);
        // 3. 执行业务逻辑
        helloService.sayHello();
    }
}

详解IOC容器

在Spring中，BeanFactory接口提供了IOC容器的最基本功能，而ApplicationContext接口扩展了BeanFactory，提供了更多企业级功能支持，如AOP集成、国际化处理、事件传播等。

容器实现一览

• XmlBeanFactory：提供基本的IOC容器功能，可以从classpath或文件系统获取资源。

  Resource resource = new ClassPathResource("classpath.xml");
  BeanFactory beanFactory = new XmlBeanFactory(resource);

• ClassPathXmlApplicationContext：从classpath获取配置文件。

  BeanFactory beanFactory = new ClassPathXmlApplicationContext("classpath.xml");

• FileSystemXmlApplicationContext：从文件系统获取配置文件。

  BeanFactory beanFactory = new FileSystemXmlApplicationContext("fileSystemConfig.xml");

ApplicationContext接口获取Bean的方法

• Object getBean(String name)：根据名称返回一个Bean，客户端需要自己进行类型转换。
• <T> T getBean(String name, Class<T> requiredType)：根据名称和指定的类型返回一个Bean，客户端无需自己进行类型转换。
• <T> T getBean(Class<T> requiredType)：根据指定的类型返回一个Bean，客户端无需自己进行类型转换。
• Map<String, T> getBeansOfType(Class<T> type)：根据指定的类型返回一个键值为名字和值为Bean对象的Map。

IOC容器的工作流程

1. 准备配置文件：在配置文件中声明Bean定义，配置元数据。
2. 解析元数据：IOC容器的Bean Reader读取并解析配置文件，生成BeanDefinition对象。
3. 实例化IOC容器：客户端实例化容器，获取需要的Bean。

小结

• 非入侵性：除了测试程序的代码外，所有代码都没有出现Spring任何组件，能够非常容易地替换掉Spring。
• 低耦合：客户端代码完全面向接口编程，无需知道实现类，可以通过修改配置文件来更换接口实现。
• 易测试：在开发初期没有真正的实现时，可以模拟一个实现来测试，不耦合代码。
• 易重用：Bean之间几乎没有依赖关系，易于重用。

控制反转

控制：IOC意味着将你设计好的对象交给IOC容器控制，而不是传统的在你的对象内部直接控制；

IOC是有专门一个容器来创建这些对象，即由IOC容器来控制对象的创建；
谁控制谁？当然是IOC容器控制了对象；控制什么？那就是主要控制了外部资源获取（不只是对象包括比如文件等）。

反转：传统应用程序是由我们自己在对象中主动控制去直接获取依赖对象，也就是正转；

反转则是由IOC容器来帮忙创建及注入依赖对象；
由容器帮我们查找及注入依赖对象，对象只是被动的接受依赖对象，所以是反转；哪些方面反转了？依赖对象的获取被反转了。

IOC 不是一种技术，只是一种思想，一个重要的面向对象编程的法则，它能指导我们如何设计出松耦合、更优良的程序。

传统应用程序都是由我们在类内部主动创建依赖对象，从而导致类与类之间高耦合，难于测试；

有了IOC容器后，把创建和查找依赖对象的控制权交给了容器，由容器进行注入组合对象，所以对象与对象之间是 松散耦合，这样也方便测试，利于功能复用，更重要的是使得程序的整个体系结构变得非常灵活。

其实 IOC 对编程带来的最大改变不是从代码上，而是从思想上，发生了“主从换位”的变化。应用程序原本是老大，要获取什么资源都是主动出击，但是在 IOC/DI 思想中，应用程序就变成被动的了，被动的等待 IOC 容器来创建并注入它所需要的资源了。

IOC与单例

一、IOC容器介绍

IOC（Inversion of Control，控制反转）容器是面向对象编程中实现依赖注入的核心框架，其核心思想是将对象的创建、依赖管理和生命周期控制从代码中剥离，交由容器统一管理。以下是其核心特性：

1. 依赖注入（DI）
   通过构造函数、属性或方法参数自动注入对象所需的依赖，开发者只需声明依赖关系，无需手动实例化。例如，Spring框架通过@Autowired实现自动装配。
2. 对象生命周期管理
   IOC容器负责对象的实例化、初始化、作用域管理（如单例、原型）及销毁。例如，Spring的BeanFactory和ApplicationContext分别提供基础与高级生命周期管理功能。
3. 配置元数据支持
   支持XML、注解或Java配置类定义Bean，容器通过解析元数据动态创建对象。例如，ClassPathXmlApplicationContext加载XML配置文件生成Bean实例。
4. 解耦与扩展性
   将组件间的硬编码依赖转为松耦合关系，便于模块化开发和测试。例如，通过IOC容器解耦Service层与DAO层的直接依赖。

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二、IOC容器与单例模式的区别

维度	IOC容器	单例模式
设计目标	管理对象全生命周期及依赖关系	确保一个类仅有一个实例
实现方式	通过容器自动管理（如Spring的Bean作用域）	手动编码实现（如双重校验锁、静态内部类）
作用域控制	支持多作用域（单例、原型、会话等）	仅单例
依赖管理	自动注入依赖，解决对象间复杂关系	需手动处理依赖
线程安全性	容器默认保证单例线程安全（如Spring单例Bean）	需开发者自行实现线程安全机制
灵活性	配置灵活，可通过注解或XML动态调整作用域	代码硬编码，扩展性受限

具体差异示例：

• IOC容器的单例：Spring默认以单例模式管理Bean，但作用域为容器级别，同一容器内共享实例。例如，通过@Scope("singleton")定义单例Bean。
• 传统单例模式：需开发者通过静态方法或锁机制确保全局唯一实例，如双重校验锁实现。

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三、总结

IOC容器通过控制反转和依赖注入，实现了对象管理的自动化与解耦，而单例模式仅是确保类实例唯一性的设计模式。两者的核心差异在于：

1. 功能范围：IOC容器涵盖依赖管理、生命周期等综合功能；单例模式仅解决实例唯一性问题。
2. 实现层级：IOC容器是框架级机制，单例模式是代码级设计。

若需进一步了解IOC容器的源码实现（如反射机制）或单例模式的高并发优化（如CAS算法），可参考[网页5]与[网页9]的详细解析。

链接

https://www.cnblogs.com/linjiqin/p/3407126.html

IOC容器（底层原理解读）_ioc底层原理是什么-CSDN博客