Spring IoC——IoC 容器的使用

1. 应用分层

应用分层是一种软件开发设计思想，它将应用程序分成 N 个层次，这 N 个层次分别负责各自的职责，多个层次之间协同提供完整的功能，根据项目的复杂度，可以分成三层，四层或更多层，MVC 就是把整体的程序分成了 Model（模型）, View（视图）, Controller（控制器）三个层次

由于后端开发，不需要过多的关注前端，所以又有了一种分层架构：把整体架构分为表现层，业务逻辑层，数据层，又称为“三层架构”

表现层：用来展示数据结果和接收用户指令，是最接近用户的一层
业务逻辑层：负责处理业务逻辑，包含业务逻辑的具体实现
数据层：负责存储和管理与应用程序相关的数据

在 Spring 的实现中可以分为下面三个部分：

Controller：控制层。接收前端发送的请求，对请求进行处理，并响应数据

Service：业务逻辑层。处理具体的业务逻辑

Dao：数据访问层，也被称为持久层。负责数据访问，操作（增删查改）

2. IoC 的介绍

IoC：也就是控制反转

Spring IoC 是一种设计模式，用于解耦对象之间的依赖关系，在之前创建的项目中对象通常会主动创建和管理自己所依赖的对象，例如，一个UserService类可能会在自己的内部使用new关键字来创建一个UserRepository对象用于数据访问，这样设计看似没有问题，但是可维护性却很低，当有很多类创建了各自的对象时，并且这些对象之间还有依赖关系，例如创建 Car ，Framework，Bottom，Tire 类，从左到右依次存在依赖关系，当其中有一个类的底层代码改变之后，调用链上的代码都需要修改

public class NewCarExample {
    public static void main(String[] args) {
        Car car = new Car(20);
        car.run();
    }
    //Car类
    static class Car {
        private Framework framework;
        public Car(int size) {
            framework = new Framework(size);
            System.out.println("Car init....");
        }
        public void run(){
            System.out.println("Car run...");
        }
    }
    //车身类
    static class Framework {
        private Bottom bottom;
        public Framework(int size) {
            bottom = new Bottom(size);
            System.out.println("Framework init...");
        }
    }
    //底盘类
    static class Bottom {
        private Tire tire;
        public Bottom(int size) {
            this.tire = new Tire(size);
            System.out.println("Bottom init...");
        }
    }
    //轮胎类
    static class Tire {
        // 尺⼨
        private int size;
        public Tire(int size){
            this.size = size;
            System.out.println("轮胎尺⼨：" + size);
        }
    }
}

修改轮胎的构造方法之后，底盘也需要修改，当修改底盘之后，上层调用也需要修改

而在 IoC 模式下，对象的创建和管理这些控制权被反转了，不再由对象自身来控制，而是交给外部的容器（IoC 容器）来管理，下面演示一下使用 IoC 的思想来管理对象

public class IocCarExample {
    public static void main(String[] args) {
        Tire tire = new Tire(20);
        Bottom bottom = new Bottom(tire);
        Framework framework = new Framework(bottom);
        Car car = new Car(framework);
        car.run();
    }

    static class Car {
        private Framework framework;
        public Car(Framework framework) {
            this.framework = framework;
            System.out.println("Car init....");
        }
        public void run() {
            System.out.println("Car run...");
        }
    }

    static class Framework {
        private Bottom bottom;
        public Framework(Bottom bottom) {
            this.bottom = bottom;
            System.out.println("Framework init...");
        }
    }

    static class Bottom {
        private Tire tire;
        public Bottom(Tire tire) {
            this.tire = tire;
            System.out.println("Bottom init...");
        }
    }

    static class Tire {
        private int size;
        public Tire(int size) {
            this.size = size;
            System.out.println("轮胎尺⼨：" + size);
        }
    }
}

通过这样的形式，各个组件的依赖关系就发生了反转，统一对对象进行管理，谁需要这个对象直接传过去一个对象，不需要他自己调用方法进行创建

IoC 容器的工作就是把这些对象进行统一管理

通过这种方式进行资源的统一管理，在创建实例时不需要了解其中的细节，降低了使用资源双方的依赖程度

3. IoC 容器的使用

3.1. bean 的存储

如果想要把一个对象交给 IoC 容器来管理，需要在类上添加一个 @Component 注解，此外还有其它的一些注解可以实现：

类注解：@Controller、@Service、@Repository、@Component、@Configuration.
方法注解：@Bean.

@Controller
public class UserController {
    public void say(){
        System.out.println("UserController");
    }
}

@SpringBootApplication
public class SpringIoCApplication {

    public static void main(String[] args) {
        ApplicationContext context = SpringApplication.run(SpringIoCApplication.class, args);
        UserController bean = context.getBean(UserController.class);
        bean.say();
    }

}

ApplicationContext 可以理解为 Spring 的上下文，这个上下文就是指当前的运行环境和其他功能，也可以看作是一个容器，容器中存储了很多内容，这些内容是当前的运行环境

之后就可以通过拿到的 context 来获取 bean，关于获取 bean 有多种方式：

Object getBean(String var1) throws BeansException;	根据bean名称获取bean
T getBean(String var1, Class var2) throws BeansException;	根据bean名称和类型获取bean
T getBean(Class var1) throws BeansException;	根据类型获取bean
Object getBean(String var1, Object... var2) throws BeansException	按bean名称和构造函数参数动态创建bean,只适⽤于具有原型(prototype)作⽤域的bean
T getBean(Class var1, Object... var2) throws BeansException;	按bean类型和构造函数参数动态创建bean, 只适⽤于具有原型(prototype)作⽤域的 bean

根据类型获取 bean 的话，如果存在多个相同类型的 bean 那么就不能确定具体要获取的是哪个 bean ，同理，如果只是根据名称来获取 bean，如果重名的话也是不能正确获取到 bean 的，所以就有了第三种方式，同时根据类型和名称来获取 bean

上面这三种获取 bean 的方式是比较常用的

关于 IoC 中 bean 的名称转化规则：

如果是 UserController 会被转成 userController，如果是 UController 就还是 UController

UserController bean1 = (UserController) context.getBean("userController");
bean1.say();

由于是根据名称来获取 bean，所以获取到的 bean 不确定是什么类型，会返回一个 Object 类型，需要强转一下

同时指定类型和名称：

UserController bean2 = context.getBean("userController", UserController.class);
bean2.say();

把上面获取的 bean ，打印一下，发现获取的实例的地址是一样的，由此可以知道，通过这种方式获取对象是基于单例模式实现的

接下来演示一下 @Service 注解：

@Service
public class UserService {
    public void say(){
        System.out.println("UserService");
    }
}

UserService service = context.getBean(UserService.class);
service.say();

然后发现和上面一样也是可以运行的，其它的几个类注解也是一样的

那么为什么实现的功能一样，还需要分这么多不同的注解，这个是和之前的应用分层是对应的，通过不同的类注解来了解当前类的用途

@Controller：控制层，接受请求，对请求进行处理，并进行响应

@Servie：业务逻辑层，处理具体的业务逻辑

@Repository：数据访问层，也称为持久层，负责数据访问操作

@Configuration：配置层，处理项目中的一些配置信息

3.2. 方法注解`@Bean`

上面四个注解都是 @Component的衍生注解

类注解是添加到某个类上的，但是存在两个问题：

如果使用外部包里的类，没办法添加注解
同时，由于类注解默认创建的对象是单例对象，如果需要多个对象就需要调整

方法注解 @Bean就可以解决上述问题

例如，在一个外部包里有一个 UserInfo 类

@Data
@AllArgsConstructor
@NoArgsConstructor
public class UserInfo {
    private String name;
    private Integer age;
}

可以通过在获取对象的方法上加上@Bean

@Component
public class UserInfoComponent {
    @Bean
    public UserInfo userInfo(){
        return new UserInfo("zhangsan",20);
    }
}

如果说需要创建对个对象的话：

这个问题就是在获取 bean 的时候发现了具有相同类型的 bean，可以直接通过获取 bean 的名称，这里的名称和方法注解下方法名是对应的

UserInfo bean = (UserInfo) context.getBean("userInfo");
System.out.println(bean);

上面的注解，无论是类注解还是方法注解，都可以实现重命名

重命名之后就需要使用改之后的名字了

4. 扫描路径

如果说把启动类放到其他目录下再运行就会报错，是因为上面介绍的注解如果想要生效，是需要配置扫描路径的，默认的扫描范围是 Spring Boot 启动类所在的包和它的子包，可以通过@ComponentScan来配置扫描路径

在 @ComponentScan源码中，是支持传入一个数组的，如果想要配置多个扫描路径可以直接传入一个数组

@ComponentScan({"com.example.service","com.example.controller"})

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