1. 配置类的编写与Bean的注册

  XML配置中，我们通常采用ClassPathXmlApplicationContext，它能够加载类路径下的XML配置文件来初始化Spring应用上下文。然而，在注解驱动的配置中，我们则使用以Annotation开头和ApplicationContext结尾的类，如AnnotationConfigApplicationContext。

  对比于 XML 文件作为驱动，注解驱动需要的是配置类。一个配置类就可以类似的理解为一个 XML 。配置类没有特殊的限制，只需要在类上标注一个 @Configuration 注解即可。

我们创建一个 Book 类：

public class Book {
    private String title;

    private String author;


    public String getTitle() {
        return title;
    }

    public void setTitle(String title) {
        this.title = title;
    }

    public String getAuthor() {
        return author;
    }

    public void setAuthor(String author) {
        this.author = author;
    }
}

在 xml 中声明 Bean 是通过 <bean> 标签

<bean id="book" class="com.example.Book">
    <property name="title" value="Java Programming"/>
    <property name="author" value="Unknown"/>
</bean>

那么在配置类中替换掉 <bean> 标签，使用 @Bean 注解

我们创建一个配置类来注册这个 Book bean：

import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

@Configuration
public class LibraryConfiguration {
    @Bean
    public Book book() {
        Book book = new Book();
        book.setTitle("Java Programming");
        book.setAuthor("Unknown");
        return book;
    }
}

  在这个配置中，我们使用了 @Configuration 注解来表示这是一个配置类，类似于一个 XML 文件。我们在 book() 方法上使用了 @Bean 注解，这意味着这个方法将返回一个由 Spring 容器管理的对象。这个对象的类型就是 Book，bean 的名称id就是方法的名称，也就是 “book”。

  类似于 XML 配置的 <bean> 标签，@Bean 注解负责注册一个 bean。你可以把 @Bean 注解看作是 <bean> 标签的替代品。

  如果你想要更改这个 bean 的名称，你可以在 @Bean 注解中使用 name 属性：

   @Bean(name="mybook")
    public Book book() {
        Book book = new Book();
        book.setTitle("Java Programming");
        book.setAuthor("Unknown");
        return book;
    }

  这样，这个 Book bean 的名称就变成了 “mybook”。

启动并初始化注解驱动的IOC容器

@SpringBootApplication
public class DemoApplication {

    public static void main(String[] args) {
		ApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(LibraryConfiguration.class);

        // 从容器中获取 Book bean
        LibraryConfiguration libraryConfiguration = context.getBean(LibraryConfiguration.class);
        System.out.println(libraryConfiguration.book().getTitle());
        System.out.println(libraryConfiguration.book().getAuthor());
    }
}

打印结果：

Java Programming和Unknown被打印，执行成功。

注意：@SpringBootApplication是一个复合注解，它等效于同时使用了@Configuration，@EnableAutoConfiguration和@ComponentScan。这三个注解的作用是：

• @Configuration：指明该类是一个配置类，它可能会有零个或多个@Bean注解，方法产生的实例由Spring容器管理。

• @EnableAutoConfiguration：告诉Spring Boot根据添加的jar依赖自动配置你的Spring应用。

• @ComponentScan：Spring Boot会自动扫描该类所在的包以及子包，查找所有的Spring组件，包括@Configuration类。

  在非Spring Boot的传统Spring应用中，我们通常使用AnnotationConfigApplicationContext或者ClassPathXmlApplicationContext等来手动创建和初始化Spring的IOC容器。

  "非Spring Boot的传统Spring应用"是指在Spring Boot项目出现之前的Spring项目，这些项目通常需要手动配置很多东西，例如数据库连接、事务管理、MVC控制器等。这种类型的Spring应用通常需要开发者对Spring框架有深入的了解，才能做出正确的配置。

  Spring Boot是Spring项目的一个子项目，它旨在简化Spring应用的创建和配置过程。Spring Boot提供了一系列的"起步依赖"，使得开发者只需要添加少量的依赖就可以快速开始项目的开发。此外，Spring Boot还提供了自动配置的特性，这使得开发者无需手动配置数据库连接、事务管理、MVC控制器等，Spring Boot会根据项目的依赖自动进行配置。

  因此，"非Spring Boot的传统Spring应用"通常需要手动创建和初始化Spring的IOC容器，比如使用AnnotationConfigApplicationContext或ClassPathXmlApplicationContext等。在Spring Boot应用中，这个过程被自动化了，开发者只需要在main方法中调用SpringApplication.run方法，Spring Boot就会自动创建和初始化Spring的IOC容器。SpringApplication.run(Application.class, args);语句就是启动Spring Boot应用的关键。它会启动一个应用上下文，这个上下文会加载所有的Spring组件，并且也会启动Spring的IOC容器。在这个过程中，所有通过@Bean注解定义的bean都会被创建，并注册到IOC容器中。

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2. 注解驱动IOC的依赖注入与XML依赖注入对比

我们就以上面的例子来说，假设配置类注册了两个bean，并设置相关的属性：

import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

@Configuration
public class LibraryConfiguration {
    @Bean
    public Book book() {
        Book book = new Book();
        book.setTitle("Java Programming");
        book.setAuthor("Unknown");
        return book;
    }

    @Bean
    public Library library() {
        Library library = new Library();
        library.setBook(book());
        return library;
    }
}

  这里的方法有@Bean注解，这个注解告诉Spring，这个方法返回的对象需要被注册到Spring的IOC容器中。

对应的XML配置如下：

<bean id="book" class="com.example.Book">
    <property name="title" value="Java Programming"/>
    <property name="author" value="Unknown"/>
</bean>

<bean id="library" class="com.example.Library">
    <property name="book" ref="book"/>
</bean>

  在这个XML配置中，我们定义了两个<bean>元素，分别用来创建Book对象和Library对象。在创建Book对象时，我们使用了<property>元素来设置title和author属性。在创建Library对象时，我们也使用了<property>元素，但是这次我们使用了ref属性来引用已经创建的Book对象，这就相当于将Book对象注入到Library对象中。

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3. 组件注册

这里LibraryConfiguration 标注 @Configuration 注解，即代表该类会被注册到 IOC 容器中作为一个 Bean。

@Configuration
public class LibraryConfiguration {
}

相当于 xml 中的：

<bean id="library" class="com.example.demo.configuration.LibraryConfiguration">

如果想指定 Bean 的名称，可以直接在 @Configuration 中声明 value 属性即可

@Configuration("libConfig")
public class LibraryConfiguration {
}

如果不指定 Bean 的名称，它的默认规则是 “类名的首字母小写”(例如LibraryConfiguration默认名称是 libraryConfiguration )

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4. 组件扫描

如果只是@Component声明了组件，在写配置类时只写 @Configuration 注解，那么IOC容器是找不到这些组件的。

4.1 使用@ComponentScan的组件扫描

我们需要运行的代码如下：

@Component
public class Book {
    
    private String title = "Java Programming";
    private String author = "Unknown";

    public String getTitle() {
        return title;
    }

    public void setTitle(String title) {
        this.title = title;
    }

    public String getAuthor() {
        return author;
    }

    public void setAuthor(String author) {
        this.author = author;
    }
}

@Component
public class Library {
    private Book book;

    public Book getBook() {
        return book;
    }

    public void setBook(Book book) {
        this.book = book;
    }
}

如果不写@ComponentScan，而且@Component注解标识的类不在当前包或者子包，那么就会报错。

  难道@Component注解标识的类在当前包或者当前包的子包就可以不写@ComponentScan了吗？

  是的！前面说了，@SpringBootApplication 包含了 @ComponentScan，其实已经帮我们写了！只有组件和主程序不在一个共同的根包下，才需要显式地使用 @ComponentScan 注解。由于 Spring Boot 的设计原则是“约定优于配置”，所以推荐将主应用类放在根包下。

  在应用中，我们的组件（带有 @Component、@Service、@Repository、@Controller 等注解的类）和主配置类位于不同的包中，并且主配置类或者启动类没有使用 @ComponentScan 指定扫描这些包，那么在运行时就会报错，因为Spring找不到这些组件。

主程序：

@ComponentScan(basePackages = "com.example")
@SpringBootApplication
public class DemoApplication {

    public static void main(String[] args) {
        ApplicationContext context = SpringApplication.run(DemoApplication.class, args);
        Library library = context.getBean(Library.class);
        System.out.println(library.getBook().getTitle());
        System.out.println(library.getBook().getAuthor());
    }

}

  @ComponentScan 不一定非要写在主程序（通常是指 Spring Boot 的启动类）上，它可以写在任何配置类（标记有 @Configuration 注解的类）上。@ComponentScan 注解会告诉 Spring 从哪些包开始进行组件扫描。

  为了简化配置，我们通常会将 @ComponentScan 放在主程序上，因为主程序一般会位于根包下，这样可以扫描到所有的子包。

4.2 xml中启用component-scan组件扫描

对应于 @ComponentScan 的 XML 配置是 <context:component-scan> 标签

<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.xsd
       http://www.springframework.org/schema/context
       http://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd">

    <context:component-scan base-package="com.example" />

</beans>

  在这段 XML 配置中，<context:component-scan> 标签指定了 Spring 需要扫描 com.example 包及其子包下的所有类，这与 @ComponentScan 注解的功能是一样的。

  注意：在使用 <context:component-scan> 标签时，需要在 XML 配置文件的顶部包含 context 命名空间和相应的 schema 位置（xsi:schemaLocation）。

4.3 不使用@ComponentScan的组件扫描

如果我们不写刚刚提到的LibraryConfiguration配置类，那么这里可以把主程序改为如下：

@SpringBootApplication
public class DemoApplication {
    public static void main(String[] args) {
        ApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext("com.example");
        Library library = context.getBean(Library.class);
        System.out.println(library.getBook().getTitle());
        System.out.println(library.getBook().getAuthor());
    }
}

  AnnotationConfigApplicationContext 的构造方法中有一个是填写basePackages路径的，可以接受一个或多个包的名字作为参数，然后扫描这些包及其子包。

运行结果如下：

  在这个例子中，Spring 将会扫描 com.example 包及其所有子包，查找并注册所有的 Bean。

  我们也可以手动创建一个配置类来注册bean，那么想要运行得到一样的效果，需要改动的代码如下：

@Configuration
public class LibraryConfiguration {
    @Bean
    public Book book() {
        Book book = new Book();
        book.setTitle("Java Programming");
        book.setAuthor("Unknown");
        return book;
    }

    @Bean
    public Library library() {
        Library library = new Library();
        library.setBook(book());
        return library;
    }
}

主程序：

@SpringBootApplication
public class DemoApplication {
    public static void main(String[] args) {
        ApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(LibraryConfiguration.class);
        Library library = context.getBean(Library.class);
        System.out.println(library.getBook().getTitle());
        System.out.println(library.getBook().getAuthor());
    }
}

运行结果如下：

  我们创建了一个配置类LibraryConfiguration，用于定义Book和Library这两个bean。然后我们使用了AnnotationConfigApplicationContext来创建Spring的IOC容器，并加载这个配置类。因为我们没有使用@ComponentScan注解，所以Spring不会自动扫描和注册bean，我们需要手动创建配置类来注册bean。

为什么要有配置类出现？直接用@ComponentScan注解不就能解决了吗？

  我们在使用一些第三方库时，需要对这些库进行一些特定的配置。这些配置信息，我们可能无法直接通过注解或者XML来完成，或者通过这些方式完成起来非常麻烦。而配置类可以很好地解决这个问题。通过配置类，我们可以在Java代码中完成任何复杂的配置逻辑。

  假设你正在使用 MyBatis，在这种情况下可能需要配置一个SqlSessionFactory，在大多数情况下，我们无法（也不应该）直接修改第三方库的代码，所以无法直接在SqlSessionFactory类或其他类上添加@Configuration、@Component等注解。为了能够在Spring中使用和配置这些第三方库，我们需要创建自己的配置类，并在其中定义@Bean方法来初始化和配置这些类的实例。这样就可以灵活地控制这些类的实例化过程，并且可以利用Spring的依赖注入功能。

下面是一个使用@Configuration和@Bean来配置MyBatis的例子：

@Configuration
@MapperScan("com.example.demp.mapper")
public class MyBatisConfig {

    @Bean
    public SqlSessionFactory sqlSessionFactory(DataSource dataSource) throws Exception {
        SqlSessionFactoryBean factoryBean = new SqlSessionFactoryBean();
        factoryBean.setDataSource(dataSource);
        factoryBean.setMapperLocations(
                new PathMatchingResourcePatternResolver().getResources("classpath*:com/example/demo/mapper/*Mapper.xml")
        );
        return factoryBean.getObject();
    }
}

  sqlSessionFactory方法创建一个SqlSessionFactoryBean对象，并使用DataSource（Spring Boot默认为你配置的一个Bean）进行初始化。然后，它指定MyBatis mapper XML文件的位置，最后返回SqlSessionFactory对象。

  通过这种方式，你可以灵活地配置MyBatis，并将其整合到Spring应用中。这是一种比使用XML配置文件或仅仅依赖于自动配置更为灵活和强大的方式。

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5. 组件注册的其他注解

  @Controller, @Service, @Repository和@Component 一样的效果，它们都会被 Spring IoC 容器识别，并将类实例化为 Bean。让我们来看这些注解：

• @Controller：这个注解通常标注在表示表现层（比如 Web 层）的类上，如Spring MVC 中的控制器。它们处理用户的 HTTP 请求并返回响应。虽然 @Controller 与 @Component 在功能上是类似的，但 @Controller 注解的使用表示了一种语义化的分层结构，使得控制层代码更加清晰。

• @Service：这个注解通常用于标注业务层的类，这些类负责处理业务逻辑。使用 @Service 注解表明该类是业务处理的核心类，使得代码更具有语义化。

• @Repository：这个注解用于标记数据访问层，也就是数据访问对象或DAO层的组件。在数据库操作的实现类上使用 @Repository 注解，这样Spring将自动处理与数据库相关的异常并将它们转化为Spring的DataAccessExceptions。

  在实际开发中，几乎很少看到@Repository，而是利用 MyBatis 的 @Mapper 或 @MapperScan 实现数据访问，通常做法是，@MapperScan 注解用于扫描特定包及其子包下的接口，这些接口被称为 Mapper 接口。Mapper 接口方法定义了 SQL 查询语句的签名，而具体的 SQL 查询语句则通常在与接口同名的 XML 文件中定义。

  @MapperScan("com.example.**.mapper") 会扫描 com.example 包及其所有子包下的名为 mapper 的包，以及 mapper 包的子包。 ** 是一个通配符，代表任意深度的子包。

举个例子，以下是一个 Mapper 接口的定义：

package com.example.demo.mapper;

public interface UserMapper {
    User selectUserById(int id);
}

对应的 XML 文件（通常位于 resources 目录下，并且与接口在相同的包路径中）

<!DOCTYPE mapper
        PUBLIC "-//mybatis.org//DTD Mapper 3.0//EN"
        "http://mybatis.org/dtd/mybatis-3-mapper.dtd">
<mapper namespace="com.example.demo.mapper.UserMapper">
    <select id="selectUserById" resultType="com.example.demo.entity.User">
        SELECT * FROM user WHERE id = #{id}
    </select>
</mapper>

  注意：在 XML 文件中的 namespace 属性值必须与 Mapper 接口的全限定类名相同，<select> 标签的 id 属性值必须与接口方法名相同。

然后，在 Spring Boot 的主类上，我们使用 @MapperScan 注解指定要扫描的包：

@SpringBootApplication
@MapperScan("com.example.**.mapper")
public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(Application.class, args);
    }
}

  这样，MyBatis 就会自动为 UserMapper 接口创建一个实现类（实际上是一个代理对象），并将其注册到 Spring IOC 容器中，你就可以在你的服务类中直接注入 UserMapper 并使用它。

可能有小伙伴注意到了，这几个注解中都有这么一段代码

    @AliasFor(
        annotation = Component.class
    )
    String value() default "";

  @AliasFor 是 Spring 框架的注解，它允许你在一个注解属性上声明别名。在 Spring 的许多核心注解中，@AliasFor 用于声明一个或多个别名属性。

  举个例子，在 @Controller, @Service, @Repository注解中，value() 方法上的 @AliasFor 声明了一个别名属性，它的目标注解是 @Component，具体的别名属性是 value。也就是说，当我们在 @Controller, @Service, @Repository 注解上使用 value() 方法设置值时，实际上也就相当于在 @Component 注解上设置了 name 属性的值。同时，这也表明了 @Controller, @Service, @Repository注解本身就是一个特殊的 @Component。

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6. 将注解驱动的配置与XML驱动的配置结合使用

  有没有这么一种可能，一个旧的Spring项目，里面有很多旧的XML配置，现在你接手了，想要全部用注解驱动，不想再写XML配置了，那应该怎么兼容呢？

假设我们有一个旧的Spring XML配置文件 old-config.xml：

<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">

    <bean id="oldBean" class="com.example.OldBean" />

</beans>

这个文件定义了一个名为 “oldBean” 的bean。

然后，我们编写一个新的注解驱动的配置类：

package com.example;

import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.context.annotation.ImportResource;

@Configuration
@ImportResource("classpath:old-config.xml")
public class NewConfig {

    @Bean
    public NewBean newBean() {
        return new NewBean();
    }
}

  在这个新的配置类中，我们使用 @ImportResource 注解来引入旧的XML配置文件，并定义了一个新的bean “newBean”。@ImportResource("classpath:old-config.xml")告诉Spring在初始化AppConfig配置类时，去类路径下寻找old-config.xml文件，并加载其中的配置。

  当我们启动应用程序时，Spring会创建一个 ApplicationContext，这个 ApplicationContext 会包含 old-config.xml 文件中定义的所有beans（例如 “oldBean”），以及 NewConfig 类中定义的所有beans（例如 “newBean”）。

package com.example;

import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;

public class Application {

    public static void main(String[] args) {
        ApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(NewConfig.class);
        
        OldBean oldBean = context.getBean("oldBean", OldBean.class);
        NewBean newBean = context.getBean("newBean", NewBean.class);
        
        System.out.println(oldBean);
        System.out.println(newBean);
    }
}

  在以上的main方法中，我们通过使用AnnotationConfigApplicationContext并传入NewConfig.class作为参数，初始化了一个Spring上下文。在这个上下文中，既包含了从old-config.xml导入的bean，也包含了在NewConfig配置类中使用@Bean注解定义的bean。

  所以，通过使用 @ImportResource，可以在新的注解配置中引入旧的XML配置，这样就可以在不打断旧的XML配置的基础上逐步迁移至新的注解配置。

上面我们说到类路径，什么是类路径?

  resources目录就是类路径（classpath）的一部分。所以当我们说"类路径下"的时候，实际上也包含了"resources"目录。JVM在运行时，会把"src/main/resources"目录下的所有文件和文件夹都添加到类路径中。

  例如有一个XML文件位于"src/main/resources/config/some-context.xml"，那么可以用以下方式来引用它：

@Configuration
@ImportResource("classpath:config/some-context.xml")
public class AppConfig {
    //...
}

这里可以描述为在类路径下的’config’目录中查找’some-context.xml’文件。

为什么说JVM在运行时，会把"src/main/resources"目录下的所有文件和文件夹都添加到类路径中？

  当你编译并运行一个Java项目时，JVM需要知道去哪里查找.class文件以及其他资源文件。这个查找的位置就是所谓的类路径（Classpath）。类路径可以包含文件系统上的目录，也可以包含jar文件。简单的说，类路径就是JVM查找类和资源的地方。

  在一个标准的Maven项目结构中，Java源代码通常在src/main/java目录下，而像是配置文件、图片、静态网页等资源文件则放在src/main/resources目录下。

  当你构建项目时，Maven（或者其他的构建工具，如Gradle）会把src/main/java目录下的.java文件编译成.class文件，并把它们和src/main/resources目录下的资源文件一起复制到项目的输出目录（通常是target/classes目录）。

  然后当你运行程序时，JVM会把target/classes目录（即编译后的src/main/java和src/main/resources）添加到类路径中，这样JVM就可以找到程序运行所需的类和资源了。

  如果有一个名为application.properties的文件在src/main/resources目录下，就可以使用类路径来访问它，就像这样：classpath:application.properties。在这里classpath:前缀告诉JVM这个路径是相对于类路径的，所以它会在类路径中查找application.properties文件。因为src/main/resources在运行时被添加到了类路径，所以JVM能找到这个文件。

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7. 思考总结

7.1 为什么我们需要注册组件，这与Bean注册有什么区别？

  在Spring框架中，Bean对象是由Spring IoC容器创建和管理的。通常Bean对象是应用程序中的业务逻辑组件，如数据访问对象（DAO）或其他服务类。

  组件注册，或者说在Spring中通过@Component或者其派生注解（@Service, @Controller, @Repository等）标记的类，是告诉Spring框架这个类是一个组件，Spring需要创建它的实例并管理它的生命周期。这样当使用到这个类的时候，Spring就可以自动地创建这个类的实例并注入到需要的地方。

  Bean注册和组件注册其实是非常类似的，都是为了让Spring知道它需要管理哪些类的实例。区别在于Bean注册通常发生在配置类中，使用@Bean注解来明确地定义每一个Bean，而组件注册则是通过在类上使用@Component或者其派生注解来告诉Spring，这个类是一个组件，Spring应该自动地为其创建实例。

7.2 什么是组件扫描，为什么我们需要它，它是如何工作的？

  组件扫描是Spring的一种机制，用于自动发现应用程序中的Spring组件，并自动地为这些组件创建Bean定义，然后将它们注册到Spring的应用上下文中，我们可以通过使用@ComponentScan注解来启动组件扫描。

  我们需要组件扫描是因为它可以大大简化配置过程，我们不再需要为应用程序中的每个类都显式地创建Bean。而是通过简单地在类上添加@Component或者其派生注解，并启动组件扫描，就可以让Spring自动地为我们的类创建Bean并管理它们。

  组件扫描的工作过程如下：使用@ComponentScan注解并指定一个或多个包路径时，Spring会扫描这些包路径及其子包中的所有类。对于标记了@Component或者其派生注解的类，Spring会在应用上下文启动时为它们创建Bean，并将这些Bean定义注册到Spring的应用上下文中。当需要使用这些类的实例时，Spring就可以自动注入这些实例。

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