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Spring IOC基于XML和注解管理Bean（二）

IoC 是 Inversion of Control 的简写，译为“ 控制反转 ”，它不是一门技术，而是一种设计思想，是一个重要的面向对象编程法则，能够指导我们如何设计出 松耦合、更优良的程序。

Spring 通过 IoC 容器来管理所有 Java 对象的实例化和初始化，控制对象与对象之间的依赖关系。将由 IoC 容器管理的 Java 对象称为 Spring Bean，它与使用关键字 new 创建的 Java 对象没有任何区别。

IoC 容器是 Spring 框架中最重要的核心组件之一，它贯穿了 Spring 从诞生到成长的整个过程。

1、IoC容器

1.1、控制反转（IoC）

• 控制反转是一种思想。

• 控制反转是为了降低程序耦合度，提高程序扩展力。

• 控制反转，反转的是什么？

  • 将对象的创建权利交出去，交给第三方容器负责。
  • 将对象和对象之间关系的维护权交出去，交给第三方容器负责。

• 控制反转这种思想如何实现呢？

• • DI（Dependency Injection）：依赖注入

1.2、依赖注入

DI（Dependency Injection）：依赖注入，依赖注入实现了控制反转的思想。

依赖注入：

• 指Spring创建对象的过程中，将对象依赖属性通过配置进行注入

依赖注入常见的实现方式包括两种：

• 第一种：set注入
• 第二种：构造注入

所以结论是：IOC 就是一种控制反转的思想， 而 DI 是对IoC的一种具体实现。

Bean管理的是：Bean对象的创建，以及Bean对象中属性的赋值（或者叫做Bean对象之间关系的维护）。

1.3、IoC容器在Spring的实现

Spring 的 IoC 容器就是 IoC思想的一个落地的产品实现。IoC容器中管理的组件也叫做 bean。在创建 bean 之前，首先需要创建IoC 容器。Spring 提供了IoC 容器的两种实现方式：

①BeanFactory

这是 IoC 容器的基本实现，是 Spring 内部使用的接口。面向 Spring 本身，不提供给开发人员使用。

②ApplicationContext

BeanFactory 的子接口，提供了更多高级特性。面向 Spring 的使用者，几乎所有场合都使用 ApplicationContext 而不是底层的 BeanFactory。

③ApplicationContext的主要实现类

类型名	简介
ClassPathXmlApplicationContext	通过读取类路径下的 XML 格式的配置文件创建 IOC 容器对象
FileSystemXmlApplicationContext	通过文件系统路径读取 XML 格式的配置文件创建 IOC 容器对象
ConfigurableApplicationContext	ApplicationContext 的子接口，包含一些扩展方法 refresh() 和 close() ，让 ApplicationContext 具有启动、关闭和刷新上下文的能力。
WebApplicationContext	专门为 Web 应用准备，基于 Web 环境创建 IOC 容器对象，并将对象引入存入 ServletContext 域中。

2、基于XML管理Bean

2.1、搭建模块spring-first

①搭建模块

模块：spring-first

②添加依赖

<dependencies>
    <!--spring context依赖-->
    <!--当你引入Spring Context依赖之后，表示将Spring的基础依赖引入了-->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework</groupId>
        <artifactId>spring-context</artifactId>
        <version>6.0.3</version>
    </dependency>

    <!--junit5测试-->
    <dependency>
        <groupId>org.junit.jupiter</groupId>
        <artifactId>junit-jupiter-api</artifactId>
        <version>5.3.1</version>
    </dependency>

    <!--log4j2的依赖-->
    <dependency>
        <groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
        <artifactId>log4j-core</artifactId>
        <version>2.19.0</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
        <artifactId>log4j-slf4j2-impl</artifactId>
        <version>2.19.0</version>
    </dependency>
</dependencies>

③引入配置文件

引入spring-first模块配置文件：beans.xml、log4j2.xml

beans.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"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">

    <bean id="helloWorld" class="org.example.bean.HelloWorld"></bean>

</beans>

log4j2.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<configuration>
    <loggers>
        <!--
            level指定日志级别，从低到高的优先级：
                TRACE < DEBUG < INFO < WARN < ERROR < FATAL
                trace：追踪，是最低的日志级别，相当于追踪程序的执行
                debug：调试，一般在开发中，都将其设置为最低的日志级别
                info：信息，输出重要的信息，使用较多
                warn：警告，输出警告的信息
                error：错误，输出错误信息
                fatal：严重错误
        -->
        <root level="DEBUG">
            <appender-ref ref="spring6log"/>
            <appender-ref ref="RollingFile"/>
            <appender-ref ref="log"/>
        </root>
    </loggers>

    <appenders>
        <!--输出日志信息到控制台-->
        <console name="spring6log" target="SYSTEM_OUT">
            <!--控制日志输出的格式-->
            <PatternLayout pattern="%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss SSS} [%t] %-3level %logger{1024} - %msg%n"/>
        </console>

        <!--文件会打印出所有信息，这个log每次运行程序会自动清空，由append属性决定，适合临时测试用-->
        <File name="log" fileName="E:/Java/logs/test.log" append="false">
            <PatternLayout pattern="%d{HH:mm:ss.SSS} %-5level %class{36} %L %M - %msg%xEx%n"/>
        </File>

        <!-- 这个会打印出所有的信息，
            每次大小超过size，
            则这size大小的日志会自动存入按年份-月份建立的文件夹下面并进行压缩，
            作为存档-->
        <RollingFile name="RollingFile" fileName="E:/Java/logs/app.log"
                     filePattern="log/$${date:yyyy-MM}/app-%d{MM-dd-yyyy}-%i.log.gz">
            <PatternLayout pattern="%d{yyyy-MM-dd 'at' HH:mm:ss z} %-5level %class{36} %L %M - %msg%xEx%n"/>
            <SizeBasedTriggeringPolicy size="50MB"/>
            <!-- DefaultRolloverStrategy属性如不设置，
            则默认为最多同一文件夹下7个文件，这里设置了20 -->
            <DefaultRolloverStrategy max="20"/>
        </RollingFile>
    </appenders>
</configuration>

④引入java类

引入spring-first模块java及test目录下测试类

package org.example.bean;

public class HelloWorld {

    public HelloWorld() {
        System.out.println("无参数构造方法执行");
    }

    public void sayHello(){
        System.out.println("helloworld");
    }
}

package org.example.bean;

import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;

public class HelloWorldTest {

    private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(HelloWorldTest.class);

    @Test
    public void testHelloWorld(){
        
    }
}

2.2、实验一：获取bean

①方式一：根据id获取

由于 id 属性指定了 bean 的唯一标识，所以根据 bean 标签的 id 属性可以精确获取到一个组件对象。

@Test
public void testHelloWorld1(){
    ApplicationContext ac = new ClassPathXmlApplicationContext("beans.xml");
    HelloWorld helloworld = (HelloWorld) ac.getBean("helloWorld");
    helloworld.sayHello();
    logger.info("执行成功");
}

②方式二：根据类型获取

@Test
public void testHelloWorld1(){
    ApplicationContext ac = new ClassPathXmlApplicationContext("beans.xml");
    HelloWorld bean = ac.getBean(HelloWorld.class);
    bean.sayHello();
}

③方式三：根据id和类型

@Test
public void testHelloWorld2(){
    ApplicationContext ac = new ClassPathXmlApplicationContext("beans.xml");
    HelloWorld bean = ac.getBean("helloWorld", HelloWorld.class);
    bean.sayHello();
}

④注意的地方

当根据类型获取bean时，要求IOC容器中指定类型的bean有且只能有一个

当IOC容器中一共配置了两个：

<bean id="helloworldOne" class="org.example.bean.HelloWorld"></bean>
<bean id="helloworldTwo" class="org.example.bean.HelloWorld"></bean>

根据类型获取时会抛出异常：

org.springframework.beans.factory.NoUniqueBeanDefinitionException: No qualifying bean of type ‘org.example.bean.HelloWorld’ available: expected single matching bean but found 2: helloworldOne,helloworldTwo

⑤扩展知识

如果组件类实现了接口，根据接口类型可以获取 bean 吗？

可以，前提是bean唯一

如果一个接口有多个实现类，这些实现类都配置了 bean，根据接口类型可以获取 bean 吗？

不行，因为bean不唯一

结论

根据类型来获取bean时，在满足bean唯一性的前提下，其实只是看：『对象 instanceof 指定的类型』的返回结果，只要返回的是true就可以认定为和类型匹配，能够获取到。

java中，instanceof运算符用于判断前面的对象是否是后面的类，或其子类、实现类的实例。如果是返回true，否则返回false。也就是说：用instanceof关键字做判断时， instanceof 操作符的左右操作必须有继承或实现关系

2.3、实验二：依赖注入之setter注入

①创建学生类Student

package org.example.bean;

public class Student {

    private Integer id;

    private String name;

    private Integer age;

    private String sex;

    public Student() {
    }

    public Integer getId() {
        return id;
    }

    public void setId(Integer id) {
        this.id = id;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public Integer getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(Integer age) {
        this.age = age;
    }

    public String getSex() {
        return sex;
    }

    public void setSex(String sex) {
        this.sex = sex;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "id=" + id +
                ", name='" + name + ''' +
                ", age=" + age +
                ", sex='" + sex + ''' +
                '}';
    }

}

②配置bean时为属性赋值

spring-di.xml

<bean id="studentOne" class="org.example.bean.Student">
    <!-- property标签：通过组件类的setXxx()方法给组件对象设置属性 -->
    <!-- name属性：指定属性名（这个属性名是getXxx()、setXxx()方法定义的，和成员变量无关） -->
    <!-- value属性：指定属性值 -->
    <property name="id" value="1001"></property>
    <property name="name" value="张三"></property>
    <property name="age" value="23"></property>
    <property name="sex" value="男"></property>
</bean>

③测试

@Test
public void testDIBySet(){
    ApplicationContext ac = new ClassPathXmlApplicationContext("spring-di.xml");
    Student studentOne = ac.getBean("studentOne", Student.class);
    System.out.println(studentOne);
}

2.4、实验三：依赖注入之构造器注入

①在Student类中添加有参构造

public Student(Integer id, String name, Integer age, String sex) {
    this.id = id;
    this.name = name;
    this.age = age;
    this.sex = sex;
}

②配置bean

spring-di.xml

<bean id="studentTwo" class="org.example.bean.Student">
    <constructor-arg value="1002"></constructor-arg>
    <constructor-arg value="李四"></constructor-arg>
    <constructor-arg value="33"></constructor-arg>
    <constructor-arg value="女"></constructor-arg>
</bean>

注意：

constructor-arg标签还有两个属性可以进一步描述构造器参数：

• index属性：指定参数所在位置的索引（从0开始）
• name属性：指定参数名

③测试

@Test
public void testDIByConstructor(){
    ApplicationContext ac = new ClassPathXmlApplicationContext("spring-di.xml");
    Student studentOne = ac.getBean("studentTwo", Student.class);
    System.out.println(studentOne);
}

2.5、实验四：特殊值处理

①字面量赋值

什么是字面量？

int a = 10;

声明一个变量a，初始化为10，此时a就不代表字母a了，而是作为一个变量的名字。当我们引用a的时候，我们实际上拿到的值是10。

而如果a是带引号的：‘a’，那么它现在不是一个变量，它就是代表a这个字母本身，这就是字面量。所以字面量没有引申含义，就是我们看到的这个数据本身。

<!-- 使用value属性给bean的属性赋值时，Spring会把value属性的值看做字面量 -->
<property name="name" value="张三"/>

②null值

<property name="name">
    <null />
</property>

注意：

<property name="name" value="null"></property>

以上写法，为name所赋的值是字符串null

③xml实体

XML实体是在XML文档中使用的特殊字符序列。它们用于表示一些特殊的字符或符号，例如小于号（<）或商标符号（®），这些字符在XML语法中具有特殊含义。如果不使用实体，这些字符可能会被解释为XML标记，从而导致XML解析错误。因此，实体允许在XML文档中使用这些特殊字符而不会影响文档的语法。

<!-- 小于号在XML文档中用来定义标签的开始，不能随便使用 -->
<!-- 解决方案一：使用XML实体来代替 -->
<property name="expression" value="a &lt; b"/>

④CDATA节

CDATA节是XML文档中的一种特殊标记，用于表示包含非XML数据的文本。CDATA节中的文本内容不会被解析器解析为XML元素或实体，而是原样输出，可以包含任何字符，包括特殊字符和标记符号。CDATA节可以用于嵌入脚本、样式表、HTML代码等非XML数据。语法格式为<![CDATA[...]]>。

<property name="expression">
    <!-- 解决方案二：使用CDATA节 -->
    <!-- CDATA中的C代表Character，是文本、字符的含义，CDATA就表示纯文本数据 -->
    <!-- XML解析器看到CDATA节就知道这里是纯文本，就不会当作XML标签或属性来解析 -->
    <!-- 所以CDATA节中写什么符号都随意 -->
    <value><![CDATA[a < b]]></value>
</property>

2.6、实验五：为对象类型属性赋值

①创建班级类Clazz

package org.example.bean;
    
public class Clazz {

    private Integer clazzId;

    private String clazzName;

    public Integer getClazzId() {
        return clazzId;
    }

    public void setClazzId(Integer clazzId) {
        this.clazzId = clazzId;
    }

    public String getClazzName() {
        return clazzName;
    }

    public void setClazzName(String clazzName) {
        this.clazzName = clazzName;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Clazz{" +
                "clazzId=" + clazzId +
                ", clazzName='" + clazzName + ''' +
                '}';
    }

    public Clazz() {
    }

    public Clazz(Integer clazzId, String clazzName) {
        this.clazzId = clazzId;
        this.clazzName = clazzName;
    }
}

②修改Student类

在Student类中添加以下代码：

private Clazz clazz;

public Clazz getClazz() {
	return clazz;
}

public void setClazz(Clazz clazz) {
	this.clazz = clazz;
}

方式一：引用外部bean

配置Clazz类型的bean：

<bean id="clazzOne" class="org.example.bean.Clazz">
    <property name="clazzId" value="1111"></property>
    <property name="clazzName" value="财源滚滚班"></property>
</bean>

为Student中的clazz属性赋值：

<bean id="studentFour" class="org.example.bean.Student">
    <property name="id" value="1004"></property>
    <property name="name" value="赵六"></property>
    <property name="age" value="26"></property>
    <property name="sex" value="女"></property>
    <!-- ref属性：引用IOC容器中某个bean的id，将所对应的bean为属性赋值 -->
    <property name="clazz" ref="clazzOne"></property>
</bean>

错误演示：

<bean id="studentFour" class="org.example.bean.Student">
    <property name="id" value="1004"></property>
    <property name="name" value="赵六"></property>
    <property name="age" value="26"></property>
    <property name="sex" value="女"></property>
    <property name="clazz" value="clazzOne"></property>
</bean>

如果错把ref属性写成了value属性，会抛出异常： Caused by: java.lang.IllegalStateException: Cannot convert value of type ‘java.lang.String’ to required type ‘org.example.bean.Clazz’ for property ‘clazz’: no matching editors or conversion strategy found

意思是不能把String类型转换成我们要的Clazz类型，说明我们使用value属性时，Spring只把这个属性看做一个普通的字符串，不会认为这是一个bean的id，更不会根据它去找到bean来赋值

方式二：内部bean

<bean id="studentFour" class="org.example.bean.Student">
    <property name="id" value="1004"></property>
    <property name="name" value="赵六"></property>
    <property name="age" value="26"></property>
    <property name="sex" value="女"></property>
    <property name="clazz">
        <!-- 在一个bean中再声明一个bean就是内部bean -->
        <!-- 内部bean只能用于给属性赋值，不能在外部通过IOC容器获取，因此可以省略id属性 -->
        <bean id="clazzInner" class="org.example.bean.Clazz">
            <property name="clazzId" value="2222"></property>
            <property name="clazzName" value="远大前程班"></property>
        </bean>
    </property>
</bean>

方式三：级联属性赋值

<bean id="studentFour" class="org.example.bean.Student">
    <property name="id" value="1004"></property>
    <property name="name" value="赵六"></property>
    <property name="age" value="26"></property>
    <property name="sex" value="女"></property>
    <property name="clazz" ref="clazzOne"></property>
    <property name="clazz.clazzId" value="3333"></property>
    <property name="clazz.clazzName" value="最强王者班"></property>
</bean>

2.7、实验六：为数组类型属性赋值

①修改Student类

在Student类中添加以下代码：

private String[] hobbies;

public String[] getHobbies() {
    return hobbies;
}

public void setHobbies(String[] hobbies) {
    this.hobbies = hobbies;
}

②配置bean

<bean id="studentFour" class="org.example.bean.Student">
    <property name="id" value="1004"></property>
    <property name="name" value="赵六"></property>
    <property name="age" value="26"></property>
    <property name="sex" value="女"></property>
    <!-- ref属性：引用IOC容器中某个bean的id，将所对应的bean为属性赋值 -->
    <property name="clazz" ref="clazzOne"></property>
    <property name="hobbies">
        <array>
            <value>吃饭</value>
            <value>睡觉</value>
            <value>打豆豆</value>
        </array>
    </property>
</bean>

2.8、实验七：为集合类型属性赋值

①为List集合类型属性赋值

在Clazz类中添加以下代码：

private List<Student> students;

public List<Student> getStudents() {
    return students;
}

public void setStudents(List<Student> students) {
    this.students = students;
}

配置bean：

<bean id="clazzTwo" class="org.example.bean.Clazz">
    <property name="clazzId" value="4444"></property>
    <property name="clazzName" value="Javaee0222"></property>
    <property name="students">
        <list>
            <ref bean="studentOne"></ref>
            <ref bean="studentTwo"></ref>
            <ref bean="studentThree"></ref>
        </list>
    </property>
</bean>

若为Set集合类型属性赋值，只需要将其中的list标签改为set标签即可
若集合中是String类型，使用<value>吃饭</value>标签赋值即可

②为Map集合类型属性赋值

创建教师类Teacher：

package org.example.bean;
public class Teacher {

    private Integer teacherId;

    private String teacherName;

    public Integer getTeacherId() {
        return teacherId;
    }

    public void setTeacherId(Integer teacherId) {
        this.teacherId = teacherId;
    }

    public String getTeacherName() {
        return teacherName;
    }

    public void setTeacherName(String teacherName) {
        this.teacherName = teacherName;
    }

    public Teacher(Integer teacherId, String teacherName) {
        this.teacherId = teacherId;
        this.teacherName = teacherName;
    }

    public Teacher() {

    }
    
    @Override
    public String toString() {
        return "Teacher{" +
                "teacherId=" + teacherId +
                ", teacherName='" + teacherName + ''' +
                '}';
    }
}

在Student类中添加以下代码：

private Map<String, Teacher> teacherMap;

public Map<String, Teacher> getTeacherMap() {
    return teacherMap;
}

public void setTeacherMap(Map<String, Teacher> teacherMap) {
    this.teacherMap = teacherMap;
}

配置bean：

<bean id="teacherOne" class="org.example.bean.Teacher">
    <property name="teacherId" value="10010"></property>
    <property name="teacherName" value="大宝"></property>
</bean>

<bean id="teacherTwo" class="org.example.bean.Teacher">
    <property name="teacherId" value="10086"></property>
    <property name="teacherName" value="二宝"></property>
</bean>

<bean id="studentFour" class="org.example.bean.Student">
    <property name="id" value="1004"></property>
    <property name="name" value="赵六"></property>
    <property name="age" value="26"></property>
    <property name="sex" value="女"></property>
    <!-- ref属性：引用IOC容器中某个bean的id，将所对应的bean为属性赋值 -->
    <property name="clazz" ref="clazzOne"></property>
    <property name="hobbies">
        <array>
            <value>抽烟</value>
            <value>喝酒</value>
            <value>烫头</value>
        </array>
    </property>
    <property name="teacherMap">
        <map>
            <entry>
                <key>
                    <value>10010</value>
                </key>
                <ref bean="teacherOne"></ref>
            </entry>
            <entry>
                <key>
                    <value>10086</value>
                </key>
                <ref bean="teacherTwo"></ref>
            </entry>
        </map>
    </property>
</bean>

③引用集合类型的bean

<!--list集合类型的bean-->
<util:list id="students">
    <ref bean="studentOne"></ref>
    <ref bean="studentTwo"></ref>
    <ref bean="studentThree"></ref>
</util:list>
<!--map集合类型的bean-->
<util:map id="teacherMap">
    <entry>
        <key>
            <value>10010</value>
        </key>
        <ref bean="teacherOne"></ref>
    </entry>
    <entry>
        <key>
            <value>10086</value>
        </key>
        <ref bean="teacherTwo"></ref>
    </entry>
</util:map>
<bean id="clazzTwo" class="org.example.bean.Clazz">
    <property name="clazzId" value="4444"></property>
    <property name="clazzName" value="Javaee0222"></property>
    <property name="students" ref="students"></property>
</bean>
<bean id="studentFour" class="org.example.bean.Student">
    <property name="id" value="1004"></property>
    <property name="name" value="赵六"></property>
    <property name="age" value="26"></property>
    <property name="sex" value="女"></property>
    <!-- ref属性：引用IOC容器中某个bean的id，将所对应的bean为属性赋值 -->
    <property name="clazz" ref="clazzOne"></property>
    <property name="hobbies">
        <array>
            <value>抽烟</value>
            <value>喝酒</value>
            <value>烫头</value>
        </array>
    </property>
    <property name="teacherMap" ref="teacherMap"></property>
</bean>

使用util:list、util:map标签必须引入相应的命名空间

<?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:util="http://www.springframework.org/schema/util"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/util
       http://www.springframework.org/schema/util/spring-util.xsd
       http://www.springframework.org/schema/beans
       http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">