Spring 容器介紹 - tw511教學網

Spring IoC 容器

Spring IoC 容器是 Spring 框架的核心元件之一。IoC(Inverse of Control,控制反轉)的含義是:

將物件的建立交給 Spring 容器,而不是由程式自己直接 new 範例。這樣可以實現解耦。
Spring 容器會在程式啟動時,根據物件的設定元資訊(XML或註解),生成相應的物件範例並注入到需要使用的地方。

Spring IoC 容器具體提供以下功能:

管理 beans 生命週期:載入設定、範例化、裝配屬性、執行初始化方法等。
通過依賴注入(DI, Dependency Injection),將 beans 的依賴給提供。
通過依賴查詢,根據 id 或 name 從容器查詢 bean 的範例。
支援多種設定元資訊,使用 XML 設定、註解設定或 Java API 設定。
支援自動裝配 beans 之間的依賴關係。
管理多個不同的 beans 範例。
包括很多應用裡常見的 beans,如 Hibernate、JDBC 等。

總的說,Spring IoC 容器就是一個 bean 範例倉庫,用來管理程式所有的物件生命週期,以及物件間的依賴。
目的是:

解耦:物件的建立、設定與依賴獲取通過設定方式實現,不需要在程式碼中 new 範例。
依賴注入:Spring 容器會自動將 beans 的依賴注入進來,不需要手動 new 和賦值。
大大增強可測試性。
整合各種框架方便。

Spring BeanFactory 容器

BeanFactory是SpringIOC容器的基本介面,定義了IOC容器的基礎功能規範。
BeanFactory主要提供了兩大功能:
(1)Bean範例化 - 通過設定元資訊範例化、設定Bean
(2)依賴注入 - 將Bean的依賴關係注入到Bean中
Spring中有多種BeanFactory介面實現:
(1)最常用的是XmlBeanFactory,它從XML組態檔中讀取元資訊,用於範例化、設定Bean
(2)其他實現還有GroovyBeanFactory、ClassPathXmlApplicationContext等
使用場景:
(1)適用於資源有限的應用場景,如行動端、Applet等
(2)也可用於希望更底層控制IOC容器的場景
BeanFactory的優點:
(1)精簡,不需要過多功能
(2)資源佔用少,適合使用者端應用
(3)可自定義程度高
BeanFactory的缺點:
(1)需要自行編碼讀取設定、獲取Bean範例
(2)不支援企業級功能,擴充套件性差
(3)與Spring高階容器整合困難
更高階的容器ApplicationContext建立在BeanFactory基礎之上,提供了事務、AOP等企業級功能,是更常用的首選。
BeanFactory相關介面如BeanFactoryAware等主要是為了相容舊版本程式碼和整合第三方框架。
一般情況下,使用ApplicationContext為主,只有在資源受限或者需要底層控制時,才會考慮使用BeanFactory。

綜上,BeanFactory主要設計為一個輕量級的IOC容器,提供了Spring IOC的基礎功能,但實際應用中,更多地使用的是功能更全面的ApplicationContext。

下面是檔案 HelloWorld.java 的內容：

package com.tutorialspoint;
public class HelloWorld {
   private String message;
   public void setMessage(String message){
    this.message  = message;
   }
   public void getMessage(){
    System.out.println("Your Message : " + message);
   }
}

下面是檔案 MainApp.java 的內容：

package com.tutorialspoint;
import org.springframework.beans.factory.InitializingBean;
import org.springframework.beans.factory.xml.XmlBeanFactory;
import org.springframework.core.io.ClassPathResource;
public class MainApp {
   public static void main(String[] args) {
      XmlBeanFactory factory = new XmlBeanFactory
                             (new ClassPathResource("Beans.xml"));
      HelloWorld obj = (HelloWorld) factory.getBean("helloWorld");
      obj.getMessage();
   }
}

在主程式當中，我們需要注意以下兩點：

第一步利用框架提供的 XmlBeanFactory() API 去生成工廠 bean 以及利用 ClassPathResource() API 去載入在路徑 CLASSPATH 下可用的 bean 組態檔。XmlBeanFactory() API 負責建立並初始化所有的物件，即在組態檔中提到的 bean。
第二步利用第一步生成的 bean 工廠物件的 getBean() 方法得到所需要的 bean。這個方法通過組態檔中的 bean ID 來返回一個真正的物件，該物件最後可以用於實際的物件。一旦得到這個物件，你就可以利用這個物件來呼叫任何方法。

下面是組態檔 Beans.xml 中的內容：

<?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-3.0.xsd">

   <bean id="helloWorld" class="com.tutorialspoint.HelloWorld">
       <property name="message" value="Hello World!"/>
   </bean>

</beans>

如果你已經完成上面的內容，接下來，讓我們執行這個應用程式。如果程式沒有錯誤，你將從控制檯看到以下資訊：

Your Message : Hello World!

Spring ApplicationContext 容器

Spring ApplicationContext 容器是 Spring IoC 容器的一種具體實現，是 Spring 框架中最重要的容器之一。與 BeanFactory 容器相比，ApplicationContext 容器提供了更多的功能和特性。

ApplicationContext 容器在啟動時會讀取組態檔或者註解，自動建立和管理 Bean 範例，並在需要的時候將它們注入到其他 Bean 中。同時，ApplicationContext 容器還提供了以下功能：

國際化支援：可以方便地實現多語言支援。
事件傳播：可以方便地實現事件驅動的程式設計模型。
AOP 支援：可以方便地實現面向切面程式設計。
Web 應用支援：可以方便地實現 Spring MVC、RESTful Web Services 等 Web 應用。
安全性支援：可以方便地實現基於 Spring Security 的安全控制。
JMS 支援：可以方便地實現基於 JMS 的訊息傳遞。

在使用 ApplicationContext 容器時，可以選擇不同的實現方式，如 XML 設定、註解設定、Java 設定等。無論使用哪種方式，都可以通過 ApplicationContext 容器來管理應用程式中的物件，從而實現了應用程式的靈活性和可延伸性。

需要注意的是，ApplicationContext 容器是一個重量級的容器，因為它在啟動時會自動建立和裝配所有 Bean 範例。如果應用程式中的 Bean 數量較多，或者組態檔較大，啟動時間可能會較長。因此，在一些特定場景下，可以使用 BeanFactory 容器來代替 ApplicationContext 容器，以提高應用程式的啟動速度。

下面是一個使用 Spring ApplicationContext 容器實現的 HelloWorld 範例程式碼：

首先，需要在 pom.xml 檔案中新增 Spring 相關依賴：

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework</groupId>
        <artifactId>spring-context</artifactId>
        <version>5.3.9</version>
    </dependency>
</dependencies>

然後，在 resources 目錄下，建立一個名為 applicationContext.xml 的組態檔，內容如下：

<?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="com.example.HelloWorld">
        <property name="message" value="Hello, World!"/>
    </bean>

</beans>

在上面的組態檔中，定義了一個名為 helloWorld 的 Bean，它的型別是 com.example.HelloWorld，並且設定了一個名為 message 的屬性，值為 "Hello, World!"。

接下來，編寫 HelloWorld 類：

package com.example;

public class HelloWorld {
    private String message;

    public void setMessage(String message) {
        this.message = message;
    }

    public void printMessage() {
        System.out.println(message);
    }
}

在上面的程式碼中，定義了一個名為 message 的屬性和一個名為 printMessage() 的方法，用於列印訊息。

最後，在主方法中，使用 ApplicationContext 容器來獲取 HelloWorld 範例，並呼叫其 printMessage() 方法：

package com.example;

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

public class MainApp {
    public static void main(String[] args) {
        ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
        HelloWorld obj = (HelloWorld) context.getBean("helloWorld");
        obj.printMessage();
    }
}

在上面的程式碼中，使用 ClassPathXmlApplicationContext 類建立一個 ApplicationContext 容器，並指定組態檔的路徑為 applicationContext.xml。然後，通過 getBean() 方法獲取名為 helloWorld 的 Bean 範例，並將其強制轉換為 HelloWorld 型別。最後，呼叫 printMessage() 方法列印訊息 "Hello, World!"。

執行上述程式碼，輸出的結果為：Hello, World!。