Sprint IoC

谈谈自己对于 Spring IoC 的了解

IoC（Inversion of Control:控制反转） 是一种设计思想，而不是一个具体的技术实现。IoC 的思想就是将原本在程序中手动创建对象的控制权，交由 Spring 框架来管理。不过， IoC 并非 Spring 特有，在其他语言中也有应用。

为什么叫控制反转？

• 控制：指的是对象创建（实例化、管理）的权力
• 反转：控制权交给外部环境（Spring 框架、IoC 容器）

在实际项目中一个 Service 类可能依赖了很多其他的类，假如我们需要实例化这个 Service，你可能要每次都要搞清这个 Service 所有底层类的构造函数，这可能会把人逼疯。如果利用 IoC 的话，你只需要配置好，然后在需要的地方引用就行了，这大大增加了项目的可维护性且降低了开发难度。

在 Spring 中， IoC 容器是 Spring 用来实现 IoC 的载体， IoC 容器实际上就是个 Map（key，value），Map 中存放的是各种对象。

IOC 是一种思想，DI 是实现 IOC 的具体方式，比如说利用注入机制（如构造器注入、Setter 注入）将依赖传递给目标对象。

将一个类声明为 Bean 的注解有哪些?

• @Component：通用的注解，可标注任意类为 Spring 组件。如果一个 Bean 不知道属于哪个层，可以使用@Component 注解标注。
• @Repository : 对应持久层即 Dao 层，主要用于数据库相关操作。
• @Service : 对应服务层，主要涉及一些复杂的逻辑，需要用到 Dao 层。
• @Controller : 对应 Spring MVC 控制层，主要用于接受用户请求并调用 Service 层返回数据给前端页面。

@Component 和 @Bean 的区别是什么？

• @Component 注解作用于类，而@Bean注解作用于方法。
• @Component通常是通过类路径扫描来自动侦测以及自动装配到 Spring 容器中（我们可以使用 @ComponentScan 注解定义要扫描的路径从中找出标识了需要装配的类自动装配到 Spring 的 bean 容器中）。@Bean 注解通常是我们在标有该注解的方法中定义产生这个 bean,@Bean告诉了 Spring 这是某个类的实例，当我需要用它的时候还给我。
• @Bean 注解比 @Component 注解的自定义性更强，而且很多地方我们只能通过 @Bean 注解来注册 bean。比如当我们引用第三方库中的类需要装配到 Spring容器时，则只能通过 @Bean来实现。

@Configuration
public class AppConfig {
    @Bean
    public TransferService transferService() {
        return new TransferServiceImpl();
    }

}

注入 Bean 的注解有哪些？

Spring 内置的 @Autowired 以及 JDK 内置的 @Resource 和 @Inject 都可以用于注入 Bean。

@Autowired 和@Resource使用的比较多一些。

推荐构造函数注入。

@Autowired 和 @Resource 的区别是什么？

• @Autowired 是 Spring 提供的注解，@Resource 是 JDK 提供的注解。
• Autowired 默认的注入方式为byType（根据类型进行匹配），@Resource默认注入方式为 byName（根据名称进行匹配）。
• 当一个接口存在多个实现类的情况下，@Autowired 和@Resource都需要通过名称才能正确匹配到对应的 Bean。Autowired 可以通过 @Qualifier 注解来显式指定名称，@Resource可以通过 name 属性来显式指定名称。
• @Autowired 支持在构造函数、方法、字段和参数上使用。@Resource 主要用于字段和方法上的注入，不支持在构造函数或参数上使用。

注入 Bean 的方式有哪些？

依赖注入 (Dependency Injection, DI) 的常见方式：

1. 构造函数注入：通过类的构造函数来注入依赖项。
2. Setter 注入：通过类的 Setter 方法来注入依赖项。
3. Field（字段） 注入：直接在类的字段上使用注解（如 @Autowired 或 @Resource）来注入依赖项。

Spring 官方推荐构造函数注入，这种注入方式的优势如下：

1. 依赖完整性：确保所有必需依赖在对象创建时就被注入，避免了空指针异常的风险。
2. 不可变性：有助于创建不可变对象，提高了线程安全性。
3. 初始化保证：组件在使用前已完全初始化，减少了潜在的错误。
4. 测试便利性：在单元测试中，可以直接通过构造函数传入模拟的依赖项，而不必依赖 Spring 容器进行注入。

构造函数注入适合处理必需的依赖项，而 Setter 注入 则更适合可选的依赖项，这些依赖项可以有默认值或在对象生命周期中动态设置。虽然 @Autowired 可以用于 Setter 方法来处理必需的依赖项，但构造函数注入仍然是更好的选择。

在某些情况下（例如第三方类不提供 Setter 方法），构造函数注入可能是唯一的选择。

Bean 的作用域有哪些?

Spring 中 Bean 的作用域通常有下面几种：

• singleton : IoC 容器中只有唯一的 bean 实例。Spring 中的 bean 默认都是单例的，是对单例设计模式的应用。
• prototype : 每次获取都会创建一个新的 bean 实例。也就是说，连续 getBean() 两次，得到的是不同的 Bean 实例。
• request （仅 Web 应用可用）: 每一次 HTTP 请求都会产生一个新的 bean（请求 bean），该 bean 仅在当前 HTTP request 内有效。
• session （仅 Web 应用可用） : 每一次来自新 session 的 HTTP 请求都会产生一个新的 bean（会话 bean），该 bean 仅在当前 HTTP session 内有效。
• application/global-session （仅 Web 应用可用）：每个 Web 应用在启动时创建一个 Bean（应用 Bean），该 bean 仅在当前应用启动时间内有效。
• websocket （仅 Web 应用可用）：每一次 WebSocket 会话产生一个新的 bean。

Bean 的生命周期了解么?

1. 创建 Bean 的实例：Bean 容器首先会找到配置文件中的 Bean 定义，然后使用 Java 反射 API 来创建 Bean 的实例。

2. Bean 属性赋值/填充：为 Bean 设置相关属性和依赖，例如@Autowired 等注解注入的对象、@Value 注入的值、setter方法或构造函数注入依赖和值、@Resource注入的各种资源。

3. Bean 初始化

   • 如果 Bean 实现了 BeanNameAware 接口，调用 setBeanName()方法，传入 Bean 的名字。 - 如果 Bean 实现了 BeanClassLoaderAware 接口，调用 setBeanClassLoader()方法，传入 ClassLoader对象的实例。
   • 如果 Bean 实现了 BeanFactoryAware 接口，调用 setBeanFactory()方法，传入 BeanFactory对象的实例。
   • 与上面的类似，如果实现了其他 *.Aware接口，就调用相应的方法。
   • 如果有和加载这个 Bean 的 Spring 容器相关的 BeanPostProcessor 对象，执行postProcessBeforeInitialization() 方法
   • 如果 Bean 实现了InitializingBean接口，执行afterPropertiesSet()方法。
   • 如果 Bean 在配置文件中的定义包含 init-method 属性，执行指定的方法。
   • 如果有和加载这个 Bean 的 Spring 容器相关的 BeanPostProcessor 对象，执行postProcessAfterInitialization() 方法。

4. 销毁 Bean

   ：销毁并不是说要立马把 Bean 给销毁掉，而是把 Bean 的销毁方法先记录下来，将来需要销毁 Bean 或者销毁容器的时候，就调用这些方法去释放 Bean 所持有的资源。

   • 如果 Bean 实现了 DisposableBean 接口，执行 destroy() 方法。
   • 如果 Bean 在配置文件中的定义包含 destroy-method 属性，执行指定的 Bean 销毁方法。或者，也可以直接通过@PreDestroy 注解标记 Bean 销毁之前执行的方法。

Bean 的生命周期大致分为五个阶段：

三分恶面渣逆袭：Bean生命周期五个阶段

• 实例化：Spring 首先使用构造方法或者工厂方法创建一个 Bean 的实例。在这个阶段，Bean 只是一个空的 Java 对象，还未设置任何属性。
• 属性赋值：Spring 将配置文件中的属性值或依赖的 Bean 注入到该 Bean 中。这个过程称为依赖注入，确保 Bean 所需的所有依赖都被注入。
• 初始化：Spring 调用 afterPropertiesSet 方法，或通过配置文件指定的 init-method 方法，完成初始化。
• 使用中：Bean 准备好可以使用了。
• 销毁：在容器关闭时，Spring 会调用 destroy 方法，完成 Bean 的清理工作。

如何记忆呢？

1. 整体上可以简单分为四步：实例化 —> 属性赋值 —> 初始化 —> 销毁。
2. 初始化这一步涉及到的步骤比较多，包含 Aware 接口的依赖注入、BeanPostProcessor 在初始化前后的处理以及 InitializingBean 和 init-method 的初始化操作。
3. 销毁这一步会注册相关销毁回调接口，最后通过DisposableBean 和 destory-method 进行销毁。

最后，再分享一张清晰的图解（图源：如何记忆 Spring Bean 的生命周期）。

Spring 中的单例 Bean 会存在线程安全问题吗？

Spring Bean 的默认作用域是单例（Singleton），这意味着 Spring 容器中只会存在一个 Bean 实例，并且该实例会被多个线程共享。

如果单例 Bean 是无状态的，也就是没有成员变量，那么这个单例 Bean 是线程安全的。比如 Spring MVC 中的 Controller、Service、Dao 等，基本上都是无状态的。

但如果 Bean 的内部状态是可变的，且没有进行适当的同步处理，就可能出现线程安全问题。

对于有状态单例 Bean 的线程安全问题，常见的三种解决办法是：

1. 避免可变成员变量: 尽量设计 Bean 为无状态。
2. 使用ThreadLocal: 将可变成员变量保存在 ThreadLocal 中，确保线程独立。
3. 使用同步机制: 利用 synchronized 或 ReentrantLock 来进行同步控制，确保线程安全。