【SpringUtil】2、深入理解

一、废话

在了解SpringUtil的基本内容后，其实我对SpringUtil还是有好多疑惑，因此，在这里以提问的方式逐一解答。
PS：主要还是个人理解，如有问题请大佬们纠正。

二、SpringUtil

为了方便查看代码，这里再放一样的SpringUtil代码出来。

@Component
public class SpringUtil implements ApplicationContextAware {
    
    
    /** 静态成员*/
    private static ApplicationContext context;

    @Override
    public void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException {
    
    
        context = applicationContext;
    }

    public static <T> T getBean(Class<T> beanClass) {
    
    
        return context.getBean(beanClass);
    }
}

三、问题

这里将以ShiroUtil类引入RedisSessionDAO为例子，并且主要是以static静态成员为例。

1、什么时候需要使用SpringUtil？

当需要在非Spring容器管理的Bean中，使用Spring容器中的Bean时，这时就可以使用SpringUtil类来获取Spring管理的Bean对象。
【假设有一个非Spring管理的工具类（Bean，如ShiroUtil），需要使用Spring容器中的某些对象（例如，RedisSessionDAO）。】
在这里插入图片描述
因为不在Spring管理的范围内，我们无法使用@Autowired注解来注入对象，
所以先需要在ShiroConfig中利用@Configuration和@Bean，将RedisSessionDAO注册到Spring容器中。

@Configuration
public class ShiroConfig {
    
    

	@Bean
    public SecurityManager securityManager() {
    
    
        DefaultWebSecurityManager securityManager = new DefaultWebSecurityManager();
        // 自定义Ssession管理
        securityManager.setSessionManager(sessionManager());
        // 自定义Cache实现
        securityManager.setCacheManager(cacheManager());
        // 自定义Realm验证
        securityManager.setRealm(shiroRealm());
        return securityManager;
    }
	@Bean
    public RedisSessionDAO redisSessionDAO() {
    
    
        RedisSessionDAO redisSessionDAO = new RedisSessionDAO();
        return redisSessionDAO;
    }
	@Bean
    public SessionManager sessionManager() {
    
    
        ShiroSessionManager shiroSessionManager = new ShiroSessionManager();
        shiroSessionManager.setSessionDAO(redisSessionDAO());
        return shiroSessionManager;
    }
	···
}

通过反射获取到对象，之后才能调用里面的属性和方法
【引入的jar包，需要先注册到Spring容器中，然后就可以直接使用SpringUtil来获取对象】

public class ShiroUtils {
    
    
	/** 采用SpringUtil静态成员方法**/
	private static RedisSessionDAO redisSessionDAO = SpringUtil.getBean(RedisSessionDAO.class);

	private static ...{
    
    }
	···
}

补充：这里使用static是因为，我这里ShiroUtil的方法都是static方法，目的是为了使用ShiroUtil的时候，能直接 类名.方法。
【SpringUtil】1、基础内容

补充2：
相同点：两者的结果都是为spring容器注册Bean.
不同点：
@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。
@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的逻辑。
@Component 和 @Bean 的区别文章1
@Component 和 @Bean 的区别文章2

2、除了使用SpringUtil重写的getBean方法外，可以使用@Autowired的方式获取该对象吗？

可以
①静态成员static【主要使用】

@Component
public class ShiroUtils {
    
    
	/** set方法依赖注入**/
    private static RedisSessionDAO redisSessionDAO;
    @Autowired
    public void setRedisSessionDAO(RedisSessionDAO redisSessionDao){
    
    
        redisSessionDAO = redisSessionDao;
    }

	···
}

因为RedisSeeionDAO不属于Spring容器管理，所以需要使用@Component将ShiroUtil引入Spring容器中管理。
由于这里使用的是静态成员变量（private static RedisSessionDAO redisSessionDAO），因此不能直接在属性上面加@Autowired，需要通过在set方法上面加上@Autowired来进行依赖注入。

②非静态成员【不建议使用】
因为没有测试到，在使用上，大概率还有什么加载的坑在里面！！！

@Component
public class ShiroUtils {
    
    
	/** @Autowired依赖注入**/
    @Autowired
    private RedisSessionDAO redisSessionDAO;
	···
}

注意：
1、使用非静态成员后，下面的方法都不能用static方法。
在静态方法中不能访问非静态变量和方法；非静态方法可以访问静态和非静态变量和方法
2、别的类调用这个非静态成员RedieSessionDAO的ShiroUtil时，不能直接 类名.方法，需要创建对象使用。
【SpringUtil】1、基础内容

3、为什么不能在static静态成员变量上加@Autowired？而需要在set方法上加上@Autowired来进行依赖注入？

①为什么不能加？

1、初始化顺序的问题：静态成员变量属于类级别，它在类加载时被初始化赋值，而spring容器是在运行时才开始工作的。如果某个静态成员变量被@Autowired注解自动装配后，当使用它时，它还没有被初始化，静态成员变量就不知道赋值什么东西，这会导致NullPointerException异常。
2、Spring容器的管理范围：静态成员变量是类级别的，而Spring容器管理的是对象级别的，即Spring容器可以管理的对象都是实例化的类对象，而不是类本身。因此，如果将@Autowired用于静态成员变量，其实并不被容器所托管，这与Spring框架的初衷不符。
3、综上所述，@Autowired不能作用在静态成员变量上，因为静态成员变量初始化顺序在Spring容器之前，而Spring容器只能管理被实例化的对象。因此，建议将@Autowired注解使用在实例变量上。

②为什么在set方法上加？

1、静态成员变量不依赖于对象的实例化，因此无法通过传递对象的方式进行依赖注入。
2、静态成员变量依赖于类的定义和加载，实现静态成员变量的依赖注入，需要设置set方法，并加上@Autowired，通过反射实现。
【当Spring容器实例化ShiroUtil时，会自动注入RedieSessionDAO实例，并通过set方法赋值给静态成员变量redisSessionDAO】
3、在Spring容器初始化时，它会扫描@Autowired注解，然后Spirng框架会查找其注解的类对象，通过反射机制，获取该类对象的实例，并将其赋值给需要注入的变量。

补充：反射主要就是获取类的对象。通过类获取它的实例，在程序的运行上，顺序要比new先（类加载先于对象的实例化）

4、SpringUtil为什么需要设置static静态ApplicationContext？

单纯个人理解，有问题请指正。
因为SpringUtil需要设置getBean方法，目的就是要像反射那样，通过类获取该对象的实例，且方便，因此从顺序上需要在类加载时完成，从而使用静态。

5、除了问题2中提到的方法，可以对静态成员变量直接对类进行实例化或者采用SpringUtil非静态成员方法获取对象吗？

不可以
①直接对类进行实例化

public class ShiroUtils {
    
    
	/** 直接实例化   不行,没有进行配置 会为null**/
    private static RedisSessionDAO redisSessionDAO = new RedisSessionDAO();
	···
}

直接实例化静态成员变量，而不是让Spring来注入，可能导致其他的依赖无法设置。
如果是不用配置的类，可以直接实例化。

②采用SpringUtil非静态成员方法
这里的SpringUtil需要用非静态的方式

@Component
public class SpringUtil implements ApplicationContextAware {
    
    
    /** 非静态成员*/
    private ApplicationContext context;

    @Override
    public void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException {
    
    
        context = applicationContext;
    }

    public <T> T getBean(Class<T> beanClass) {
    
    
        return context.getBean(beanClass);
    }
}

因为这里使用的SpringUtil是非静态的，不能直接类.方法，所以这里使用getBean需要将SpringUtil进行实例化。

public class ShiroUtils {
    
    
	/** 采用SpringUtil非静态成员方法     不行 会为null**/
  private static RedisSessionDAO redisSessionDAO = new SpringUtil().getBean(RedisSessionDAO.class);
	···
}

因为静态成员在类加载的时候被初始化，这里给静态成员变量赋值new，这一整句代码，应该在类加载时完成，然而RedisSessionDAO在ShiroConfig中还没有被@Configuration和@Bean注册到；此外，在类加载的时候，还无法实例化SpringUtil，所以静态成员不能直接对类进行实例化。
静态成员变量是类级别的，而Spring容器管理的是对象级别的；静态成员变量初始化先于Spring容器的实例化，也就意味着ApplicationContext没有加载完，无法进行实例化。

6、为什么ApplicationContext没有加载完，就不能实例化？

类加载完后才会到Spring项目启动
Spring项目启动的流程一般分为以下几个步骤：
1、加载Spring配置文件：Spring项目在启动时会加载配置文件，包括xml文件、Java配置类等，在这些配置文件中定义了Spring容器应该包括哪些组件、如何进行依赖注入等。
2、创建和初始化ApplicationContext：当Spring配置文件被加载之后，Spring会根据其中的定义来创建和初始化ApplicationContext实例。这个过程会进行一些预处理操作，比如解析占位符、解析属性等。
3、创建和初始化Bean：在ApplicationContext被创建并初始化完成之后，Spring会根据配置文件的定义来创建各个Bean（也叫实例化Bean），并将其注入到容器中。在这个过程中，Spring会根据依赖关系来对这些Bean进行排序，以保证依赖关系正确注入。【能在日志INFO中看到】
4、暴露ApplicationContext到外部环境：在ApplicationContext初始化完成之后，Spring会将其暴露到外部环境中，以便其他组件可以使用它。
【这个地方就是我们所看到的setApplicationContext方法】

主要原因：
Bean没有被容器管理，没有被注入相关依赖，导致一个Bean是一个不完整的实例，无法正常工作，就会出现空指针异常。

详细原因可能是：
1、在实例化时，ApplicationContext还没加载完（Spring上下文还未初始化完），就会导致Spring没有扫描到包，或者尚未完成构造和依赖注入。【由于静态成员变量是在类加载时初始化，还没创建/实例化Bean，所以会出现上述原因】
2、直接实例化静态成员变量，而不是让Spring来注入，可能导致其他的依赖无法设置。

7、Bean到底是什么？

官方给的解释：
在 Spring 中，构成应用程序主干并由Spring IoC容器管理的对象称为bean。bean是一个由Spring IoC容器实例化、组装和管理的对象。
Spring中Bean的讲解

总结：
Bean是Spring中的一个术语，代指一个经过Spring IOC容器管理的实例化过的对象，可以是一个POJO（纯Java对象）、一个业务类、一个数据访问对象、一个服务对象等等。Bean就是一个对象。

补充：

实例化Bean：Spring容器创建Bean，是Spring容器中的对象，也就是根据类new对象，存在Spring容器中，要用就直接调出来，不需要在new对象了。
直接实例化静态成员变量：就是直接（private static a = new 类）。

8、SpringUtil类上加上@Component，里面的setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext)是如何实现applicationContext的依赖注入？

SpringUtil类加上@Component注解后，这个类会被Spring容器扫描加入到容器中，同时Spring也会为其创建一个实例对象，并将其对象纳入容器的管理中。
当Spring容器初始化完毕后，会自动调用@Override的setApplicationContext方法，并将当前容器中的ApplicationContext实例对象set进去。

解释一下：当前容器中的ApplicationContext实例对象
当正在实例化的类是Aware类型时，且是ApplicationContextAware类型时就会调用到setApplicationContext(this.applicationContext)方法把spring上下文设置进去。也就是实现了ApplicationContextAware接口。
ps：这个部分我并没有详细看过，只是知道这个的最终目的。
ApplicationContextAware接口的setApplicationContext方法调用过程

在这里插入图片描述

9、为什么SpringUtil加上@Component，set方法上加@Override就可以自动注入ApplicationContext？

SpringUtil中的setApplicationContext方法不需要@Autowired也可以依赖注入。
因为Spring容器启动时，会扫描所有@Component注解，将其实例化并加入到容器的BeanFactory中管理。同时，Spring会将容器本身的ApplicationContext实例注入到实现了ApplicationContextAware接口的Bean中（也就是SpringUtil）。因此Spring可以在初始化时自动调用setApplicationContext方法，并将当前容器的ApplicationContext实例传入。

总的来说，SpringUtil通过ApplicationContextAware接口，实现了将ApplicationContext对象注入到了SpringUtil对象的setApplicationContext方法中，完成了依赖注入。

10、为什么有的类可以直接@Autowired自动注入，有的需要set方法上面加@Autowired进行注入？

主要是非静态与静态的区别。

非静态成员变量：
可以直接使用@Autowired注入。
Spring容器实例化的同时，会为已经加载完的类进行实例化Bean（Spring中的对象）；
通过@Autowired注解，从Spring容器中获取Bean对象，注入到变量中。
静态成员变量：
初始化是在类加载的时候完成，先于Spring容器的实例化，所以@Autowired没办法在静态成员变量初始化时从容器中获取到Bean。
先定义静态成员变量，然后需要将非Spring容器管理的对象加入到Spring容器中，再写setter方法并在该方法上加@Autowired。

11、Spring为什么会将容器本身的ApplicationContext实例注入到实现ApplicationContextAware接口的Bean中？

与问题9有点类似，这个更加详细的解释。

Spring容器会将容器本身的ApplicationContext实例注入到实现ApplicationContextAware接口的Bean中，是因为ApplicationContextAware是Spring提供的一个接口，用于在Bean实例化后，向Bean对象提供ApplicationContext实例的引用，使得Bean能够访问到Spring容器本身的功能。这样，Bean就可以在自己的代码中访问Spring容器中的其他Bean，以及其他Spring提供的服务，例如配置文件、资源文件等。

实际上，ApplicationContextAware是一个Marker接口，该接口中并没有定义任何方法。通过实现这个接口，Bean并没有向Spring容器注册任何回调函数或事件监听器，而是仅仅向Spring容器表明：这个Bean对Spring容器有一定的依赖，需要Spring容器注入一个ApplicationContext实例。当Spring容器在初始化Bean时，如果发现Bean实现了ApplicationContextAware接口，就会调用Bean的setApplicationContext方法，将ApplicationContext实例注入到Bean中，以满足Bean的依赖需求。