Spring IOC 工作原理

IOC(DI):其實這個Spring架構核心的概念沒有這麼複雜,更不像有些書上描述的那樣晦澀。java程序員都知道:java程序中的每個業務邏輯至少需要兩個或以上的對象來協作完成,通常,每個對象在使用他的合作對象時,自己均要使用像new object() 這樣的語法來完成合作對象的申請工作。你會發現:對象間的耦合度高了。而IOC的思想是:Spring容器來實現這些相互依賴對象的創建、協調工作。對象只需要關係業務邏輯本身就可以了。從這方面來說,對象如何得到他的協作對象的責任被反轉了(IOC、DI)。

這是我對Spring的IOC的體會。DI其實就是IOC的另外一種說法。DI是由Martin Fowler 在2004年初的一篇論文中首次提出的。他總結:控制的什麼被反轉了?就是:獲得依賴對象的方式反轉了。

如果對這一核心概念還不理解:這裏引用一個叫Bromon的blog上找到的淺顯易懂的答案:



IoC與DI

  首先想說說IoC(Inversion of Control,控制倒轉)。這是spring的核心,貫穿始終。所謂IoC,對於spring框架來說,就是由spring來負責控制對象的生命週期和對象間的關係。這是什麼意思呢,舉個簡單的例子,我們是如何找女朋友的?常見的情況是,我們到處去看哪裏有長得漂亮身材又好的mm,然後打聽她們的興趣愛好、qq號、電話號、ip號、iq號………,想辦法認識她們,投其所好送其所要,然後嘿嘿……這個過程是複雜深奧的,我們必須自己設計和麪對每個環節。傳統的程序開發也是如此,在一個對象中,如果要使用另外的對象,就必須得到它(自己new一個,或者從JNDI中查詢一個),使用完之後還要將對象銷燬(比如Connection等),對象始終會和其他的接口或類藕合起來。

  那麼IoC是如何做的呢?有點像通過婚介找女朋友,在我和女朋友之間引入了一個第三者:婚姻介紹所。婚介管理了很多男男女女的資料,我可以向婚介提出一個列表,告訴它我想找個什麼樣的女朋友,比如長得像李嘉欣,身材像林熙雷,唱歌像周杰倫,速度像卡洛斯,技術像齊達內之類的,然後婚介就會按照我們的要求,提供一個mm,我們只需要去和她談戀愛、結婚就行了。簡單明瞭,如果婚介給我們的人選不符合要求,我們就會拋出異常。整個過程不再由我自己控制,而是有婚介這樣一個類似容器的機構來控制。Spring所倡導的開發方式就是如此,所有的類都會在spring容器中登記,告訴spring你是個什麼東西,你需要什麼東西,然後spring會在系統運行到適當的時候,把你要的東西主動給你,同時也把你交給其他需要你的東西。所有的類的創建、銷燬都由 spring來控制,也就是說控制對象生存週期的不再是引用它的對象,而是spring。對於某個具體的對象而言,以前是它控制其他對象,現在是所有對象都被spring控制,所以這叫控制反轉。如果你還不明白的話,我決定放棄。

IoC的一個重點是在系統運行中,動態的向某個對象提供它所需要的其他對象。這一點是通過DI(Dependency Injection,依賴注入)來實現的。比如對象A需要操作數據庫,以前我們總是要在A中自己編寫代碼來獲得一個Connection對象,有了 spring我們就只需要告訴spring,A中需要一個Connection,至於這個Connection怎麼構造,何時構造,A不需要知道。在系統運行時,spring會在適當的時候製造一個Connection,然後像打針一樣,注射到A當中,這樣就完成了對各個對象之間關係的控制。A需要依賴 Connection才能正常運行,而這個Connection是由spring注入到A中的,依賴注入的名字就這麼來的。那麼DI是如何實現的呢? Java 1.3之後一個重要特徵是反射(reflection),它允許程序在運行的時候動態的生成對象、執行對象的方法、改變對象的屬性,spring就是通過反射來實現注入的。關於反射的相關資料請查閱java doc。
 理解了IoC和DI的概念後,一切都將變得簡單明瞭,剩下的工作只是在spring的框架中堆積木而已。

如果還不明白,放棄java吧!



下面來讓大家瞭解一下Spring到底是怎麼運行的。


  public static void main(String[] args) {   
         ApplicationContext context = new FileSystemXmlApplicationContext(   
                  "applicationContext.xml");   
         Animal animal = (Animal) context.getBean("animal");   
          animal.say();   
      }  



這段代碼你一定很熟悉吧,不過還是讓我們分析一下它吧,首先是applicationContext.xml

  <bean id="animal" class="phz.springframework.test.Cat">   
         <property name="name" value="kitty" />   
     </bean> 




他有一個類phz.springframework.test.Cat

 public class Cat implements Animal {   
     private String name;   
    public void say() {   
         System.out.println("I am " + name + "!");   
   }   
     public void setName(String name) {   
         this.name = name;   
      }   
 }  



實現了phz.springframework.test.Animal接口

 public interface Animal {   
     public void say();   
 }  



很明顯上面的代碼輸出I am kitty!

那麼到底Spring是如何做到的呢?
接下來就讓我們自己寫個Spring 來看看Spring 到底是怎麼運行的吧!

首先,我們定義一個Bean類,這個類用來存放一個Bean擁有的屬性


 /* Bean Id */  
    private String id;   
      /* Bean Class */  
    private String type;   
     /* Bean Property */  
    private Map<String, Object> properties = new HashMap<String, Object>();  

一個Bean包括id,type,和Properties。

接下來Spring 就開始加載我們的配置文件了,將我們配置的信息保存在一個HashMap中,HashMap的key就是Bean 的 Id ,HasMap 的value是這個Bean,只有這樣我們才能通過context.getBean("animal")這個方法獲得Animal這個類。我們都知道 Spirng可以注入基本類型,而且可以注入像List,Map這樣的類型,接下來就讓我們以Map爲例看看Spring是怎麼保存的吧

Map配置可以像下面的

<bean id="test" class="Test">   
         <property name="testMap">   
           <map>   
                  <entry key="a">   
                   <value>1</value>   
                </entry>   
                <entry key="b">   
                     <value>2</value>   
                </entry>   
           </map>   
         </property>   
     </bean> 


Spring是怎樣保存上面的配置呢?,代碼如下:

  if (beanProperty.element("map") != null) {   
                     Map<String, Object> propertiesMap = new HashMap<String,Object>();   
                       Element propertiesListMap = (Element) beanProperty   
                              .elements().get(0);   
                     Iterator<?> propertiesIterator = propertiesListMap   
                              .elements().iterator();   
                        while (propertiesIterator.hasNext()) {   
                           Element vet = (Element) propertiesIterator.next();   
                           if (vet.getName().equals("entry")) {   
                              String key = vet.attributeValue("key");   
                             Iterator<?> valuesIterator = vet.elements()   
                                    .iterator();   
                              while (valuesIterator.hasNext()) {   
                                  Element value = (Element) valuesIterator.next();   
                                if (value.getName().equals("value")) {   
                                       propertiesMap.put(key, value.getText());   
                                 }   
                                 if (value.getName().equals("ref")) {   
                                      propertiesMap.put(key, new String[] { value   
                                            .attributeValue("bean") });   
                                  }   
                              }   
                        }   
                     }   
                      bean.getProperties().put(name, propertiesMap);   
                  }


接下來就進入最核心部分了,讓我們看看Spring 到底是怎麼依賴注入的吧,其實依賴注入的思想也很簡單,它是通過反射機制實現的,在實例化一個類時,它通過反射調用類中set方法將事先保存在HashMap中的類屬性注入到類中。讓我們看看具體它是怎麼做的吧。
首先實例化一個類,像這樣

   public static Object newInstance(String className) {   
           Class<?> cls = null;   
           Object obj = null;   
          try {   
              cls = Class.forName(className);   
              obj = cls.newInstance();   
          } catch (ClassNotFoundException e) {   
              throw new RuntimeException(e);   
          } catch (InstantiationException e) {   
               throw new RuntimeException(e);   
          } catch (IllegalAccessException e) {   
              throw new RuntimeException(e);   
          }   
           return obj;   
       }  



接着它將這個類的依賴注入進去,像這樣


 public static void setProperty(Object obj, String name, String value) {   
        Class<? extends Object> clazz = obj.getClass();   
          try {   
              String methodName = returnSetMthodName(name);   
            Method[] ms = clazz.getMethods();   
            for (Method m : ms) {   
                 if (m.getName().equals(methodName)) {   
                       if (m.getParameterTypes().length == 1) {   
                        Class<?> clazzParameterType = m.getParameterTypes()[0];   
                           setFieldValue(clazzParameterType.getName(), value, m,   
                                  obj);   
                         break;   
                     }   
                  }   
            }   
         } catch (SecurityException e) {   
              throw new RuntimeException(e);   
           } catch (IllegalArgumentException e) {   
               throw new RuntimeException(e);   
         } catch (IllegalAccessException e) {   
              throw new RuntimeException(e);   
          } catch (InvocationTargetException e) {   
              throw new RuntimeException(e);   
          }   
   }

最後它將這個類的實例返回給我們,我們就可以用了。我們還是以Map爲例看看它是怎麼做的,我寫的代碼裏面是創建一個HashMap並把該HashMap注入到需要注入的類中,像這樣,

  if (value instanceof Map) {   
                  Iterator<?> entryIterator = ((Map<?, ?>) value).entrySet()   
                            .iterator();   
                   Map<String, Object> map = new HashMap<String, Object>();   
                   while (entryIterator.hasNext()) {   
                       Entry<?, ?> entryMap = (Entry<?, ?>) entryIterator.next();   
                      if (entryMap.getValue() instanceof String[]) {   
                          map.put((String) entryMap.getKey(),   
                                  getBean(((String[]) entryMap.getValue())[0]));   
                      }   
                  }   
                  BeanProcesser.setProperty(obj, property, map);   
               }  



好了,這樣我們就可以用Spring 給我們創建的類了,是不是也不是很難啊?當然Spring能做到的遠不止這些,這個示例程序僅僅提供了Spring最核心的依賴注入功能中的一部分。
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