1. IoC理論的背景
我們都知道，在採用面向對象方法設計的軟件系統中，它的底層實現都是由N個對象組成的，所有的對象通過彼此的合作，最終實現系統的業務邏輯。
圖1：軟件系統中耦合的對象
如果我們打開機械式手錶的後蓋，就會看到與上面類似的情形，各個齒輪分別帶動時針、分針和秒針順時針旋轉，從而在錶盤上產生正確的時間。圖1中描述的就是這樣的一個齒輪組，它擁有多個獨立的齒輪，這些齒輪相互齧合在一起，協同工作，共同完成某項任務。我們可以看到，在這樣的齒輪組中，如果有一個齒輪出了問題，就可能會影響到整個齒輪組的正常運轉。
齒輪組中齒輪之間的齧合關係,與軟件系統中對象之間的耦合關係非常相似。對象之間的耦合關係是無法避免的，也是必要的，這是協同工作的基礎。現在，伴隨着工業級應用的規模越來越龐大，對象之間的依賴關係也越來越複雜，經常會出現對象之間的多重依賴性關係，因此，架構師和設計師對於系統的分析和設計，將面臨更大的挑戰。對象之間耦合度過高的系統，必然會出現牽一髮而動全身的情形。
圖2：對象之間複雜的依賴關係
2. 什麼是控制反轉(IoC)
IOC是Inversion of Control的縮寫，多數書籍翻譯成“控制反轉”
1996年，Michael Mattson在一篇有關探討面向對象框架的文章中，首先提出了IOC 這個概念。簡單來說就是把複雜系統分解成相互合作的對象，這些對象類通過封裝以後，內部實現對外部是透明的，從而降低了解決問題的複雜度，而且可以靈活地被重用和擴展。IOC理論提出的觀點大體是這樣的：藉助於“第三方”實現具有依賴關係的對象之間的解耦，如下圖：
圖3：IOC解耦過程
大家看到了吧，由於引進了中間位置的“第三方”，也就是IOC容器，使得A、B、C、D這4個對象沒有了耦合關係，齒輪之間的傳動全部依靠“第三方”了，全部對象的控制權全部上繳給“第三方”IOC容器，所以，IOC容器成了整個系統的關鍵核心，它起到了一種類似“粘合劑”的作用，把系統中的所有對象粘合在一起發揮作用，如果沒有這個“粘合劑”，對象與對象之間會彼此失去聯繫，這就是有人把IOC容器比喻成“粘合劑”的由來。
我們再來做個試驗：把上圖中間的IOC容器拿掉，然後再來看看這套系統：
圖4：拿掉IoC容器後的系統
我們現在看到的畫面，就是我們要實現整個系統所需要完成的全部內容。這時候，A、B、C、D這4個對象之間已經沒有了耦合關係，彼此毫無聯繫，這樣的話，當你在實現A的時候，根本無須再去考慮B、C和D了，對象之間的依賴關係已經降低到了最低程度。所以，如果真能實現IOC容器，對於系統開發而言，這將是一件多麼美好的事情，參與開發的每一成員只要實現自己的類就可以了，跟別人沒有任何關係！
我們再來看看，控制反轉(IOC)到底爲什麼要起這麼個名字？我們來對比一下：
軟件系統在沒有引入IOC容器之前，如圖1所示，對象A依賴於對象B，那麼對象A在初始化或者運行到某一點的時候，自己必須主動去創建對象B或者使用已經創建的對象B。無論是創建還是使用對象B，控制權都在自己手上。（在項目中，如controller層調用到service的時候。只需要注入進去就行）
軟件系統在引入IOC容器之後，這種情形就完全改變了，如圖3所示，由於IOC容器的加入，對象A與對象B之間失去了直接聯繫，所以，當對象A運行到需要對象B的時候，IOC容器會主動創建一個對象B注入到對象A需要的地方。
通過前後的對比，我們不難看出來：對象A獲得依賴對象B的過程,由主動行爲變爲了被動行爲，控制權顛倒過來了，這就是“控制反轉”這個名稱的由來。
3. IOC的別名：依賴注入(DI)
問題：“哪些方面的控制被反轉了呢？”，
答案：“獲得依賴對象的過程被反轉了”。控制被反轉之後，獲得依賴對象的過程由自身管理變爲了由IOC容器主動注入。於是，他給“控制反轉”取了一個更合適的名字叫做“依賴注入（Dependency Injection）”。他的這個答案，實際上給出了實現IOC的方法：注入。所謂依賴注入，就是由IOC容器在運行期間，動態地將某種依賴關係注入到對象之中。
所以，依賴注入(DI)和控制反轉(IOC)是從不同的角度的描述的同一件事情，就是指通過引入IOC容器，利用依賴關係注入的方式，實現對象之間的解耦。
我們舉一個生活中的例子，來幫助理解依賴注入的過程。大家對USB接口和USB設備應該都很熟悉吧，USB爲我們使用電腦提供了很大的方便，現在有很多的外部設備都支持USB接口。
圖5：USB接口和USB設備
再來描述一下這個過程：
對象A依賴於對象B,當對象 A需要用到對象B的時候，IOC容器就會立即創建一個對象B送給對象A。IOC容器就是一個對象製造工廠，你需要什麼，它會給你送去，你直接使用就行了，而再也不用去關心你所用的東西是如何製成的，也不用關心最後是怎麼被銷燬的，這一切全部由IOC容器包辦。
在傳統的實現中，由程序內部代碼來控制組件之間的關係。我們經常使用new關鍵字來實現兩個組件之間關係的組合，這種實現方式會造成組件之間耦合。IOC很好地解決了該問題，它將實現組件間關係從程序內部提到外部容器，也就是說由容器在運行期將組件間的某種依賴關係動態注入組件中。
4. IOC優點
實現組件之間的解耦，提高程序的靈活性和可維護性
7. IOC缺點
第一、軟件系統中由於引入了第三方IOC容器，生成對象的步驟變得有些複雜，本來是兩者之間的事情，又憑空多出一道手續，所以，我們在剛開始使用IOC框架的時候，會感覺系統變得不太直觀。
第二、由於IOC容器生成對象是通過反射方式，在運行效率上有一定的損耗。
第三、具體到IOC框架產品(比如：Spring)來講，需要進行大量的配置工作，比較繁瑣，對於一些小的項目而言，客觀上也可能加大一些工作成本。
結論：一些工作量不大的項目或者產品，不太適合使用IOC框架產品。
