依賴注入模式在程序中的應用

Spring 能有效地組織J2EE應用各層的對象。不管是控制層的Action對象，還是業務層的Service對象，還是持久層的DAO對象，都可在Spring的 管理下有機地協調、運行。Spring將各層的對象以鬆耦合的方式組織在一起，Action對象無須關心Service對象的具體實現，Service對 象無須關心持久層對象的具體實現，各層對象的調用完全面向接口。當系統需要重構時，代碼的改寫量將大大減少。

上面所說的一切都得宜於Spring的核心機制，依賴注入。依賴注入讓bean與bean之間以配置文件組織在一起，而不是以硬編碼的方式耦合在一起。理解依賴注入

依賴注入(Dependency Injection)和控制反轉(Inversion of Control)是同一個概念。具體含義是:當某個角色(可能是一個Java實例，調用者)需要另一個角色(另一個Java實例，被調用者)的協助時，在 傳統的程序設計過程中，通常由調用者來創建被調用者的實例。但在Spring裏，創建被調用者的工作不再由調用者來完成，因此稱爲控制反轉;創建被調用者 實例的工作通常由Spring容器來完成，然後注入調用者，因此也稱爲依賴注入。

不管是依賴注入，還是控制反轉，都說明Spring採用動態、靈活的方式來管理各種對象。對象與對象之間的具體實現互相透明。在理解依賴注入之前，看如下這個問題在各種社會形態裏如何解決:一個人(Java實例，調用者)需要一把斧子(Java實例，被調用者)。

(1)原始社會裏，幾乎沒有社會分工。需要斧子的人(調用者)只能自己去磨一把斧子(被調用者)。對應的情形爲:Java程序裏的調用者自己創建被調用者。

(2)進入工業社會，工廠出現。斧子不再由普通人完成，而在工廠裏被生產出來，此時需要斧子的人(調用者)找到工廠，購買斧子，無須關心斧子的製造過程。對應Java程序的簡單工廠的設計模式。

(3)進入“按需分配”社會，需要斧子的人不需要找到工廠，坐在家裏發出一個簡單指令:需要斧子。斧子就自然出現在他面前。對應Spring的依賴注入。

第一種情況下，Java實例的調用者創建被調用的Java實例，必然要求被調用的Java類出現在調用者的代碼裏。無法實現二者之間的鬆耦合。

第二種情況下，調用者無須關心被調用者具體實現過程，只需要找到符合某種標準(接口)的實例，即可使用。此時調用的代碼面向接口編程，可以讓調用者和被調用者解耦，這也是工廠模式大量使用的原因。但調用者需要自己定位工廠，調用者與特定工廠耦合在一起。

第三種情況下，調用者無須自己定位工廠，程序運行到需要被調用者時，系統自動提供被調用者實例。事實上，調用者和被調用者都處於Spring的管理下，二者之間的依賴關係由Spring提供。

所謂依賴注入，是指程序運行過程中，如果需要調用另一個對象協助時，無須在代碼中創建被調用者，而是依賴於外部的注入。Spring的依賴注入對調用者和被調用者幾乎沒有任何要求，完全支持對POJO之間依賴關係的管理。依賴注入通常有兩種:

·設值注入。

·構造注入。

設值注入

　　設值注入是指通過setter方法傳入被調用者的實例。這種注入方式簡單、直觀，因而在Spring的依賴注入裏大量使用。看下面代碼，是Person的接口

//定義Person接口
public interface Person
{
//Person接口裏定義一個使用斧子的方法
public void useAxe();
}

然後是Axe的接口

//定義Axe接口
public interface Axe
{
//Axe接口裏有個砍的方法
public void chop();
}

Person的實現類

//Chinese實現Person接口

public class Chinese implements Person
{
//面向Axe接口編程，而不是具體的實現類
private Axe axe;
//默認的構造器
public Chinese()
{}
//設值注入所需的setter方法
public void setAxe(Axe axe)
{
this.axe = axe;
}
//實現Person接口的useAxe方法
public void useAxe()
{
System.out.println(axe.chop());
}
}

Axe的第一個實現類

//Axe的第一個實現類 StoneAxe

public class StoneAxe implements Axe
{
//默認構造器
public StoneAxe()
{}
//實現Axe接口的chop方法
public String chop()
{
return "石斧砍柴好慢";
}
}

下面採用Spring的配置文件將Person實例和Axe實例組織在一起。配置文件如下所示:

＜!-- 下面是標準的XML文件頭 --＞
＜?xml version="1.0" encoding="gb2312"?＞
＜!-- 下面一行定義Spring的XML配置文件的dtd --＞
"http://www.springframework.org/dtd/spring-beans.dtd"＞
＜!-- 以上三行對所有的Spring配置文件都是相同的 --＞
＜!-- Spring配置文件的根元素 --＞
＜BEANS＞
＜!—定義第一bean，該bean的id是chinese, class指定該bean實例的實現類 --＞
＜BEAN class=lee.Chinese id=chinese＞
＜!-- property元素用來指定需要容器注入的屬性，axe屬性需要容器注入此處是設值注入，因此Chinese類必須擁有setAxe方法 --＞

＜property name="axe"＞
＜!-- 此處將另一個bean的引用注入給chinese bean --＞
＜REF local="”stoneAxe”/"＞
＜/property＞
＜/BEAN＞
＜!-- 定義stoneAxe bean --＞
＜BEAN class=lee.StoneAxe id=stoneAxe /＞
＜/BEANS＞

從配置文件中，可以看到Spring管理bean的靈巧性。bean與bean之間的依賴關係放在配置文件裏組織，而不是寫在代碼裏。通過配置文件的 指定，Spring能精確地爲每個bean注入屬性。因此，配置文件裏的bean的class元素，不能僅僅是接口，而必須是真正的實現類。

Spring會自動接管每個bean定義裏的property元素定義。Spring會在執行無參數的構造器後、創建默認的bean實例後，調用對應 的setter方法爲程序注入屬性值。property定義的屬性值將不再由該bean來主動創建、管理，而改爲被動接收Spring的注入。

每個bean的id屬性是該bean的惟一標識，程序通過id屬性訪問bean，bean與bean的依賴關係也通過id屬性完成。

下面看主程序部分:

public class BeanTest
{
//主方法，程序的入口
public static void main(String[] args)throws Exception
{
//因爲是獨立的應用程序，顯式地實例化Spring的上下文。
ApplicationContext ctx = new FileSystemXmlApplicationContext("bean.xml");
//通過Person bean的id來獲取bean實例，面向接口編程，因此
//此處強制類型轉換爲接口類型
Person p = (Person)ctx.getBean("chinese");
//直接執行Person的userAxe()方法。
p.useAxe();
}
}

程序的執行結果如下:

石斧砍柴好慢

主程序調用Person的useAxe()方法時，該方法的方法體內需要使用Axe的實例，但程序裏沒有任何地方將特定的Person實例和Axe實 例耦合在一起。或者說，程序裏沒有爲Person實例傳入Axe的實例，Axe實例由Spring在運行期間動態注入。

Person實例不僅不需要了解Axe實例的具體實現，甚至無須瞭解Axe的創建過程。程序在運行到需要Axe實例的時候，Spring創建了Axe 實例，然後注入給需要Axe實例的調用者。Person實例運行到需要Axe實例的地方，自然就產生了Axe實例，用來供Person實例使用。

調用者不僅無須關心被調用者的實現過程，連工廠定位都可以省略(真是按需分配啊!)。下面也給出使用Ant編譯和運行該應用的簡單腳本:

＜?xml version="1.0"?＞
＜!-- 定義編譯該項目的基本信息-->
＜PROJECT name="spring" default="." basedir="."＞
＜!-- 定義編譯和運行該項目時所需的庫文件 --＞
＜PATH id=classpath＞
＜!-- 該路徑下存放spring.jar和其他第三方類庫 --＞
＜FILESET dir=../../lib＞
＜INCLUDE name="*.jar" /＞
＜/FILESET＞
＜!-- 同時還需要引用已經編譯過的class文件--＞
＜PATHELEMENT path="." /＞
＜/PATH＞
＜!-- 編譯全部的java文件--＞
＜TARGET description="Compile all source code" name="compile"＞
＜!-- 指定編譯後的class文件的存放位置 --＞
＜JAVAC debug="true" destdir="."＞
deprecation="false" optimize="false" failοnerrοr="true"＞
＜!-- 指定需要編譯的源文件的存放位置 --＞
＜SRC path="." /＞
＜!-- 指定編譯這些java文件需要的類庫位置--＞
＜CLASSPATH refid="classpath" /＞
＜/JAVAC＞
＜/TARGET＞
＜!-- 運行特定的主程序 --＞
＜TARGET description="run the main class" name="run" depends="compile"＞
＜!-- 指定運行的主程序:lee.BeanTest。--＞
＜JAVA failοnerrοr="true" fork="yes" classname="lee.BeanTest"＞
＜!-- 指定運行這些java文件需要的類庫位置--＞
＜CLASSPATH refid="classpath" /＞
＜/JAVA＞
＜/TARGET＞
＜/PROJECT＞

如果需要改寫Axe的實現類。或者說，提供另一個實現類給Person實例使用。Person接口、Chinese類都無須改變。只需提供另一個Axe的實現，然後對配置文件進行簡單的修改即可。

Axe的另一個實現如下:

//Axe的另一個實現類 SteelAxe
public class SteelAxe implements Axe
{
//默認構造器
public SteelAxe()
{}
//實現Axe接口的chop方法
public String chop()
{
return "鋼斧砍柴真快";
}
}

然後，修改原來的Spring配置文件，在其中增加如下一行:

＜!-- 定義一個steelAxe bean--＞
＜BEAN class=lee.SteelAxe id=steelAxe />

該行重新定義了一個Axe的實現:SteelAxe。然後修改chinese bean的配置，將原來傳入stoneAxe的地方改爲傳入steelAxe。也就是將

＜REF local="”stoneAxe”/"＞

改成

＜REF local="”steelAxe”/"＞

此時再次執行程序，將得到如下結果:

鋼斧砍柴真快

Person與Axe之間沒有任何代碼耦合關係，bean與bean之間的依賴關係由Spring管理。採用setter方法爲目標bean注入屬性的方式，稱爲設值注入。

業務對象的更換變得相當簡單，對象與對象之間的依賴關係從代碼裏分離出來，通過配置文件動態管理。

構造注入

　　所謂構造注入，指通過構造函數來完成依賴關係的設定，而不是通過setter方法。對前面代碼Chinese類做簡單的修改，修改後的代碼如下:

//Chinese實現Person接口
public class Chinese implements Person
{
//面向Axe接口編程，而不是具體的實現類
private Axe axe;
//默認的構造器
public Chinese()
{}
//構造注入所需的帶參數的構造器
public Chinse(Axe axe)
{
this.axe = axe;
}
//實現Person接口的useAxe方法
public void useAxe()
{
System.out.println(axe.chop());
}
}

此時無須Chinese類裏的setAxe方法，構造Person實例時，Spring爲Person實例注入所依賴的Axe實例。構造注入的配置文件也需做簡單的修改，修改後的配置文件如下:

＜!-- 下面是標準的XML文件頭 --＞
＜xml version="1.0" encoding="gb2312"?＞
＜!-- 下面一行定義Spring的XML配置文件的dtd --＞
"http://www.springframework.org/dtd/spring-beans.dtd"＞
＜!-- 以上三行對所有的Spring配置文件都是相同的 --＞
＜!-- Spring配置文件的根元素 --＞
＜BEANS＞
＜!—定義第一個bean，該bean的id是chinese, class指定該bean實例的實現類 --＞
＜BEAN class=lee.Chinese id=chinese>
＜/BEAN＞
＜!-- 定義stoneAxe bean --＞
＜BEAN class=lee.SteelAxe id=steelAxe />
＜/BEANS＞

執行效果與使用steelAxe設值注入時的執行效果完全一樣。區別在於:創建Person實例中Axe屬性的時機不同——設值注入是現創建一個默認的bean實例，然後調用對應的構造方法注入依賴關係。而構造注入則在創建bean實例時，已經完成了依賴關係的