Spring的核心機制依賴注入簡介

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”/"

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

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