spring核心思想之IOC深入淺出介紹

spring核心思想之IOC深入淺出介紹

一.依賴倒置原則

要了解控制反轉( Inversion of Control ), 我覺得有必要先了解軟件設計的一個重要思想:依賴倒置原則(Dependency Inversion Principle )。

什麼是依賴倒置原則?假設我們設計一輛汽車:先設計輪子,然後根據輪子大小設計底盤,接着根據底盤設計車身,最後根據車身設計好整個汽車。這裏就出現了一個“依賴”關係:汽車依賴車身,車身依賴底盤,底盤依賴輪子。這樣的設計看起來沒問題,但是可維護性卻很低。假設設計完工之後,上司卻突然說根據市場需求的變動,要我們把車子的輪子設計都改大一碼。這下我們就蛋疼了:因爲我們是根據輪子的尺寸設計的底盤,輪子的尺寸一改,底盤的設計就得修改;同樣因爲我們是根據底盤設計的車身,那麼車身也得改,同理汽車設計也得改——整個設計幾乎都得改!我們現在換一種思路。我們先設計汽車的大概樣子,然後根據汽車的樣子來設計車身,根據車身來設計底盤,最後根據底盤來設計輪子。這時候,依賴關係就倒置過來了:輪子依賴底盤, 底盤依賴車身, 車身依賴汽車。這時候,上司再說要改動輪子的設計,我們就只需要改動輪子的設計,而不需要動底盤,車身,汽車的設計了。這就是依賴倒置原則——把原本的高層建築依賴底層建築“倒置”過來,變成底層建築依賴高層建築。高層建築決定需要什麼,底層去實現這樣的需求,但是高層並不用管底層是怎麼實現的。這樣就不會出現前面的“牽一髮動全身”的情況。

二.控制反轉(Inversion of Control)

控制反轉(Inversion of Control) 就是依賴倒置原則的一種代碼設計的思路。具體採用的方法就是所謂的依賴注入(Dependency Injection)。其實這些概念初次接觸都會感到雲裏霧裏的。說穿了,這幾種概念的關係大概如下:爲了理解這幾個概念,我們還是用上面汽車的例子。只不過這次換成代碼。我們先定義四個Class,車,車身,底盤,輪胎。然後初始化這輛車,最後跑這輛車。代碼結構如下:
這樣,就相當於上面第一個例子,上層建築依賴下層建築——每一個類的構造函數都直接調用了底層代碼的構造函數。假設我們需要改動一下輪胎(Tire)類,把它的尺寸變成動態的,而不是一直都是30。我們需要這樣改:在這裏插入圖片描述由於我們修改了輪胎的定義,爲了讓整個程序正常運行,我們需要做以下改動:
由此我們可以看到,僅僅是爲了修改輪胎的構造函數,這種設計卻需要修改整個上層所有類的構造函數!在軟件工程中,這樣的設計幾乎是不可維護的——在實際工程項目中,有的類可能會是幾千個類的底層,如果每次修改這個類,我們都要修改所有以它作爲依賴的類,那軟件的維護成本就太高了。

所以我們需要進行控制反轉(IoC),及上層控制下層,而不是下層控制着上層。我們用依賴注入(Dependency Injection)這種方式來實現控制反轉。所謂依賴注入,就是把底層類作爲參數傳入上層類,實現上層類對下層類的“控制”。這裏我們用構造方法傳遞的依賴注入方式重新寫車類的定義:這裏我們再把輪胎尺寸變成動態的,同樣爲了讓整個系統順利運行,我們需要做如下修改:看到沒?這裏我只需要修改輪胎類就行了,不用修改其他任何上層類。這顯然是更容易維護的代碼。不僅如此,在實際的工程中,這種設計模式還有利於不同組的協同合作和單元測試:比如開發這四個類的分別是四個不同的組,那麼只要定義好了接口,四個不同的組可以同時進行開發而不相互受限制;而對於單元測試,如果我們要寫Car類的單元測試,就只需要Mock一下Framework類傳入Car就行了,而不用把Framework, Bottom, Tire全部new一遍再來構造Car。這裏我們是採用的構造函數傳入的方式進行的依賴注入。其實還有另外兩種方法:Setter傳遞和接口傳遞。這裏就不多講了,核心思路都是一樣的,都是爲了實現控制反轉。
看到這裏你應該能理解什麼控制反轉和依賴注入了。那什麼是控制反轉容器(IoC Container)呢?其實上面的例子中,對車類進行初始化的那段代碼發生的地方,就是控制反轉容器。
顯然你也應該觀察到了,因爲採用了依賴注入,在初始化的過程中就不可避免的會寫大量的new。這裏IoC容器就解決了這個問題。這個容器可以自動對你的代碼進行初始化,你只需要維護一個Configuration(可以是xml可以是一段代碼),而不用每次初始化一輛車都要親手去寫那一大段初始化的代碼。這是引入IoC Container的第一個好處。IoC Container的第二個好處是:我們在創建實例的時候不需要了解其中的細節。在上面的例子中,我們自己手動創建一個車instance時候,是從底層往上層new的:這個過程中,我們需要了解整個Car/Framework/Bottom/Tire類構造函數是怎麼定義的,才能一步一步new/注入。而IoC Container在進行這個工作的時候是反過來的,它先從最上層開始往下找依賴關係,到達最底層之後再往上一步一步new(有點像深度優先遍歷):
這裏IoC Container可以直接隱藏具體的創建實例的細節,在我們來看它就像一個工廠:
我們就像是工廠的客戶。我們只需要向工廠請求一個Car實例,然後它就給我們按照Config創建了一個Car實例。我們完全不用管這個Car實例是怎麼一步一步被創建出來。實際項目中,有的Service Class可能是十年前寫的,有幾百個類作爲它的底層。假設我們新寫的一個API需要實例化這個Service,我們總不可能回頭去搞清楚這幾百個類的構造函數吧?IoC Container的這個特性就很完美的解決了這類問題——因爲這個架構要求你在寫class的時候需要寫相應的Config文件,所以你要初始化很久以前的Service類的時候,前人都已經寫好了Config文件,你直接在需要用的地方注入這個Service就可以了。這大大增加了項目的可維護性且降低了開發難度。

三.總結

IOC思想: ioc的思想最核心的地方在於,資源不由使用資源的雙方管理,而由不使用資源的第三方管理,這可以帶來很多好處。第一,資源集中管理,實現資源的可配置和易管理。第二,降低了使用資源雙方的依賴程度,也就是我們說的耦合度。也就是說,甲方要達成某種目的不需要直接依賴乙方,它只需要達到的目的告訴第三方機構就可以了,比如甲方需要一雙襪子,而乙方它賣一雙襪子,它要把襪子賣出去,並不需要自己去直接找到一個賣家來完成襪子的賣出。它也只需要找第三方,告訴別人我要賣一雙襪子。這下好了,甲乙雙方進行交易活動,都不需要自己直接去找賣家,相當於程序內部開放接口,賣家由第三方作爲參數傳入。甲乙互相不依賴,而且只有在進行交易活動的時候,甲才和乙產生聯繫。反之亦然。這樣做什麼好處麼呢,甲乙可以在對方不真實存在的情況下獨立存在,而且保證不交易時候無聯繫,想交易的時候可以很容易的產生聯繫。甲乙交易活動不需要雙方見面,避免了雙方的互不信任造成交易失敗的問題。因爲交易由第三方來負責聯繫,而且甲乙都認爲第三方可靠。那麼交易就能很可靠很靈活的產生和進行了。這就是ioc的核心思想。生活中這種例子比比皆是,支付寶在整個淘寶體系裏就是龐大的ioc容器,交易雙方之外的第三方,提供可靠性可依賴可靈活變更交易方的資源管理中心。另外人事代理也是,僱傭機構和個人之外的第三方。

依賴注入: 可理解爲,甲方開放接口,在它需要的時候,能夠講乙方傳遞進來(注入)
控制反轉: 可理解爲,甲乙雙方不相互依賴,交易活動的進行不依賴於甲乙任何一方,整個活動的進行由第三方負責管理。


轉載來源:

> 作者:Mingqi 鏈接:https://www.zhihu.com/question/23277575/answer/169698662
> 作者:Eric   鏈接:https://www.zhihu.com/question/23277575/answer/24259844
> 來源:知乎
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