spring专题系列之IOC的理解和分析

根据时间安排，今天主要是对spring中IOC的理解。对于IOC的理解可以从以下几个角度去分析。

• 什么是IOC？如何使用案例来理解？
• IOC有哪几种实现方式？
• IOC的底层实现过程是什么？

根据这几个角度，开始今天的故事，

1 什么是IOC？

对于IOC的理解，主要是停留在概念和几种注入的方式上，虽然知道其生命周期，但是对整个bean管理的宏观角度，理解的不够深刻。

IOC：控制反转（Inversion of Control）容器，是一种设计思想。意味着将你设计好的对象交给容器控制。

1.1 什么是依赖注入

这个概念的理解，我准备使用一个案例来表示。如果a类中包含了b类，就说明a类对b类产生了依赖。如一个人需要车，这就说人对车产生了依赖。

class User{ 
  Car car; 
  public User(){ 
    car=new Car(); 
  } 
}

上面这个案例，可以看到，在User类中，包含了Car类，也就说User类对Car类产生了依赖。

按照传统的方式，User类如果想要使用Car基本上就是在内部new一个新对象即可。但是这样做缺点很大，new的方式也就意味着User和Car产生了紧耦合。不利于大规模使用。于是使用了另外一种方式可以代替。那就是什么时候用到Car，从外部直接传递过来就好。这样的话，耦合性就大大降低了。再看下面这种形式是不是就好很多了。

class User{ 
  Car car; 
  public User(Car car){ 
    this.car=car; 
  } 
}

像这样的方式就是依赖注入，也就是把依赖Car注入到了User中。

1.2 什么是控制反转

有了上面依赖注入的概念，再立即控制反转就比较简单了。

• 谁控制谁：传统方式User是在内部new，现在我们通过依赖注入的方式注入依赖对象Car。现在spring出现了，发明了IOC，IOC里面有一个容器，这些依赖对象全部交给容器去管理。也就是说这些依赖对象的控制权交给了容器。

• 如何反转：传统方式User是主动去new，这种方式是正转。反转是由容器来帮忙创建及注入依赖对象；

2 依赖注入的几种形式

目前主要有五种注入方式：SET注入，构造器注入，静态工厂，实例工厂。

本文直接使用网上的基本案例来实现。比如UserService依赖UserDao。先把UserDao定义好了，接下来看如何实现注入的。

public class UserDao {
    public String userLogin() {
        return  "userLogin()方法";
    }
}

下面看几种依赖注入的几种实现方式。

2.1 set注入

第一步：XML配置

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">
    <bean id="userDao" class="com.xxx.demo.UserDao"></bean>
    <!-- setter注入 -->
    <bean id="userService" class="com.xxx.demo.UserService">
        <!--ref是对于外部bean对象引用，与被引用的bean对象的id保持一致-->
        <property name="userDao" ref="userDao"></property>
    </bean>
</beans>

第二步：set方式注入

public class UserService {
    //一定要提供属性的setter方法
    private UserDao userDao;
    public void userlogin() {
        String res=userDao.userLogin();
        System.out.println(res);
    }
    public void setUserDao(UserDao userDao) {
        this.userDao = userDao;
    }
}

这种方式简单易操作。

2.2 构造器注入

第一步：XML配置

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">
    <bean id="userDao" class="com.xxx.demo.UserDao"></bean>
    <!-- 构造器注入 -->
    <bean id="userServiceV2" class="com.xxx.demo.UserServiceV2">
        <constructor-arg index="0" ref="userDao"></constructor-arg>
        <constructor-arg index="1" value="印度三哥"></constructor-arg>
    </bean>
</beans>

第二步：构造器注入

public class UserServiceV2 {
    private UserDao userDao;
    private String name;
    public void userlogin() {
        String res=userDao.userLogin();
        System.out.println(res);
        System.out.println(name);
    }
    public UserServiceV2(UserDao userDao,String name) {
        super();
        this.userDao = userDao;
        this.name = name;
    }
}

2.3 静态工厂注入

第一步：XML配置

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">
    <!-- 静态工厂注入 -->
    <bean id="userDao01" class="com.xxx.demo.StaticFactory" factory-method="createuserDao"></bean>
    <bean id="userService01" class="com.xxx.demo.UserService">
        <property name="userDao" ref="userDao01"></property>
    </bean>
</beans>

第二步：定义静态工厂

public class StaticFactory {
    public static UserDao createuserDao(){
        return new UserDao();
    }
}

第三部：静态工厂注入

public class UserService {
    private UserDao userDao;
    public void userlogin() {
        String res=userDao.userLogin();
        System.out.println(res);
    }
    public void setUserDao(UserDao userDao) {
        this.userDao = userDao;
    }
}

2.4 实例化工厂

第一步：XML配置

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">
    <!-- 实例化工厂 -->
    <bean id="instanceFactory" class="com.xxx.demo.InstanceFactory"></bean>
    <bean id="userDao3" factory-bean="instanceFactory" factory-method="createUserDao"></bean>
    <bean id="userService02" class="com.xxx.demo.UserService">
        <property name="userDao" ref="userDao3"></property>
    </bean>
</beans>

第二步：工厂注入

public class InstanceFactory {
    public UserDao createUserDao(){
        return new UserDao();
    }
}

以上就是几种常见的注入方式。在开发中比较常用。知道了IOC的概念和几种实现方式之后，下面主要探讨IOC的底层实现原理。

3 IOC底层实现过程

以上的几种注入方式，可能有个疑问，那就是bean是如何从xml，再到注入类中的呢？看下面这张图

Spring IOC容器初始化的核心过程主要有四个步骤（还有一些如：后置加载器，国际化，事件广播器等一些过程不展开）：

1. Bean定义的定位，Bean 可能定义在XML中，或者一个注解，或者其他形式。这些都被用Resource来定位，读取Resource获取BeanDefinition 注册到 Bean定义注册表中。
2. 第一次向容器getBean操作会触发Bean的创建过程,实列化一个Bean时 ,根据BeanDefinition中类信息等实列化Bean。
3. 将实列化的Bean放到单列Bean缓存内。
4. 此后再次获取向容器getBean就会从缓存中获取。

这张图是核心的过程。这个过程是已经简化了，具体的实现方式要设计到bean的生命周期的管理。安排到下一章节了。
spring的核心内容就是aop和ioc，知道了这俩是如何实现的之后，就是核心bean管理的核心实现，最后对配置文件进行介绍。