簡單談?wù)凷pring Ioc原理解析

更新時間：2018年09月23日 12:05:48 作者：Spring資料

學(xué)習(xí)過Spring框架的人一定都會聽過Spring的IoC(控制反轉(zhuǎn)) 、DI(依賴注入)這兩個概念，對于初學(xué)Spring的人來說，總覺得IoC 、DI這兩個概念是模糊不清的，是很難理解的，今天和大家分享網(wǎng)上的一些技術(shù)大牛們對Spring框架的IOC的理解以及談?wù)勎覍pring Ioc的理解。

業(yè)務(wù)場景: 在使用Java進(jìn)行開發(fā)業(yè)務(wù)的過程中，很多時候一個業(yè)務(wù)是由各種組件組成，在每個使用到這些組件時都會毫不猶豫的new一個組件對象來使用，在小項目中這樣的做法無可厚非，也不存在什么問題。但是在業(yè)務(wù)邏輯復(fù)雜并且多人協(xié)作開發(fā)的項目中，這會導(dǎo)致業(yè)務(wù)和組件之間的關(guān)系錯綜復(fù)雜而且不便于管理，對象之間的耦合度變得很高，這就是所謂的牽一發(fā)而動全身吧。而這個問題在spring中得到了解決，它的核心在于Ioc思想：

Ioc：全文是Inversion of Control。翻譯過來就是控制反轉(zhuǎn)，意思是對象之間的關(guān)系不再由傳統(tǒng)的程序來控制，而是由spring容器來統(tǒng)一控制這些對象創(chuàng)建、協(xié)調(diào)、銷毀，而對象只需要完成業(yè)務(wù)邏輯即可。

這里引用一個叫Bromon的blog對Ioc的講解：

首先想說說IoC（Inversion of Control，控制倒轉(zhuǎn)）這是spring的核心，貫穿始終。所謂IoC，對于spring框架來說，就是由spring來負(fù)責(zé)控制對象的生命周期和對象間的關(guān)系。舉個例子，我們是如何找女朋友的？常見的情況是，我們到處去看哪里有長得漂亮身材又好的mm，然后打聽她們的興趣愛好、qq號、電話號…，想辦法認(rèn)識她們，投其所好送其所好，然后嘿嘿…這個過程是復(fù)雜深奧的，我們必須自己設(shè)計和面對每個環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的程序開發(fā)也是如此，在一個對象中，如果要使用另外的對象，就必須得到它（自己new一個，或者從JNDI中查詢一個），使用完之后還要將對象銷毀（比如Connection等），對象始終會和其他的接口或類藕合起來。

那么IoC是如何做的呢？有點像通過婚介找女朋友，在我和女朋友之間引入了一個第三者：婚姻介紹所?；榻楣芾砹撕芏嗄心信馁Y料，我可以向婚介提出一個列表，告訴它我想找個什么樣的女朋友，比如長得像李嘉欣，身材像林熙雷，技術(shù)像齊達(dá)內(nèi)之類的，然后婚介就會按照我們的要求，提供一個mm，我們只需要去和她談戀愛、結(jié)婚就行了。簡單明了，如果婚介給我們的人選不符合要求，我們就會拋出異常。整個過程不再由我自己控制，而是有婚介這樣一個類似容器的機構(gòu)來控制。

Spring所倡導(dǎo)的開發(fā)方式就是如此：所有的類都會在spring容器中登記，告訴spring你是個什么東西，你需要什么東西，然后spring會在系統(tǒng)運行到適當(dāng)?shù)臅r候，把你要的東西主動給你，同時也把你交給其他需要你的東西。所有的類的創(chuàng)建、銷毀都由 spring來控制，也就是說控制對象生存周期的不再是引用它的對象，而是spring。對于某個具體的對象而言，以前是它控制其他對象，現(xiàn)在是所有對象都被spring控制，所以這叫控制反轉(zhuǎn)。

IoC的一個重點是在系統(tǒng)運行中，動態(tài)的向某個對象提供它所需要的其他對象。這一點是通過DI（Dependency Injection，依賴注入）來實現(xiàn)的。比如對象A需要操作數(shù)據(jù)庫，以前我們總是要在A中自己編寫代碼來獲得一個Connection對象，有了 spring我們就只需要告訴spring，A中需要一個Connection，至于這個Connection怎么構(gòu)造，何時構(gòu)造，A不需要知道。在系統(tǒng)運行時，spring會在適當(dāng)?shù)臅r候制造一個Connection，然后像打針一樣，注射到A當(dāng)中，這樣就完成了對各個對象之間關(guān)系的控制。A需要依賴 Connection才能正常運行，而這個Connection是由spring注入到A中的，依賴注入的名字就這么來的。那么DI是如何實現(xiàn)的呢？ Java 1.3之后一個重要特征是反射（reflection），它允許程序在運行的時候動態(tài)的生成對象、執(zhí)行對象的方法、改變對象的屬性，spring就是通過反射來實現(xiàn)注入的。

下面來讓大家了解一下Spring到底是怎么運行的

 public static void main(String[] args) {  
    ApplicationContext context = new FileSystemXmlApplicationContext(  
        "applicationContext.xml");  
    Animal animal = (Animal) context.getBean("animal");  
    animal.say();  
  }

這段代碼你一定很熟悉吧，不過還是讓我們分析一下它吧，首先是applicationContext.xml

 <bean id="animal" class="phz.springframework.test.Cat">  
    <property name="name" value="kitty" />  
  </bean>

他有一個類phz.springframework.test.Cat

 public class Cat implements Animal {  
  private String name;  
  public void say() {  
    System.out.println("I am " + name + "!");  
  }  
  public void setName(String name) {  
    this.name = name;  
  }  
 }

實現(xiàn)了phz.springframework.test.Animal接口

public interface Animal {  
  public void say();  
}

很明顯上面的代碼輸出I am kitty! 那么到底Spring是如何做到的呢？接下來就讓我們自己寫個Spring 來看看Spring 到底是怎么運行的吧！首先，我們定義一個Bean類，這個類用來存放一個Bean擁有的屬性

/* Bean Id */ 
  private String id;  
  /* Bean Class */ 
  private String type;  
  /* Bean Property */ 
  private Map<String, Object> properties = new HashMap<String, Object>();

一個Bean包括id,type,和Properties。

接下來Spring 就開始加載我們的配置文件了，將我們配置的信息保存在一個HashMap中，HashMap的key就是Bean 的 Id ，HasMap 的value是這個Bean，只有這樣我們才能通過context.getBean("animal")這個方法獲得Animal這個類。我們都知道Spirng可以注入基本類型，而且可以注入像List，Map這樣的類型，接下來就讓我們以Map為例看看Spring是怎么保存的吧

Map配置可以像下面的

<bean id="test" class="Test">  
    <property name="testMap">  
      <map>  
        <entry key="a">  
          <value>1</value>  
        </entry>  
        <entry key="b">  
          <value>2</value>  
        </entry>  
      </map>  
    </property>  
  </bean>

Spring是怎樣保存上面的配置呢？，代碼如下：

(beanProperty.element("map") != null) {  
          Map<String, Object> propertiesMap = new HashMap<String, Object>();  
          Element propertiesListMap = (Element) beanProperty  
              .elements().get(0);  
          Iterator<?> propertiesIterator = propertiesListMap  
              .elements().iterator();  
          while (propertiesIterator.hasNext()) {  
            Element vet = (Element) propertiesIterator.next();  
            if (vet.getName().equals("entry")) {  
              String key = vet.attributeValue("key");  
              Iterator<?> valuesIterator = vet.elements()  
                  .iterator();  
              while (valuesIterator.hasNext()) {  
                Element value = (Element) valuesIterator.next();  
                if (value.getName().equals("value")) {  
                  propertiesMap.put(key, value.getText());  
                }  
                if (value.getName().equals("ref")) {  
                  propertiesMap.put(key, new String[] { value  
                      .attributeValue("bean") });  
                }  
              }  
            }  
          }  
          bean.getProperties().put(name, propertiesMap);  
        }

接下來就進(jìn)入最核心部分了，讓我們看看Spring 到底是怎么依賴注入的吧，其實依賴注入的思想也很簡單，它是通過反射機制實現(xiàn)的，在實例化一個類時，它通過反射調(diào)用類中set方法將事先保存在HashMap中的類屬性注入到類中。讓我們看看具體它是怎么做的吧。首先實例化一個類，像這樣

public static Object newInstance(String className) {  
    Class<?> cls = null;  
    Object obj = null;  
    try {  
      cls = Class.forName(className);  
      obj = cls.newInstance();  
    } catch (ClassNotFoundException e) {  
      throw new RuntimeException(e);  
    } catch (InstantiationException e) {  
      throw new RuntimeException(e);  
    } catch (IllegalAccessException e) {  
      throw new RuntimeException(e);  
    }  
    return obj;  
  }

接著它將這個類的依賴注入進(jìn)去，像這樣

public static void setProperty(Object obj, String name, String value) {  
    Class<? extends Object> clazz = obj.getClass();  
    try {  
      String methodName = returnSetMthodName(name);  
      Method[] ms = clazz.getMethods();  
      for (Method m : ms) {  
        if (m.getName().equals(methodName)) {  
          if (m.getParameterTypes().length == 1) {  
            Class<?> clazzParameterType = m.getParameterTypes()[0];  
            setFieldValue(clazzParameterType.getName(), value, m,  
                obj);  
            break;  
          }  
        }  
      }  
    } catch (SecurityException e) {  
      throw new RuntimeException(e);  
    } catch (IllegalArgumentException e) {  
      throw new RuntimeException(e);  
    } catch (IllegalAccessException e) {  
      throw new RuntimeException(e);  
    } catch (InvocationTargetException e) {  
      throw new RuntimeException(e);  
    }  
}

最后它將這個類的實例返回給我們，我們就可以用了。我們還是以Map為例看看它是怎么做的，我寫的代碼里面是創(chuàng)建一個HashMap并把該HashMap注入到需要注入的類中，像這樣：

if (value instanceof Map) {  
        Iterator<?> entryIterator = ((Map<?, ?>) value).entrySet()  
            .iterator();  
        Map<String, Object> map = new HashMap<String, Object>();  
        while (entryIterator.hasNext()) {  
          Entry<?, ?> entryMap = (Entry<?, ?>) entryIterator.next();  
          if (entryMap.getValue() instanceof String[]) {  
            map.put((String) entryMap.getKey(),  
                getBean(((String[]) entryMap.getValue())[0]));  
          }  
        }  
        BeanProcesser.setProperty(obj, property, map);  
      }

到這里大體可以了解到spring實現(xiàn)Ioc的原理。

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