控制反转/依赖注入

其实这个Spring架构核心的概念没有这么复杂，更不像有些书上描述的那样晦涩。Java程序员都知道：java程序中的每个业务逻辑至少需要两个或以上的对象来协作完成，通常，每个对象在使用他的合作对象时，自己均要使用像new object（） 这样的语法来完成合作对象的申请工作。你会发现：对象间的耦合度高了。而IOC的思想是：Spring容器来实现这些相互依赖对象的创建、协调工作。对象只需要关系业务逻辑本身就可以了。从这方面来说，对象如何得到他的协作对象的责任被反转了（IOC、DI）。

这是我对Spring的IOC的体会。DI其实就是IOC的另外一种说法。DI是由Martin Fowler 在2004年初的一篇论文中首次提出的。他总结：控制的什么被反转了？就是：获得依赖对象的方式反转了。

如果对这一核心概念还不理解：这里引用一个叫Bromon的blog上找到的浅显易懂的答案：

IoC与DI

　　首先想说说IoC（Inversion of Control，控制倒转）。这是spring的核心，贯穿始终。所谓IoC，对于spring框架来说，就是由spring来负责控制对象的生命周期和对象间的关系。这是什么意思呢，举个简单的例子，我们是如何找女朋友的？常见的情况是，我们到处去看哪里有长得漂亮身材又好的mm，然后打听她们的兴趣爱好、qq号、电话号、ip号、iq号………，想办法认识她们，投其所好送其所要，然后嘿嘿……这个过程是复杂深奥的，我们必须自己设计和面对每个环节。传统的程序开发也是如此，在一个对象中，如果要使用另外的对象，就必须得到它（自己new一个，或者从JNDI中查询一个），使用完之后还要将对象销毁（比如Connection等），对象始终会和其他的接口或类藕合起来。

　　那么IoC是如何做的呢？有点像通过婚介找女朋友，在我和女朋友之间引入了一个第三者：婚姻介绍所。婚介管理了很多男男女女的资料，我可以向婚介提出一个列表，告诉它我想找个什么样的女朋友，比如长得像李嘉欣，身材像林熙雷，唱歌像周杰伦，速度像卡洛斯，技术像齐达内之类的，然后婚介就会按照我们的要求，提供一个mm，我们只需要去和她谈恋爱、结婚就行了。简单明了，如果婚介给我们的人选不符合要求，我们就会抛出异常。整个过程不再由我自己控制，而是有婚介这样一个类似容器的机构来控制。Spring所倡导的开发方式就是如此，所有的类都会在spring容器中登记，告诉spring你是个什么东西，你需要什么东西，然后spring会在系统运行到适当的时候，把你要的东西主动给你，同时也把你交给其他需要你的东西。所有的类的创建、销毁都由 spring来控制，也就是说控制对象生存周期的不再是引用它的对象，而是spring。对于某个具体的对象而言，以前是它控制其他对象，现在是所有对象都被spring控制，所以这叫控制反转。如果你还不明白的话，我决定放弃。

IoC的一个重点是在系统运行中，动态的向某个对象提供它所需要的其他对象。这一点是通过DI（Dependency Injection，依赖注入）来实现的。比如对象A需要操作数据库，以前我们总是要在A中自己编写代码来获得一个Connection对象，有了 spring我们就只需要告诉spring，A中需要一个Connection，至于这个Connection怎么构造，何时构造，A不需要知道。在系统运行时，spring会在适当的时候制造一个Connection，然后像打针一样，注射到A当中，这样就完成了对各个对象之间关系的控制。A需要依赖 Connection才能正常运行，而这个Connection是由spring注入到A中的，依赖注入的名字就这么来的。那么DI是如何实现的呢？ Java 1.3之后一个重要特征是反射（reflection），它允许程序在运行的时候动态的生成对象、执行对象的方法、改变对象的属性，spring就是通过反射来实现注入的。关于反射的相关资料请查阅java doc。
　理解了IoC和DI的概念后，一切都将变得简单明了，剩下的工作只是在spring的框架中堆积木而已。

如果还不明白，放弃java吧！

下面来让大家了解一下Spring到底是怎么运行的。

Java代码

1. public static void main(String[] args) {   
2.         ApplicationContext context = new FileSystemXmlApplicationContext(   
3.                 "applicationContext.xml");   
4.         Animal animal = (Animal) context.getBean("animal");   
5.         animal.say();   
6.     }  

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print?

1. public static void main(String[] args) {  
2.         ApplicationContext context = new FileSystemXmlApplicationContext(  
3.                 "applicationContext.xml");  
4.         Animal animal = (Animal) context.getBean("animal");  
5.         animal.say();  
6.     }  

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

这段代码你一定很熟悉吧，不过还是让我们分析一下它吧，首先是applicationContext.xml

Java代码

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

[java] view plaincopy

print?

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

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

他有一个类phz.springframework.test.Cat

Java代码

1. public class Cat implements Animal {   
2.     private String name;   
3.     public void say() {   
4.         System.out.println("I am " + name + "!");   
5.     }   
6.     public void setName(String name) {   
7.         this.name = name;   
8.     }   
9. }  

[java] view plaincopy

print?

1. public class Cat implements Animal {  
2.     private String name;  
3.     public void say() {  
4.         System.out.println("I am " + name + "!");  
5.     }  
6.     public void setName(String name) {  
7.         this.name = name;  
8.     }  
9. }  

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;}
}

实现了phz.springframework.test.Animal接口

Java代码

1. public interface Animal {   
2.     public void say();   
3. }  

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print?

1. public interface Animal {  
2.     public void say();  
3. }  

public interface Animal {public void say();
}

很明显上面的代码输出I am kitty!

那么到底Spring是如何做到的呢？
接下来就让我们自己写个Spring 来看看Spring 到底是怎么运行的吧！

首先，我们定义一个Bean类，这个类用来存放一个Bean拥有的属性

Java代码

1. /* Bean Id */  
2.     private String id;   
3.     /* Bean Class */  
4.     private String type;   
5.     /* Bean Property */  
6.     private Map<String, Object> properties = new HashMap<String, Object>();  

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print?

1. /* Bean Id */  
2.     private String id;  
3.     /* Bean Class */  
4.     private String type;  
5.     /* Bean Property */  
6.     private Map<String, Object> properties = new HashMap<String, Object>();  

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

一个Bean包括id,type,和Properties。

接下来Spring 就开始加载我们的配置文件了，将我们配置的信息保存在一个HashMap中，HashMap的key就是Bean 的 Id ，HasMap 的value是这个Bean，只有这样我们才能通过context.getBean("animal")这个方法获得Animal这个类。我们都知道Spirng可以注入基本类型，而且可以注入像List，Map这样的类型，接下来就让我们以Map为例看看Spring是怎么保存的吧

Map配置可以像下面的

Java代码

1. <bean id="test" class="Test">   
2.         <property name="testMap">   
3.             <map>   
4.                 <entry key="a">   
5.                     <value>1</value>   
6.                 </entry>   
7.                 <entry key="b">   
8.                     <value>2</value>   
9.                 </entry>   
10.             </map>   
11.         </property>   
12.     </bean>  

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print?

1. <bean id="test" class="Test">  
2.         <property name="testMap">  
3.             <map>  
4.                 <entry key="a">  
5.                     <value>1</value>  
6.                 </entry>  
7.                 <entry key="b">  
8.                     <value>2</value>  
9.                 </entry>  
10.             </map>  
11.         </property>  
12.     </bean>  

<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是怎样保存上面的配置呢？，代码如下：

Java代码

1. if (beanProperty.element("map") != null) {   
2.                     Map<String, Object> propertiesMap = new HashMap<String, Object>();   
3.                     Element propertiesListMap = (Element) beanProperty   
4.                             .elements().get(0);   
5.                     Iterator<?> propertiesIterator = propertiesListMap   
6.                             .elements().iterator();   
7.                     while (propertiesIterator.hasNext()) {   
8.                         Element vet = (Element) propertiesIterator.next();   
9.                         if (vet.getName().equals("entry")) {   
10.                             String key = vet.attributeValue("key");   
11.                             Iterator<?> valuesIterator = vet.elements()   
12.                                     .iterator();   
13.                             while (valuesIterator.hasNext()) {   
14.                                 Element value = (Element) valuesIterator.next();   
15.                                 if (value.getName().equals("value")) {   
16.                                     propertiesMap.put(key, value.getText());   
17.                                 }   
18.                                 if (value.getName().equals("ref")) {   
19.                                     propertiesMap.put(key, new String[] { value   
20.                                             .attributeValue("bean") });   
21.                                 }   
22.                             }   
23.                         }   
24.                     }   
25.                     bean.getProperties().put(name, propertiesMap);   
26.                 }  

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print?

1. if (beanProperty.element("map") != null) {  
2.                     Map<String, Object> propertiesMap = new HashMap<String, Object>();  
3.                     Element propertiesListMap = (Element) beanProperty  
4.                             .elements().get(0);  
5.                     Iterator<?> propertiesIterator = propertiesListMap  
6.                             .elements().iterator();  
7.                     while (propertiesIterator.hasNext()) {  
8.                         Element vet = (Element) propertiesIterator.next();  
9.                         if (vet.getName().equals("entry")) {  
10.                             String key = vet.attributeValue("key");  
11.                             Iterator<?> valuesIterator = vet.elements()  
12.                                     .iterator();  
13.                             while (valuesIterator.hasNext()) {  
14.                                 Element value = (Element) valuesIterator.next();  
15.                                 if (value.getName().equals("value")) {  
16.                                     propertiesMap.put(key, value.getText());  
17.                                 }  
18.                                 if (value.getName().equals("ref")) {  
19.                                     propertiesMap.put(key, new String[] { value  
20.                                             .attributeValue("bean") });  
21.                                 }  
22.                             }  
23.                         }  
24.                     }  
25.                     bean.getProperties().put(name, propertiesMap);  
26.                 }  

if (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);}

接下来就进入最核心部分了，让我们看看Spring 到底是怎么依赖注入的吧，其实依赖注入的思想也很简单，它是通过反射机制实现的，在实例化一个类时，它通过反射调用类中set方法将事先保存在HashMap中的类属性注入到类中。让我们看看具体它是怎么做的吧。
首先实例化一个类，像这样

Java代码

1. public static Object newInstance(String className) {   
2.         Class<?> cls = null;   
3.         Object obj = null;   
4.         try {   
5.             cls = Class.forName(className);   
6.             obj = cls.newInstance();   
7.         } catch (ClassNotFoundException e) {   
8.             throw new RuntimeException(e);   
9.         } catch (InstantiationException e) {   
10.             throw new RuntimeException(e);   
11.         } catch (IllegalAccessException e) {   
12.             throw new RuntimeException(e);   
13.         }   
14.         return obj;   
15.     }  

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print?

1. public static Object newInstance(String className) {  
2.         Class<?> cls = null;  
3.         Object obj = null;  
4.         try {  
5.             cls = Class.forName(className);  
6.             obj = cls.newInstance();  
7.         } catch (ClassNotFoundException e) {  
8.             throw new RuntimeException(e);  
9.         } catch (InstantiationException e) {  
10.             throw new RuntimeException(e);  
11.         } catch (IllegalAccessException e) {  
12.             throw new RuntimeException(e);  
13.         }  
14.         return obj;  
15.     }  

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;}

接着它将这个类的依赖注入进去，像这样

Java代码

1. public static void setProperty(Object obj, String name, String value) {   
2.         Class<? extends Object> clazz = obj.getClass();   
3.         try {   
4.             String methodName = returnSetMthodName(name);   
5.             Method[] ms = clazz.getMethods();   
6.             for (Method m : ms) {   
7.                 if (m.getName().equals(methodName)) {   
8.                     if (m.getParameterTypes().length == 1) {   
9.                         Class<?> clazzParameterType = m.getParameterTypes()[0];   
10.                         setFieldValue(clazzParameterType.getName(), value, m,   
11.                                 obj);   
12.                         break;   
13.                     }   
14.                 }   
15.             }   
16.         } catch (SecurityException e) {   
17.             throw new RuntimeException(e);   
18.         } catch (IllegalArgumentException e) {   
19.             throw new RuntimeException(e);   
20.         } catch (IllegalAccessException e) {   
21.             throw new RuntimeException(e);   
22.         } catch (InvocationTargetException e) {   
23.             throw new RuntimeException(e);   
24.         }   
25. }  

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print?

1. public static void setProperty(Object obj, String name, String value) {  
2.         Class<? extends Object> clazz = obj.getClass();  
3.         try {  
4.             String methodName = returnSetMthodName(name);  
5.             Method[] ms = clazz.getMethods();  
6.             for (Method m : ms) {  
7.                 if (m.getName().equals(methodName)) {  
8.                     if (m.getParameterTypes().length == 1) {  
9.                         Class<?> clazzParameterType = m.getParameterTypes()[0];  
10.                         setFieldValue(clazzParameterType.getName(), value, m,  
11.                                 obj);  
12.                         break;  
13.                     }  
14.                 }  
15.             }  
16.         } catch (SecurityException e) {  
17.             throw new RuntimeException(e);  
18.         } catch (IllegalArgumentException e) {  
19.             throw new RuntimeException(e);  
20.         } catch (IllegalAccessException e) {  
21.             throw new RuntimeException(e);  
22.         } catch (InvocationTargetException e) {  
23.             throw new RuntimeException(e);  
24.         }  
25. }  

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);}
}

最后它将这个类的实例返回给我们，我们就可以用了。我们还是以Map为例看看它是怎么做的，我写的代码里面是创建一个HashMap并把该HashMap注入到需要注入的类中，像这样，

Java代码

1. if (value instanceof Map) {   
2.                 Iterator<?> entryIterator = ((Map<?, ?>) value).entrySet()   
3.                         .iterator();   
4.                 Map<String, Object> map = new HashMap<String, Object>();   
5.                 while (entryIterator.hasNext()) {   
6.                     Entry<?, ?> entryMap = (Entry<?, ?>) entryIterator.next();   
7.                     if (entryMap.getValue() instanceof String[]) {   
8.                         map.put((String) entryMap.getKey(),   
9.                                 getBean(((String[]) entryMap.getValue())[0]));   
10.                     }   
11.                 }   
12.                 BeanProcesser.setProperty(obj, property, map);   
13.             }  

[java] view plaincopy

print?

1. if (value instanceof Map) {  
2.                 Iterator<?> entryIterator = ((Map<?, ?>) value).entrySet()  
3.                         .iterator();  
4.                 Map<String, Object> map = new HashMap<String, Object>();  
5.                 while (entryIterator.hasNext()) {  
6.                     Entry<?, ?> entryMap = (Entry<?, ?>) entryIterator.next();  
7.                     if (entryMap.getValue() instanceof String[]) {  
8.                         map.put((String) entryMap.getKey(),  
9.                                 getBean(((String[]) entryMap.getValue())[0]));  
10.                     }  
11.                 }  
12.                 BeanProcesser.setProperty(obj, property, map);  
13.             }  

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);}

好了，这样我们就可以用Spring 给我们创建的类了，是不是也不是很难啊？当然Spring能做到的远不止这些，这个示例程序仅仅提供了Spring最核心的依赖注入功能中的一部分。
本文参考了大量文章无法一一感谢，在这一起感谢，如果侵犯了你的版权深表歉意，很希望对大家有帮助！