深入理解Spring IOC

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Spring
專欄：深入理解Spring IOC

??其他專欄：java面試?數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)?源碼解讀?故障分析?系統(tǒng)設(shè)計

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1. IOC 理論

IOC 全稱控制反轉(zhuǎn)，英文名為?Inversion of Control，它還有一個別名為 DI（Dependency Injection）,即依賴注入。

在我們剛接觸Spring的時候，我們就聽說了IOC，但是對于IOC的理解，貌似有些苦難。

我們對他的理解可能都是停留在以下內(nèi)容：

就是一個類的實例化過程本來應(yīng)由有我們自己控制new的過程，現(xiàn)在我們可以把控制權(quán)交給Spring框架來處理實例化對象。(獲得對象的方式反轉(zhuǎn)了)

降低程序間的耦合（依賴關(guān)系）

從字面看上去很簡單，“控制”AND “反轉(zhuǎn)”。但是我們?nèi)绾卫斫狻翱刂品崔D(zhuǎn)”呢？

那么我們就應(yīng)該弄清以下四個問題：

誰控制誰
控制什么
為何是反轉(zhuǎn)
哪些方面反轉(zhuǎn)了

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在回答這四個問題之前，我們先看 IOC 的定義：

所謂 IOC ，就是由 Spring IOC 容器來負(fù)責(zé)對象的生命周期和對象之間的關(guān)系

上面這句話是整個 IOC 理論的核心。如何來理解這句話？我們引用一個例子來走闡述（看完該例子上面四個問題也就不是問題了）。

找女朋友，一般情況下我們是如何來找女朋友的呢？首先我們需要根據(jù)自己的需求（漂亮、身材好、性格好）找一個妹子（喜歡吃軟飯也可能是有錢阿姨啥的），然后到處打聽她的興趣愛好、微信、電話號碼，然后各種投其所好送其所要，最后追到手。如下：

/**
 * 年輕小伙子
 */
public class YoungMan {

    private BeautifulGirl beautifulGirl;

    YoungMan(){

        // 可能你比較牛逼哈，指腹為婚

        // beautifulGirl = new BeautifulGirl();

    }

    public void setBeautifulGirl(BeautifulGirl beautifulGirl) {

        this.beautifulGirl = beautifulGirl;

    }

    public static void main(String[] args){

        YoungMan you = new YoungMan();

        BeautifulGirl beautifulGirl = new BeautifulGirl("你的各種條件");

        beautifulGirl.setxxx("各種投其所好");

        // 然后你有女票了，真厲害

        you.setBeautifulGirl(beautifulGirl);

    }

}

這就是我們通常做事的方式，如果我們需要某個對象，一般都是采用這種直接創(chuàng)建的方式(new BeautifulGirl())，這個過程復(fù)雜而又繁瑣，而且我們必須要面對每個環(huán)節(jié)，而且使用完成之后我們還要復(fù)雜銷毀它，這種情況下我們的對象與它所依賴的對象耦合在一起。

其實我們需要思考一個問題？我們每次用到自己依賴的對象真的需要自己去創(chuàng)建嗎？我們知道，我們依賴對象其實并不是依賴該對象本身，而是依賴它所提供的服務(wù)，只要在我們需要它的時候，它能夠及時提供服務(wù)即可，至于它是我們主動去創(chuàng)建的還是別人送給我們的，其實并不是那么重要。再說了，相比于自己千辛萬苦去創(chuàng)建它還要管理善后而言，直接有人送過來是不是顯得更加好呢？

這個給我們送東西的“人” 就是 IOC ，在上面的例子中，它就相當(dāng)于一個婚介公司，作為一個婚介公司它管理著很多男男女女的資料，當(dāng)我們需要一個女朋友的時候，直接跟婚介公司提出我們的需求，婚介公司則會根據(jù)我們的需求提供一個妹子給我們，我們只需要負(fù)責(zé)談戀愛，生猴子就行了。你看，這樣是不是很簡單明了。

誠然，作為婚介公司的 IOC 幫我們省略了找女朋友的繁雜過程，將原來的主動尋找變成了現(xiàn)在的被動接受，更加簡潔輕便。你想啊，原來你還得鞍馬前后，各種巴結(jié)，什么東西都需要自己去親力親為，現(xiàn)在好了，直接有人把現(xiàn)成的送過來，多么美妙的事情啊。所以，簡單點說，IOC 的理念就是讓別人為你服務(wù)，如下圖（摘自Spring揭秘）：

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在沒有引入 IoC 的時候，被注入的對象直接依賴于被依賴的對象，有了 IOC 后，兩者及其他們的關(guān)系都是通過 Ioc Service Provider 來統(tǒng)一管理維護(hù)的。被注入的對象需要什么，直接跟 IoC Service Provider 打聲招呼，后者就會把相應(yīng)的被依賴對象注入到被注入的對象中，從而達(dá)到 IOC Service Provider 為被注入對象服務(wù)的目的。所以 IOC 就是這么簡單！原來是需要什么東西自己去拿，現(xiàn)在是需要什么東西讓別人（IOC Service Provider）送過來

現(xiàn)在在看上面那四個問題，答案就顯得非常明顯了:

誰控制誰：在傳統(tǒng)的開發(fā)模式下，我們都是采用直接 new 一個對象的方式來創(chuàng)建對象，也就是說你依賴的對象直接由你自己控制，但是有了 IOC 容器后，則直接由 IOC 容器來控制。所以“誰控制誰”，當(dāng)然是 IOC 容器控制對象
控制什么：控制對象。
為何是反轉(zhuǎn)：沒有 IOC 的時候我們都是在自己對象中主動去創(chuàng)建被依賴的對象，這是正轉(zhuǎn)。但是有了 IOC 后，所依賴的對象直接由 IOC 容器創(chuàng)建后注入到被注入的對象中，依賴的對象由原來的主動獲取變成被動接受，所以是反轉(zhuǎn)。
哪些方面反轉(zhuǎn)了：所依賴對象的獲取被反轉(zhuǎn)了。

妹子有了，但是如何擁有妹子呢？這也是一門學(xué)問。

可能你比較牛逼，剛剛出生的時候就指腹為婚了。
大多數(shù)情況我們還是會考慮自己想要什么樣的妹子，所以還是需要向婚介公司打招呼的。
還有一種情況就是，你根本就不知道自己想要什么樣的妹子，直接跟婚介公司說，我就要一個這樣的妹子。

1.1 注入形式

所以，IOC Service Provider 為被注入對象提供被依賴對象也有如下幾種方式：構(gòu)造方法注入、stter方法注入、接口注入。

① 構(gòu)造器注入

構(gòu)造器注入，顧名思義就是被注入的對象通過在其構(gòu)造方法中聲明依賴對象的參數(shù)列表，讓外部知道它需要哪些依賴對象。

YoungMan(BeautifulGirl beautifulGirl) {
    this.beautifulGirl = beautifulGirl;
}

構(gòu)造器注入方式比較直觀，對象構(gòu)造完畢后就可以直接使用，這就好比你出生你家里就給你指定了你媳婦。

② setter 方法注入

對于 JavaBean 對象而言，我們一般都是通過 getter 和 setter 方法來訪問和設(shè)置對象的屬性。所以，當(dāng)前對象只需要為其所依賴的對象提供相對應(yīng)的 setter 方法，就可以通過該方法將相應(yīng)的依賴對象設(shè)置到被注入對象中。如下：

public class YoungMan {

    private BeautifulGirl beautifulGirl;

    public void setBeautifulGirl(BeautifulGirl beautifulGirl) {
        this.beautifulGirl = beautifulGirl;
    }

}

相比于構(gòu)造器注入，setter 方式注入會顯得比較寬松靈活些，它可以在任何時候進(jìn)行注入（當(dāng)然是在使用依賴對象之前），這就好比你可以先把自己想要的妹子想好了，然后再跟婚介公司打招呼，你可以要林志玲款式的，趙麗穎款式的，甚至鳳姐哪款的，隨意性較強(qiáng)。

③ 接口方式注入

接口方式注入顯得比較霸道，因為它需要被依賴的對象實現(xiàn)不必要的接口，帶有侵入性。一般都不推薦這種方式。

1.2 推薦文章

關(guān)于 IOC 理論部分，在這里就不在闡述，這里推薦幾篇博客閱讀：

《談?wù)剬?Spring IoC 的理解》
《Spring IoC 原理（看完后大家可以自己寫一個spring）》

2. 各個組件

先看下圖（摘自:系統(tǒng)設(shè)計深入理解Spring IOC,Spring,spring,java,后端 ?

該圖為 ClassPathXmlApplicationContext 的類繼承體系結(jié)構(gòu)，雖然只有一部分，但是它基本上包含了 IOC 體系中大部分的核心類和接口。

下面我們就針對這個圖進(jìn)行簡單的拆分和補(bǔ)充說明

2.1 Resource 體系

org.springframework.core.io.Resource，對資源的抽象。它的每一個實現(xiàn)類都代表了一種資源的訪問策略，如 ClassPathResource、RLResource、FileSystemResource 等。深入理解Spring IOC,Spring,spring,java,后端 ?

2.2 ResourceLoader 體系

有了資源，就應(yīng)該有資源加載，Spring 利用?org.springframework.core.io.ResourceLoader?來進(jìn)行統(tǒng)一資源加載，類圖如下：深入理解Spring IOC,Spring,spring,java,后端 ?

2.3?BeanFactory 體系

org.springframework.beans.factory.BeanFactory，是一個非常純粹的 bean 容器，它是 IOC 必備的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其中 BeanDefinition 是它的基本結(jié)構(gòu)。BeanFactory 內(nèi)部維護(hù)著一個BeanDefinition map ，并可根據(jù) BeanDefinition 的描述進(jìn)行 bean 的創(chuàng)建和管理。

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BeanFactory 有三個直接子類 ListableBeanFactory、HierarchicalBeanFactory 和 AutowireCapableBeanFactory 。
DefaultListableBeanFactory 為最終默認(rèn)實現(xiàn)，它實現(xiàn)了所有接口。

2.4?BeanDefinition 體系

org.springframework.beans.factory.config.BeanDefinition?，用來描述 Spring 中的 Bean 對象。

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BeanDefinition 類圖

2.5?BeanDefinitionReader 體系

org.springframework.beans.factory.support.BeanDefinitionReader?的作用是讀取 Spring 的配置文件的內(nèi)容，并將其轉(zhuǎn)換成 IOC 容器內(nèi)部的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ：BeanDefinition 。

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2.6?ApplicationContext 體系

org.springframework.context.ApplicationContext?，這個就是大名鼎鼎的 Spring 容器，它叫做應(yīng)用上下文，與我們應(yīng)用息息相關(guān)。它繼承 BeanFactory ，所以它是 BeanFactory 的擴(kuò)展升級版，如果BeanFactory 是屌絲的話，那么 ApplicationContext 則是名副其實的高富帥。由于 ApplicationContext 的結(jié)構(gòu)就決定了它與 BeanFactory 的不同，其主要區(qū)別有：

繼承?org.springframework.context.MessageSource?接口，提供國際化的標(biāo)準(zhǔn)訪問策略。
繼承?org.springframework.context.ApplicationEventPublisher?接口，提供強(qiáng)大的事件機(jī)制。
擴(kuò)展 ResourceLoader ，可以用來加載多種 Resource ，可以靈活訪問不同的資源。
對 Web 應(yīng)用的支持。?