業務場景: 在使用Java進行開發業務的過程中,很多時候一個業務是由各種組件組成,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,也不存在什麼問題。但是在業務邏輯複雜並且多人協作開發的項目中,這會導致業務和組件之間的關係錯綜複雜而且不便於管理,對象之間的耦合度變得很高,這就是所謂的牽一髮而動全身吧。 而這個問題在spring中得到了解決,它的核心在於Ioc思想:
Ioc:全文是Inversion of Control。翻譯過來就是控制反轉,意思是對象之間的關係不再由傳統的程序來控制,而是由spring容器來統一控制這些對象創建、協調、銷燬,而對象只需要完成業務邏輯即可。
這裏引用一個叫Bromon的blog對Ioc的講解:
首先想說說IoC(Inversion of Control,控制倒轉) 這是spring的核心,貫穿始終。所謂IoC,對於spring框架來說,就是由spring來負責控制對象的生命週期和對象間的關係。舉個例子,我們是如何找女朋友的?常見的情況是,我們到處去看哪裏有長得漂亮身材又好的mm,然後打聽她們的興趣愛好、qq號、電話號…,想辦法認識她們,投其所好送其所好,然後嘿嘿…這個過程是複雜深奧的,我們必須自己設計和麪對每個環節。 傳統的程序開發也是如此,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),使用完之後還要將對象銷燬(比如Connection等),對象始終會和其他的接口或類藕合起來。
那麼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。婚介管理了很多男男女女的資料,我可以向婚介提出一個列表,告訴它我想找個什麼樣的女朋友,比如長得像李嘉欣,身材像林熙雷,技術像齊達內之類的,然後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、結婚就行了。簡單明瞭,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來控制。
Spring所倡導的開發方式就是如此:所有的類都會在spring容器中登記,告訴spring你是個什麼東西,你需要什麼東西,然後spring會在系統運行到適當的時候,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。所有的類的創建、銷燬都由 spring來控制,也就是說控制對象生存週期的不再是引用它的對象,而是spring。對於某個具體的對象而言,以前是它控制其他對象,現在是所有對象都被spring控制,所以這叫控制反轉。
IoC的一個重點是在系統運行中,動態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)來實現的。比如對象A需要操作數據庫,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,至於這個Connection怎麼構造,何時構造,A不需要知道。在系統運行時,spring會在適當的時候製造一個Connection,然後像打針一樣,注射到A當中,這樣就完成了對各個對象之間關係的控制。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麼來的。 那麼DI是如何實現的呢? Java 1.3之後一個重要特徵是反射(reflection),它允許程序在運行的時候動態的生成對象、執行對象的方法、改變對象的屬性,spring就是通過反射來實現注入的。
下面來讓大家瞭解一下Spring到底是怎麼運行的
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 }
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
1 <bean id="animal" class="phz.springframework.test.Cat"> 2 <property name="name" value="kitty" /> 3 </bean>
他有一個類phz.springframework.test.Cat
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 }
實現了phz.springframework.test.Animal接口
1public interface Animal { 2 public void say(); 3}
很明顯上面的代碼輸出I am kitty! 那麼到底Spring是如何做到的呢? 接下來就讓我們自己寫個Spring 來看看Spring 到底是怎麼運行的吧! 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
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>(); 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爲例看看Spring是怎麼保存的吧
Map配置可以像下面的
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>
Spring是怎樣保存上面的配置呢?,代碼如下:
1(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 }
接下來就進入最核心部分了,讓我們看看Spring 到底是怎麼依賴注入的吧,其實依賴注入的思想也很簡單,它是通過反射機制實現的,在實例化一個類時,它通過反射調用類中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麼做的吧。 首先實例化一個類,像這樣
1public 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 }
接着它將這個類的依賴注入進去,像這樣
1public 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}
最後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爲例看看它是怎麼做的,我寫的代碼裏面是創建一個HashMap並把該HashMap注入到需要注入的類中,像這樣:
1if (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 }
到這裏大體可以瞭解到spring實現Ioc的原理。
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