Spring IoC 概述

IoC：Inverse of Control（控制反轉）

  • 讀作「反轉控制」，更好理解，不是什麼技術，而是一種設計思想，就是將原本在程序中手動創建對象的控制權，交由Spring框架來管理。
  • 正控：若要使用某個對象，需要自己去負責對象的創建
  • 反控：若要使用某個對象，只需要從 Spring 容器中獲取需要使用的對象，不關心對象的創建過程，也就是把創建對象的控制權反轉給了Spring框架
  • 好萊塢法則：Don』t call me ,I』ll call you

一個例子

控制反轉顯然是一個抽象的概念，我們舉一個鮮明的例子來說明。

在現實生活中，人們要用到一樣東西的時候，第一反應就是去找到這件東西，比如想喝新鮮橙汁，在沒有飲品店的日子裡，最直觀的做法就是：買果汁機、買橙子，然後準備開水。值得注意的是：這些都是你自己「主動」創造的過程，也就是說一杯橙汁需要你自己創造。

然而到了今時今日，由於飲品店的盛行，當我們想喝橙汁時，第一想法就轉換成了找到飲品店的聯繫方式，通過電話等渠道描述你的需要、地址、聯繫方式等，下訂單等待，過一會兒就會有人送來橙汁了。

請注意你並沒有「主動」去創造橙汁，橙汁是由飲品店創造的，而不是你，然而也完全達到了你的要求，甚至比你創造的要好上那麼一些。

Spring IoC 闡述

這就是一種控制反轉的理念，上述的例子已經很好的說明瞭問題，我們再來描述一下控制反轉的概念：控制反轉是一種通過描述（在 Java 中可以是 XML 或者註解）並通過第三方（Spring）去產生或獲取特定對象的方式。

  • 好處： 降低對象之間的耦合 我們不需要理解一個類的具體實現，只需要知道它有什麼用就好了（直接向 IoC 容器拿）

主動創建的模式中，責任歸於開發者，而在被動的模式下，責任歸於 IoC 容器，基於這樣的被動形式，我們就說對象被控制反轉了。（也可以說是反轉了控制）

Spring IoC 容器

Spring 會提供 IoC 容器來管理和容納我們所開發的各種各樣的 Bean，並且我們可以從中獲取各種發布在 Spring IoC 容器裏的 Bean，並且通過描述可以得到它。

Spring IoC 容器的設計

Spring IoC 容器的設計主要是基於以下兩個介面：

  • BeanFactory
  • ApplicationContext

其中 ApplicationContext 是 BeanFactory 的子介面之一，換句話說：BeanFactory 是 Spring IoC 容器所定義的最底層介面，而 ApplicationContext 是其最高級介面之一，並對 BeanFactory 功能做了許多的擴展，所以在絕大部分的工作場景下，都會使用 ApplicationContext 作為 Spring IoC 容器。

BeanFactory

從上圖中我們可以幾乎看到， BeanFactory 位於設計的最底層，它提供了 Spring IoC 最底層的設計，為此，我們先來看看該類中提供了哪些方法：

由於這個介面的重要性，所以有必要在這裡作一下簡短的說明：

  • 【getBean】 對應了多個方法來獲取配置給 Spring IoC 容器的 Bean。

① 按照類型拿 bean：

bean = (Bean) factory.getBean(Bean.class);

注意：要求在 Spring 中只配置了一個這種類型的實例，否則報錯。（如果有多個那 Spring 就懵了，不知道該獲取哪一個）

② 按照 bean 的名字拿 bean:

bean = (Bean) factory.getBean("beanName");

注意：這種方法不太安全，IDE 不會檢查其安全性（關聯性）

③ 按照名字和類型拿 bean：（推薦）

bean = (Bean) factory.getBean("beanName", Bean.class);

  • 【isSingleton】 用於判斷是否單例，如果判斷為真，其意思是該 Bean 在容器中是作為一個唯一單例存在的。而【isPrototype】則相反，如果判斷為真，意思是當你從容器中獲取 Bean，容器就為你生成一個新的實例。

注意：在默認情況下，【isSingleton】為 ture，而【isPrototype】為 false

  • 關於 type 的匹配，這是一個按 Java 類型匹配的方式
  • 【getAliases】方法是獲取別名的方法

這就是 Spring IoC 最底層的設計，所有關於 Spring IoC 的容器將會遵守它所定義的方法。

ApplicationContext

根據 ApplicationContext 的類繼承關係圖，可以看到 ApplicationContext 介面擴展了許許多多的介面，因此它的功能十分強大，所以在實際應用中常常會使用到的是

ApplicationContext 介面，因為 BeanFactory 的方法和功能較少，而 ApplicationContext 的方法和功能較多。

通過上一篇 IoC 的例子，我們來認識一個 ApplicationContext 的子類——ClassPathXmlApplicationContext。

1.先在【src】目錄下創建一個 【bean.xml】 文件：

<?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">
<!-- 通過 xml 方式裝配 bean -->
<bean name="source" class="pojo.Source">
<property name="fruit" value="橙子"/>
<property name="sugar" value="多糖"/>
<property name="size" value="超大杯"/>
</bean>
</beans>

2.這裡定義了一個 bean ，這樣 Spring IoC 容器在初始化的時候就能找到它們，然後使用 ClassPathXmlApplicationContext 容器就可以將其初始化：

ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("bean.xml");
Source source = (Source) context.getBean("source", Source.class);

System.out.println(source.getFruit());
System.out.println(source.getSugar());
System.out.println(source.getSize());

這樣就會使用 Application 的實現類 ClassPathXmlApplicationContext 去初始化 Spring IoC 容器，然後開發者就可以通過 IoC 容器來獲取資源了啦！

關於 Spring Bean 的裝配以及一些細節，會在下一篇文章中講到

ApplicationContext 常見實現類：

1.ClassPathXmlApplicationContext： 讀取classpath中的資源

ApplicationContext ctx = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");

2:FileSystemXmlApplicationContext:- 讀取指定路徑的資源

ApplicationContext ac = new FileSystemXmlApplicationContext("c:/applicationContext.xml");

3.XmlWebApplicationContext: 需要在Web的環境下才可以運行

XmlWebApplicationContext ac = new XmlWebApplicationContext(); // 這時並沒有初始化容器
ac.setServletContext(servletContext); // 需要指定ServletContext對象
ac.setConfigLocation("/WEB-INF/applicationContext.xml"); // 指定配置文件路徑，開頭的斜線表示Web應用的根目錄
ac.refresh(); // 初始化容器

BeanFactory 和 ApplicationContext 的區別：

  • BeanFactory：是Spring中最底層的介面，只提供了最簡單的IoC功能,負責配置，創建和管理bean。 在應用中，一般不使用 BeanFactory，而推薦使用ApplicationContext（應用上下文），原因如下。
  • ApplicationContext： 1.繼承了 BeanFactory，擁有了基本的 IoC 功能； 2.除此之外，ApplicationContext 還提供了以下功能： ① 支持國際化； ② 支持消息機制； ③ 支持統一的資源載入； ④ 支持AOP功能；

Spring IoC 的容器的初始化和依賴注入

雖然 Spring IoC 容器的生成十分的複雜，但是大體瞭解一下 Spring IoC 初始化的過程還是必要的。這對於理解 Spring 的一系列行為是很有幫助的。

注意：Bean 的定義和初始化在 Spring IoC 容器是兩大步驟，它是先定義，然後初始化和依賴注入的。

  • Bean 的定義分為 3 步：
  • 1.Resource 定位 Spring IoC 容器先根據開發者的配置，進行資源的定位，在 Spring 的開發中，通過 XML 或者註解都是十分常見的方式，定位的內容是由開發者提供的。
  • 2.BeanDefinition 的載入 這個時候只是將 Resource 定位到的信息，保存到 Bean 定義（BeanDefinition）中，此時並不會創建 Bean 的實例
  • 3.BeanDefinition 的註冊 這個過程就是將 BeanDefinition 的信息發布到 Spring IoC 容器中 注意：此時仍然沒有對應的 Bean 的實例。

做完了以上 3 步，Bean 就在 Spring IoC 容器中被定義了，而沒有被初始化，更沒有完成依賴注入，也就是沒有注入其配置的資源給 Bean，那麼它還不能完全使用。

對於初始化和依賴注入，Spring Bean 還有一個配置選項——【lazy-init】，其含義就是是否初始化 Spring Bean。在沒有任何配置的情況下，它的默認值為 default，實際值為 false，也就是 Spring IoC 默認會自動初始化 Bean。如果將其設置為 true，那麼只有當我們使用 Spring IoC 容器的 getBean 方法獲取它時，它才會進行 Bean 的初始化，完成依賴注入。

IoC 是如何實現的

最後我們簡單說說IoC是如何實現的。想像一下如果我們自己來實現這個依賴注入的功能，我們怎麼來做？ 無外乎：

  1. 讀取標註或者配置文件，看看JuiceMaker依賴的是哪個Source，拿到類名
  2. 使用反射的API，基於類名實例化對應的對象實例
  3. 將對象實例，通過構造函數或者 setter，傳遞給 JuiceMaker

我們發現其實自己來實現也不是很難，Spring實際也就是這麼做的。這麼看的話其實IoC就是一個工廠模式的升級版！當然要做一個成熟的IoC框架，還是非常多細緻的工作要做，Spring不僅提供了一個已經成為業界標準的Java IoC框架，還提供了更多強大的功能，所以大家就別去造輪子啦！希望瞭解IoC更多實現細節不妨通過學習Spring的源碼來加深理解！

引用地址：這裡

【參考資料】:《Java EE 互聯網輕量級框架整合開發》、《Spring 實戰（第四版）》 【好文推薦】：①Spring 的本質系列(1) -- 依賴注入、 ②Spring的IoC原理

歡迎轉載，轉載請註明出處！

簡書ID：@我沒有三顆心臟github：wmyskxz歡迎關注公眾微信號：wmyskxz_javaweb分享自己的Java Web學習之路以及各種Java學習資料

推薦閱讀：

相關文章