spring ioc原理

最近，买了本Spring入门书：spring In Action 。大致浏览了下感觉还不错。就是入门了点。Manning的书还是不错的，我虽然不像哪些只看Manning书的人那样专注于Manning,但怀着崇敬 的心情和激情通览了一遍。又一次接受了IOC 、DI、AOP等Spring核心概念。 先就IOC和DI谈一点我的看法。

IOC（DI）： 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

public

 
static

 
void

 main(String[] args) {
        ApplicationContext context = 
new

 FileSystemXmlApplicationContext(
                
"applicationContext.xml"

);
        Animal animal = (Animal) context.getBean(
"animal"

);
        animal.say();
    }

[java] view plain copy

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

<bean id=
"animal"

 
class

=
"phz.springframework.test.Cat"

>
        <property name=
"name"

 value=
"kitty"

 />
    </bean>

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

他有一个类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;
    }
}

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

public

 
interface

 Animal {
    
public

 
void

 say();
}

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

/* Bean Id */
    
private

 String id;
    
/* Bean Class */
    
private

 String type;
    
/* Bean Property */
    
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

<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>

<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：

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);
                }

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

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;
    }

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

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);
        }
}

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，

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);
            }

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！