Spring基本用法1——Spring的核心机制：IOC、DI

        前言：一直想写一个关于Spring的系列文章，但是构思许久却不知道以什么方式阐述，毕竟要把一个复杂框架说清楚并不是那么容易的，我也只能尽力而为了。Spring系列文章打算以这样的顺序展开：以思维导图的方式统筹介绍Spring -> 介绍Spring基本用法 -> 深入使用Spring -> 窥探Spring源码 -> 如有必要以思维导图总结概述Spring。本文介绍Spring基本用法，目的更多的是入门Spring的使用方法，demo、附件项目更是快速查询Spring基本用法的工具。

本篇文章重点关注以下问题：

• 概述Spring核心功能
• IOC、DI基本概念
• 两种依赖注入的方式

1. Spring核心功能

        Spring是一个非常活跃的开源框架，它以一种非侵入式的方式来管理你的代码，Spring提倡”最少侵入”，甚至在项目开发过程中，你完全没感到Spring在发挥作用。

       Spring框架的核心功能有两个：

• 一是Spring容器作为超级工厂，负责创建、管理所有的java对象，这些java对象称为Bean。(IOC实现)
• 二是Spring容器管理Bean之间的依赖关系。(DI实现)

2. IOC、DI基本概念

        IOC：即控制反转，把对象的创建、初始化、销毁等工作交给spring容器来做，由spring容器控制对象的生命周期。

* 控制：就是指对对象的创建、维护、销毁等生命周期的控制，这个过程一般是由我    
        们的程序去主动控制的，如使用new关键字去创建一个对象（创建），在使  
        用过程中保持引用（维护），在失去全部引用后由GC去回收对象（销  
        毁）。   
* 反转：就是指对对象的创建、维护、销毁等生命周期的控制由程序控制改为由IOC  
        容器控制，需要某个对象时就直接通过名字去IOC容器中获取。  

         

         DI：即依赖注入，是IOC的一种重要实现，与IOC描述的是同一个概念。

        一个对象的创建往往会涉及到其他对象的创建，比如一个对象A的成员变量持有着另一个对象B的引用，这就是依赖，A依赖于B。IOC机制既然负责了对象的创建，那么这个依赖关系也就必须由IOC容器负责起来。负责的方式就是DI——依赖注入，通过将依赖关系写入配置文件，然后在创建有依赖关系的对象时，由IOC容器注入依赖的对象，如在创建A时，检查到有依赖关系，IOC容器就把A依赖的对象B创建后注入到A中（组装，通过反射机制实现），然后把A返回给对象请求者，完成工作。

       其工作过程如下图所示：

        对应于Spring的两个核心功能，程序员所要做的工作就两点：

• 一是开发Bean：Spring建议面向接口编程，java对象间的耦合仅在接口层面，无需关心服务的具体实现；
• 二是配置Bean：通过xml配置文件或注解的方式告知Spring，需要Spring管理哪些Bean，以及Bean之间的依赖关系；

        在需要使用Bean时，直接从容器中去拿即可。

3. 依赖注入的方式

         依赖注入(DI)通常有如下两种方式：

• 设值注入：IOC容器使用成员变量的setter方法来注入被依赖对象；
• 构造注入：IOC容器使用构造器来注入被依赖对象。

3.1 设值注入

       设值注入：IOC容器使用成员变量的setter方法来注入被依赖对象。

     开发过程如下：(此处以xml配置文件的形式说明)

步骤一：开发Bean
       定义服务类接口：

            * Pen.java：用于实现签名功能；

            * Person.java：需要使用Pen来签名，即Person.java依赖于Pen.java

       实现服务类功能：

            * BallpointPen.java：提供用圆珠笔实现签名的功能；

            * Pencil.java：提供用铅笔实现签名的功能；

            * Chinese.java：Person的子类，表示中国人来签名；

 

          Chinese.java代码如下，类中需要定义Pen接口对象的成员变量pen，并提供其setter方法，用于设值注入： 

package com.wj.chapter1.ioc.setter.xml.Service;  
  
import com.wj.chapter1.ioc.setter.xml.IService.Pen;  
import com.wj.chapter1.ioc.setter.xml.IService.Person;  
  
public class Chinese implements Person {  
  
    private Pen pen;    /** 代码耦合的层次仅限于接口层次. */  
      
    // 设值需要的setter方法  
    public void setPen(Pen pen) {  
        this.pen = pen;  
    }  
  
    @Override  
    public void signOwnName() {  
        pen.signName("中国人");  
    }  
  
}  

  步骤二：配置Bean

 

        通过xml配置文件的方式告知Spring，需要Spring管理哪些Bean，以及Bean之间的依赖关系。

 

<?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-4.3.xsd">  
      
    <!-- 设值注入(XML方式)：通过成员变量的setter方法注入被依赖对象. -->  
    <!-- 属性id    : Bean在Spring容器中的唯一标识.      -->  
    <!-- 属性class : 指定该Bean的具体实现类，而不能是接口.  -->  
    <bean id="chinese"      class="com.wj.chapter1.ioc.setter.xml.Service.Chinese">  
        <!-- 驱动调用chinese的setPen()方法，将容器中pencil(或ballpointPen)作为传入参数 -->  
        <!-- property子节点指明依赖关系 -->  
        <property name="pen" ref="pencil"></property>  
    </bean>  
      
    <!-- 定义Pen.class的两个实现类Bean. -->  
    <bean id="pencil"       class="com.wj.chapter1.ioc.setter.xml.Service.Pencil"></bean>  
    <bean id="ballpointPen" class="com.wj.chapter1.ioc.setter.xml.Service.BallpointPen"></bean>  
</beans> 

         xml配置文件中，每个Bean对应Spring容器里的一个java实例，property节点元素指明Bean之间的依赖关系。

 

步骤三：调用Bean

      使用前面定义的服务，实现中国人用铅笔签名的功能：

 

package com.wj.chapter1.ioc.setter.xml.main;  
  
import org.springframework.context.ApplicationContext;  
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;  
  
import com.wj.chapter1.ioc.setter.xml.IService.Person;  
  
public class Main {  
      
    // 1.指明xml配置文件位置，便于Spring读取，从而知道Bean的相关信息  
    private static final String PATH_XML = "com/wj/chapter1/ioc/setter/xml/applicationContext-setter.xml";  
  
    @SuppressWarnings("resource")  
    public static void main(String[] args) {  
        // 2.根据xml配置文件，创建Spring IOC容器的上下文  
        ApplicationContext cxt     = new ClassPathXmlApplicationContext(PATH_XML);  
          
        // 3.在需要使用服务的时候，直接从Spring容器中获取  
        Person             chinese = cxt.getBean("chinese", Person.class);  
          
        // 4.获取提供服务的对象后，调用Bean的服务  
        chinese.signOwnName();  
    }  
}  

  步骤四：查看调用结果

3.2 构造注入

       构造注入：IOC容器使用构造器来注入被依赖对象。

     开发过程如下：(此处以xml配置文件的形式说明)

步骤一：开发Bean

      定义服务类接口：

            * Pen.java：用于实现签名功能；

            * Person.java：需要使用Pen来签名，即Person.java依赖于Pen.java

      实现服务类功能：

            * BallpointPen.java：提供用圆珠笔实现签名的功能；

            * Pencil.java：提供用铅笔实现签名的功能；

            * Chinese.java：Person的子类，表示中国人来签名；

 

      Chinese.java代码如下，类中需要定义Pen接口对象的成员变量pen，并提供带参数的构造函数，用于构造注入：

 

package com.wj.chapter1.ioc.constructor.xml.Service;  
  
import com.wj.chapter1.ioc.constructor.xml.Iservice.Pen;  
import com.wj.chapter1.ioc.constructor.xml.Iservice.Person;  
  
public class Chinese implements Person {  
  
    private Pen pen;    /** 代码耦合的层次仅限于接口层次. */  
      
    // 构造注入所需的带参数的构造器  
    public Chinese(Pen pen) {  
        this.pen = pen;  
    }  
  
    @Override  
    public void signOwnName() {  
        pen.signName("中国人");  
    }  
} 

 步骤二：配置Bean

 

        通过xml配置文件的方式告知Spring，需要Spring管理哪些Bean，以及Bean之间的依赖关系。

 

<?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-4.3.xsd">  
      
    <!-- 构造注入(XML方式)：通过调用构造函数注入被依赖对象. -->  
    <!-- 属性id    : Bean在Spring容器中的唯一标识.      -->  
    <!-- 属性class : 指定该Bean的具体实现类，而不能是接口.  -->  
    <bean id="chinese"      class="com.wj.chapter1.ioc.constructor.xml.Service.Chinese">  
        <!-- 下面只有一个constructor-arg子元素，驱动Spring调用Chinese带一个参数的构造器来创建对象 -->  
        <constructor-arg name="pen" ref="ballpointPen" index="0"></constructor-arg>  
    </bean>  
    <bean id="pencil"       class="com.wj.chapter1.ioc.constructor.xml.Service.Pencil"></bean>  
    <bean id="ballpointPen" class="com.wj.chapter1.ioc.constructor.xml.Service.BallpointPen"></bean>  
      
</beans>

 步骤三：调用Bean

        使用前面定义的服务，实现中国人用圆珠笔签名的功能：

package com.wj.chapter1.ioc.constructor.xml.main;  
  
import org.springframework.context.ApplicationContext;  
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;  
  
import com.wj.chapter1.ioc.constructor.xml.Iservice.Person;  
  
public class Main {  
      
    // 1.指明xml配置文件位置，便于Spring读取，从而知道Bean的相关信息  
    private static final String PATH_XML = "com/wj/chapter1/ioc/constructor/xml/applicationContext-constructor.xml";  
  
    @SuppressWarnings("resource")  
    public static void main(String[] args) {  
        // 2.根据xml配置文件，创建Spring IOC容器的上下文  
        ApplicationContext cxt     = new ClassPathXmlApplicationContext(PATH_XML);  
          
        // 3.在需要使用服务的时候，直接从Spring容器中获取  
        Person             chinese = cxt.getBean("chinese", Person.class);  
          
        // 4.获取提供服务的对象后，调用Bean的服务  
        chinese.signOwnName();  
    }  
}  

 步骤四：查看调用结果

3.3 两种注入方式的对比

      建议采用以设值注入为主，构造注入为辅的注入策略。对于依赖关系无需变化的注入，可以考虑采用构造注入，其他依赖关系的注入，则尽量用设值注入。