第二章 深入探讨控制反转（Ioc）和依赖注入（DI）之二

  注：希望大家看后，请给我一点评价，无论写的怎么样，希望你们能给我支持。提出你宝贵的意见。我会继续完善。谢谢您。朋友。

  以下这部分是第二章后面的.

（2）IOC 是一种使应用程序逻辑外在化的设计模式

因为提供服务的组件是被注入而不是被写入到客户机代码中。将 IOC 与接口编程应用结合从而产生出 Spring 框架的架构，这种架构能够减少客户机对特定实现逻辑的依赖。

（3）IoC的设计目标

不创建对象，但是描述创建它们的方式。在代码中不直接与对象和服务连接，但在配置文件中描述哪一个组件需要哪一项服务。容器（在 Spring 框架中是 IOC 容器） 负责将这些联系在一起。

（4）IoC在应用开发中的体现

IoC的抽象概念是“依赖关系的转移”，在实际应用中的下面的各个规则其实都是IoC在应用开发中的体现。

l  “高层模块组件不应该依赖低层模块组件，而是模块组件都必须依赖于抽象”是 IoC的一种表现

l  “实现必须依赖抽象，而不是抽象依赖实现”也是IoC的一种表现

l  “应用程序不应依赖于容器，而是容器服务于应用程序”也是IoC的一种表现。

接下来我们讲在讲述它的另外的一个名字：依赖注入（DI）。

Spring 中的依赖注入（DI）

（1）DI = Dependency Injection

正在业界为IoC争吵不休时《Inversion of Control Containers and the Dependency Injection pattern》为IoC正名，至此，IoC又获得了一个新的名字：“依赖注入（Dependency Injection）”。

Dependency Injection模式是依赖注射的意思，也就是将依赖先剥离，然后在适当时候再注射进入。

（2）何谓依赖注入

相对IoC 而言，“依赖注入”的确更加准确地描述了这种古老而又时兴的设计理念。从名字上理解，所谓依赖注入，即组件之间的依赖关系由容器在运行期决定，形象的来说，即由容器动态的将某种依赖关系注入到组件之中。

讲的通俗点，就是在运行期，由Spring根据配置文件，将其他对象的引用通过组件的提供的setter方法或者构造方法等进行设定。

在上面的UserService中已经体现了这种方式，当UserService需要的UserLogin的时候，容器会给它注入。这就体现了需要用的时候，有容器给你注入。你不必主动的如创建了。也不用如管理它了。是不是和以前的编程方式有些改变。可能你会想到，这不就是工厂模式的衍生吗？不错它就是利用工厂模式的原理实现的，但它原比工厂模式简单。通过上面的部分代码我们就可以看出它就是工厂模式的衍生，BeanFactory就充分说明了这一点。

 

我接下来通过讲一个比较接近生活中的例子来说名依赖注入的原理。

图解“依赖注入”（摘录网上资料）

（1）IT人员的标准“行头”

上面是我们常用的工作装备，笔记本电脑一台、USB硬盘和U盘各一只。想必大家在日常工作中也有类似的一套行头。这与依赖注入有什么关系？

（2）图解“依赖注入”---在运行时由容器将依赖关系注入到组件中

图中三个设备都有一个共同点，都支持USB 接口。当我们需要将数据复制到外围存储设备时，可以

根据情况，选择是保存在U盘还是USB硬盘，下面的操作大家也都轻车熟路，无非接通USB接口，然后在资源浏览器中将选定的文件拖放到指定的盘符。

这样的操作在过去几年中每天都在我们身边发生，而这也正是所谓依赖注入的一个典型案例，再看上例中，笔记本电脑与外围存储设备通过预先指定的一个接口（USB）相连，对于笔记本而言，只是将用户指定的数据发送到USB接口，而这些数据何去何从，则由当前接入的USB设备决定。

在USB设备加载之前，笔记本不可能预料用户将在USB接口上接入何种设备，只有USB设备接入之后，这种设备之间的依赖关系才开始形成。

对应上面关于依赖注入机制的描述，在运行时（系统开机，USB 设备加载）由容器（运行在笔记本中的Windows操作系统）将依赖关系（笔记本依赖USB设备进行数据存取）注入到组件中（Windows文件访问组件）。这就是依赖注入模式在现实世界中的一个版本。

在Spring中为什么要提供“依赖注入”设计理念

（1）目的

依赖注入的目标并非为软件系统带来更多的功能，而是为了提升组件重用的概率，并为系统搭建一个灵活、可扩展的平台。

（2）原因---更简洁的编程实现

很多初学者常常陷入"依赖注入，何用之有？"的疑惑。想来前面和下面的例子可以帮助大家简单的理解其中的含义。

回顾上面创建Spring_chap2的例子中，UserService类在运行前，其userName,passWord节点为空。运行后由容器将字符串"admin"和"1234"注入。此时UserService即与内存中的"admin"和"1234"字符串对象建立了依赖关系。也许区区一个字符串我们无法感受出依赖关系的存在。

如果把这里的userName/passWord属性换成一个数据源（DataSource），可能更有感觉：

<beans>

<bean id="dataSource" class="org.springframework.indi.JndiObjectFactoryBean">

                    <property name="jndiName">

连接池的配置交给容器

                     <value> java:/comp/env/jdbc/testDB</value>

        </property>

</bean>

<bean id="dataBean" class="examples.DAOBean">

                    <property name="dataSource">

                     <ref bean="dataSource"/>

        </property>

</bean>

</beans>

其中DAOBean（假设DAOBean是一个运行在J2EE容器中的组件---如Weblogic或者Tomcat等）中的dataSource将由容器在运行期动态注入，而DataSource的具体配置和初始化工作也将由容器在运行期完成。

对比传统的实现方式（如通过编码初始化DataSource实例），我们可以看到，基于依赖注入的系统实现相当灵活简洁。

（3）产生的效果

通过依赖注入机制，我们只需要通过简单的配置，而无需任何代码就可指定DAOBean中所需的DataSource实例。DAOBean只需利用容器注入的DataSource实例，完成自身的业务逻辑，而不用关心具体的资源来自何处、由谁实现。

l  提高了组件的可移植性和可重用度

假设我们的部署环境发生了变化，系统需要脱离应用服务器独立运行，这样，由于失去了容器的支持，原本通过JNDI获取DataSource的方式不再有效（因为，现在则需要改变为由某个组件直接提供DataSource）。

我们需要如何修改以适应新的系统环境？很简单，我们只需要修改dataSource的配置：

<beans>

<bean id="dataSource" class=" org.apache.commons.dbcp.BasicDataSource " destroy-method="close">

连接池的配置交给bean好，容易迁移

        <property name="driverClassName">

            <value>com.microsoft.jdbc.sqlserver.SQLServerDriver</value>

        </property>

        <property name="url">

            <value>jdbc:microsoft:sqlserver://localhost:1433;DatabaseName=WebStudyDB</value>

        </property>

        <property name="username">

            <value>sa</value>

        </property>

        <property name="password">

            <value>1234</value>

        </property>

</bean>

<bean id="dataBean" class="examples.DAOBean">

                    <property name="dataSource">

                     <ref bean="dataSource"/>

        </property>

</bean>

</beans>

这里我们的DataSource改为由Apache DBCP组件提供。没有编写任何代码我们即实现了DataSource的切换。

l  依赖注入机制减轻了组件之间的依赖关系

回想传统编码模式中，如果要进行同样的修改，我们需要付出多大的努力。因此，依赖注入机制减轻了组件之间的依赖关系，同时也大大提高了组件的可移植性，这意味着，组件得到重用的机会将会更多。

 

接着我会在讲一个更现实的生活中的例子。

对IoC的另一种解释示例---生活中找“对象”

（1）控制倒（反）转

l  常规的方式---自己恋爱

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。

l  借助于婚介（婚姻介绍所）找女朋友

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。

（2）Spring所倡导的开发方式---由容器帮助我们管理对象的生命周期和关系

l  我们只需要将对象在Spring中进行登记

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。

l  所有的类的创建、销毁都由Spring来控制

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。

深入了解依赖注入

（1）IoC的实现前提---借助于依赖注入

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并不需要知道。

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。

（2）如何实现依赖注入----通过reflection来实现DI

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。

利用下面的代码可以从配置文件中获得某个组件对象，并且动态地给该组件的message属性赋值。

Properties pro = new Properties();

pro.load(new FileInputStream("config.properties"));

String actionImplName = (String)pro.get(actionBeanName);

String actionMessageProperty = (String)pro.get(actionMessagePropertyName);

Object obj = Class.forName(actionImplName).newInstance();

//BeanUtils是Apache Commons BeanUtils提供的辅助类

BeanUtils.setProperty(obj,"message", actionMessageProperty);

return (Action)obj;

 

Spring IOC与工厂模式的对比

IOC(Inversion of Control)，译作反转控制，其功能是将类之间的依赖转移到外部的配置文件中， 避免在调用类中硬编码实现类，因此也被称作依赖注入（Dependency Injection）。

在以往的开发中， 通常利用工厂模式（Factory）来解决此类问题----使外部调用类不需关心具体实现类，这样非常适合在同一个事物类型具有多种不同实现的情况下使用。其实不管是工厂模式还是依赖注入，调用类与实现类不可能没有任何依赖，工厂模式中工厂类通常根据参数来判断该实例化哪个实现类，Spring IOC将需要实例的类在配置文件文件中配置。

使用Spring IOC能得到工厂模式同样的效果，而且编码更加简洁。

（1）用工厂模式来实现的示例

    当我们在应用系统中的组件设计完全是基于接口定义时，一个关键问题便产生了-----我们的程序如何去加载接口的各个实现类。在传统的解决方案种往往基于Factory模式来实现。

l  Product.java（代表某种产品类的接口，也就是我们所要创建的对象所应该具有的功能要求）

public interface Product

{

public void execute();

}

l  不同的产品类（也就是我们所要创建的各个对象）

public class ConcreteProductA implements　Product   // ConcreteProductA.java

{

public void execute()

{

...

}

}

public class ConcreteProductB implements　Product   // ConcreteProductB.java

{

public void execute()

{

...

}

}

l  Factory.java（工厂类，利用它来创建出不同类型的产品---客户所需要的对象）

public class Factory

{

public Product CreateProduct(object param)

{

return ConstructObjects(param);

}

private Product ConstructObjects(object param)

{

...//根据不同的产品类型的需求来创建不同的产品对象

}

}

l  Client.java(调用类，也就是请求者类)

public class Client

{

public Client()

{

Product product = Factory.CreateProduct(paramA);  //实例化ConcreteProductA

Product product = Factory.CreateProduct(paramB);  //实例化ConcreteProductB

...

}

}

通过工厂模式，最终达到在ConstructObjects方法中设定实例化实现类的逻辑，这样对于调用类来说，不直接实例化实现类（工厂模式中工厂类通常根据参数来判断该实例化哪个实现类），纵然实现类发生变化，而调用代码仍然可以不作修改，给维护与扩展带来便利----系统中的其他组件需要获取这个接口的实现，而无需事先获知其具体的实现。

    但采用工厂模式来实现时，将会有如下三个主要的缺点：

l  除非重新编译，否则无法对实现类进行替换。

必须重新编译工厂类使得原本可以达成的易用性大大降低。在过去，Spring诞生之前，许多项目中，我们通过引入可配置化工厂类的形式，为这种基于接口的设计提供足够的支持。这解决了实例化的问题，但是它为我们的项目开发带来了额外的负担，同时，它也没有真正帮我们解决其余两个问题。

l  无法透明的为不同组件提供多个实现

这是我们在应用工厂模式时一个比较头疼的问题，因为Factory类要求每个组件都必须遵从Factory类中定义的方法和结构特征。

当然我们可以在代码的实现的形式上为Factory类中的ConstructObjects方法增加一个参数,通过该参数达到对接口实现的不同版本进行索引----这种实现方式的问题在于我们必须担负很大的维护工作量，每个组件都必须使用一个不同的关键字。从而使得它必须以一种与众不同的方式与其他组件的实例相区分。

l  无法简单的进行切换实例产生的模型----单例或者原形

上面的代码是实现了返回多个实例的方式，如果我们需要保持了一个Singleton的实例，此时我们必须需要重新修改并编译Factory类。

存在这个问题的核心是在于组件必须主动寻找接口的实现类，因此这个问题并不能通过传统的工厂模式加以解决。

（2）用Spring IOC实现的示例 

l  SpringConfig.xml

<bean id="productA" class="ConcreteProductA" />

<bean id="productB" class="ConcreteProductB" />

 

l  InitSpring.java

public class InitSpring

{

AbstractApplicationContext wac = null;

private static InitSpring instance = new InitSpring();

private InitSpring()

{

}

public static void Init(AbstractApplicationContext wac)

{

instance.wac = wac;

}

public static Object getInstance(String objName)

{

return instance.wac.getBean(objName);

}

public static Object getInstance(Class objClass)

{

return getInstance(objClass.getName());

}

}

l  Client.java(调用类)

public class Client

{

public Client()

{

Product product = (Product)InitSpring.getObject("productA");//实例化ConcreteProductA

Product product = (Product)InitSpring.getObject("productB");//实例化ConcreteProductB

...

}

}

对比调用代码，其中同样也没有硬编码实现类，但比较工厂模式，少了Factory类而且采用配置文件来决定各个产品的实现类，使用Spring IOC能得到工厂模式同样的效果，而且编码更加简洁、灵活方便。

Spring对于基于接口设计的应用造成了极大的冲击效应。因为Spring接过了将所有组件进行串联组装的重任，我们无需再纠缠于遍布各处的工厂类设计。

通过以上的这些通俗易懂的例子来解释Spring中的核心思想。不知你理解了吗？如果还是不太明白，不用担心后面的章节讲解会让你彻底明白的。

 

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第三章 Spring的心脏 | 第一章 Spring的简单剖析

• 2008-03-31 11:31
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