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观察的角度:
从外部接口,内部实现,组成部分,执行过程四个方面来认识SpringIoC容器。
本文的风格:
首先列出SpringIoC的外部接口及内部实现所涉及到的组件列表;
其次介绍组件之间的相互关系以对整个执行过程有所把握;
然后针对每一个组件的简单介绍,包括组件的类结构图,核心功能描述,重要接口的重要方法描述;
接下来看SpringIoC容器实现对面向对象基本设计原则的遵守;
最后是后记部分。
术语约定:
组件:本文中的组件是指在功能概念上具有相对独立性的功能单元,物理结构上的特征一般由一组接口、一组抽象类、一组具体实现类、异常类、工具类所组成;
这里的组件是一种相当狭义的描述,根据上下文的不同,组件可以有不同的表现形式,如:相对于Spring框架,SpringIoC容器就是Spring框架的一个组件,
相对于系统的整体框架设计,Spring框架就是整体框架的一个组件,这里组件与模块的概念基本等同。
接口方法:一般定义在接口中,提供给外部调用的方法,接口方法最重要的在于接口提供者以清晰、简洁的定义提供了接口使用者所必需的功能特征;
基础方法:首先基础方法也是一个接口方法,但和接口方法的差别在于接口方法的直接实现依赖于基础方法(参见BeanDefintionReader接口中的方法定义);
钩子方法:超类留给子类需要实现或重写的方法,
默认实现钩子方法:超类提供默认实现,子类可以选择是否有必要重写,
默认空实现钩子方法:超类提供一个空实现方法,子类可以选择是否有必要重写,
抽象钩子方法:超类留给子类必须实现的方法,
内部实现方法:对某一相对独立的处理逻辑的封装,以便增强代码的可读性、可修改性、可重用性,达到代码的清晰性、简洁性。注:
本文的源代码基于Spring2.x。Spring的源代码也处于演变中,但对基础代码的影响并不大。
正文:
Spring IoC容器的外部接口:
ApplicationContext BeanFactory WebApplicationContext
BeanFactory是IoC容器的核心组件,其它组件都是在为BeanFactory提供服务.
ConfigurableBeanFactory AutowireCapableBeanFactoryListableBeanFactory HierarchicalBeanFactory AbstractBeanFactory AbstractAutowireCapableBeanFactoryDefaultListableBeanFactory SingletonBeanRegistry接口, BeanDefintionRegistry接口,
Resource组件,ResourceLoader组件,BeanDefintion组件,BeanDefintionReader组件,
XmlBeanDefinitionParser组件, BeanDefintionParser组件, NamespaceHandler组件,
NamespaceHandlerResolver组件, BeanWrapper组件,
ApplicationContext
ConfigurableApplicationContext
AbstractApplicationContext
AbstractRefreshApplicationContext
AbstractXmlApplicationContext
ClassPathXmlApplicationContext
FileSystemXmlApplicationContext
Lifecycle接口
ApplicationEventPublisher接口
ApplicationEventMulticaster组件
MessageSource组件
MessageSourceResolvable组件
-----------------------------------------------
WebApplicationContext
ConfigurableWebApplicationContext
AbstractRefreshWebApplicationContext
XmlWebApplicationContext
ContextLoader组件
ContextLoaderListener
ContextLoaderServlet
------------------------------------------------------------------------------------------
FactoryBean
一组回调接口,
InitializingBean
DisposableBean
BeanPostProcessor
BeanFactoryPostProcessor
BeanNameAware
BeanFactoryAware
ResourceLoaderAware
ApplicationContextPublisherAware
MessageSourceAware
ApplicationContextAware
ApplicationContextAwareProcessor
ServletContextAware
ServletConfigAware
ServletContextAwareProcessor
------------------------------------------------------------------------------------------------
对这三个接口(ApplicationContext、BeanFactory、WebApplicationContext)的讨论:
ApplicationContext接口是IoC容器概念的直接对应物,包括容器自身生命周期的管理(容器的启动,容器的初始化,容器的销毁)
一些便利功能的提供如:资源文件的读取,容器级事件的发布。
BeanFactory接口是IoC容器的核心,其它组件都为此组件提供支持,如Resource组件,ResourceLoader组件,BeanDefintionReader组件,
BeanDefintion组件,BeanWrapper组件等。BeanFactory接口相对于容器的概念太过低级,以至于直接使用需要应对较复杂的API。
WebApplicationContext接口提供IoC容器对Web环境的支持,与ServletAPI的集成工作。普通Java应用程序选择IoC容器使用ApplicationContext,
Web环境下的IoC容器使用WebApplicationContext。
下面来关注这两行代码的执行都发生了那些事情,以了解容器的整个执行过程。
ApplicationContext applicationContext = newClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
Foo foo = (Foo)applicationContext.getBean("foo");
1.首先实例化一个容器对象,
2.然后由ResourceLoader组件对参数"applicationContext.xml"进行解析,将此路径上指定的文件解析为Resource对象。
3.BeanDefinitionReader将Resource资源对象内的bean元素数据封装到BeanDefintion组件中,并通过BeanDefintionRegistry将BeanDefintion注册到
BeanFactory中,
4.对Resource的解析工作主要包括三个主要部分,
a:对xml文档的schema验证,
b:对默认命名空间元素的解析,这部分委托给XmlBeanDefintionParser组件完成,
c:对客户化命名空间元素的解析,这部分工作委托给BeanDefintionParser完成,NamespaceHadler组件和NamespaceHandlerResolver组件对BeanDefintionParser提供支持工作。
这里需要提到的是一些特殊元素的解析如:import元素的解析;另外一点是对applicationContext.xml文件中的bean元素的实际解析工作是委托给
XmlBeanDefintionParserHelper类完成的;上面提到的组件接口列表中与BeanDefinition相关的组件有BeanDefinition组件,BeanDefintionRegistry接口,
除了这两个最重要的,还有 如:BeanDefintionBuilder,BeanDefintionDecorator,BeanDefinitionValueResolver,BeanDefinitionRegistryBuilder 等其它与BeanDefintion相关组件,
都对BeanDefintion的操作提供支持。
至此,已经完成了阶段性工作,就是已经将类型信息从applicationContext.xml配置文件bean元素中读取到内存对象的BeanDefinition组件中,接下来的工作就是如何将
BeanDefintion组件中所保存的类型信息实例化为最终的对象。
5.接下来是容器的初始化工作:
调用BeanFactoryPostProcessor接口,
注册BeanPostProcessor接口,
初始化MessageSource组件,
初始化ApplicationEventMulticaster,
注册容器级监听器,
发布容器已刷新的事件,
ApplicationContext接口对bean对象的初始化采取一种积极初始化策略,这样做容器初始化过程虽然比较慢,但后续的每一次bean访问相对较快,因为可以从singletonCache缓存中直接获取,
6.
至此下面这行代码的执行过程已结束,
ApplicationContext applicationContext = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
接下来看这行代码的执行过程,
Foo foo =(Foo)applicationContext.getBean("foo");
7.
getBean(String)的目标很明确,就是根据bean的名称得到一个bean对象,
对bean对象的不同角度的分类,
首先可以分为普通的非FactoryBean类型的bean对象和FactoryBean类型的bean对象,
其次可以分为singleton类型的bean对象和非singleton类型的bean对象,
但是这些分类是建立在一个已创建的bean对象基础之上。
8.下面来看创建一个bean对象的过程,
createBean();
首先容器对BeanDefintion进行整理,根据依赖、继承关系进行合并以得到最终的BeanDefintion,
然后进行bean对象的实例化、初始化、对需要销毁操作的bean对象进行注册。
在这一过程中涉及到一组回调接口的调用,包括实例化前后的处理逻辑,初始化前后的处理逻辑,初始化过程的回调逻辑,销毁操作执行逻辑,
主要的回调接口有
InitializingBean
DisposableBean
BeanPostProcessor
XXXXXXAware
配置风格的回调机制(init-method,destroy-method)
对bean对象的初始化工作依赖于BeanWrapper组件,BeanWrapper组件以反射的方式将BeanDefintion组件中保存的属性信息设置到bean对象中。
组件描述:
Resource组件与ResourceLoader组件一起工作,将字符串格式指示的资源解析为Resource对象。
事实上ResourceLoader是Resource的工厂类,
Java代码
- publicinterfaceResourceLoader{
- publicResourcegetResource(Stringlocation);
- }
public interface ResourceLoader{
public Resource getResource(String location);
}
ResourceLoader的核心工作就是解析location,
location示 例:"classpath:applicationContext.xml","classpath*:applicationContext-*.xml","file:/some /resource/path/myTemplate.txt","http://myhost.com/resource/path /myTemplate.txt"
ResourceLoader根据所指示的前缀返回特定的Resource对象。
BeanDefintionReader组件,
Java代码
- //将Resource中的内容通过BeanDefintionRegistry注册到BeanFactory中。
- publicinterfaceBeanDefintionReader{
- BeanDefinitionRegistrygetBeanFactory();
- ResourceLoadergetResourceLoader();
- intloadBeanDefinitions(Resource[]resources)throwsBeanDefinitionStoreException;
- intloadBeanDefinitions(Stringlocation)throwsBeanDefinitionStoreException;
- intloadBeanDefinitions(String[]locations)throwsBeanDefinitionStoreException;
- /*
- *这是一个基础方法,从Resource中加载BeanDefinition;
- *这三个方法loadBeanDefintions(Resources[]),loadBeanDefintions(String[]),loadBeanDefintion(String)的实现
- *依赖于此方法的实现;
- *上面三个方法的实现在AbstractBeanDefinitionReader骨架类中完成,此方法的实现在XmlBeanDefintionReader中完成。
- */
- intloadBeanDefinitions(Resourceresource)throwsBeanDefinitionStoreException;
- }
//将Resource中的内容通过BeanDefintionRegistry注册到BeanFactory中。
public interfaceBeanDefintionReader {
BeanDefinitionRegistry getBeanFactory();
ResourceLoader getResourceLoader();
int loadBeanDefinitions(Resource[] resources) throwsBeanDefinitionStoreException;
int loadBeanDefinitions(String location) throwsBeanDefinitionStoreException;
int loadBeanDefinitions(String[] locations) throwsBeanDefinitionStoreException;
/*
*这是一个基础方法,从Resource中加载BeanDefinition;
*这三个方法loadBeanDefintions(Resources[]),loadBeanDefintions(String[]),loadBeanDefintion(String)的实现
*依赖于此方法的实现;
*上面三个方法的实现在AbstractBeanDefinitionReader骨架类中完成,此方法的实现在XmlBeanDefintionReader中完成。
*/
int loadBeanDefinitions(Resource resource) throwsBeanDefinitionStoreException;
}
Java代码
- //XmlBeanDefinitionParser组件处理配置文件中默认命名空间的元素解析,
- publicinterfaceXmlBeanDefinitionParser{
- //对Document文档的解析,将解析出的内容封装到BeanDefintion中。
- voidregisterBeanDefinitions(Documentdoc,ReaderContextreaderContext)throwsBeanDefinitionStoreException;
- }
//XmlBeanDefinitionParser组件处理配置文件中默认命名空间的元素解析,
public interface XmlBeanDefinitionParser{
//对Document文档的解析,将解析出的内容封装到BeanDefintion中。
void registerBeanDefinitions(Document doc, ReaderContextreaderContext)throws BeanDefinitionStoreException;
}
这三个组件(BeanDefintionParser组件,NamespaceHandler组件,NamespaceHandlerResolver组件)处理客户化的命名空间元素的解析,
此机制使用配置文件易于书写,具有可扩展性。
如spring提供的实现:<util:list>,<aop:config>,<tx:annotation-driven>,<context:annotation-config>,
第三方组件提供的实现:<jaxws:endpoint>,<amq:broker>等其它实现。
Java代码
- //对客户化命名空间的bean元素进行解析操作。
- publicinterfaceBeanDefintionParser{
- //对Element的解析。
- BeanDefinitionparse(Elementelement,ParserContextparserContext);
- }
- //根据元素命名空间得到此元素的BeanDefinitionParser处理程序;此类是BeanDefintionParser的工厂类。
- publicinterfaceNamespaceHandler{
- voidinit();
- BeanDefinitionParserfindParserForElement(Elementelement);
- BeanDefinitionDecoratorfindDecoratorForElement(Elementelement);
- }
- //解析META-INF/spring.handlers中的配置信息;此类是NamespaceHandler的工厂,
- publicinterfaceNamespaceHandlerResolver{
- //根据命名空间指示符得到指定的命名空间处理器。
- NamespaceHandlerresolve(StringnamespaceUri);
- }
BeanWrapper组件,
对java bean对象提供设置属性值、获取属性值操作,并能够将字符串类型值转换为正确的类型,这个工作依赖于PropertyEditor。
操作示例:
beanWrapper.setPropertyValue("name","foo");
beanWrapper.setPropertyValue("address.country","China");
beanWrapper.setPropertyValue("array[2]","arrayValue");
Java代码
- //PropertyEditor注册器;提供注册、获取PropertyEditor操用。
- publicinterfacePropertyEditorRegistry{
- voidregisterCustomEditor(ClassrequiredType,PropertyEditorpropertyEditor);
- voidregisterCustomEditor(ClassrequiredType,StringpropertyPath,PropertyEditorpropertyEditor);
- PropertyEditorfindCustomEditor(ClassrequiredType,StringpropertyPath);
- }
- //bean对象的属性访问器。
- publicinterfacePropertyAccessor{
- publicbooleanisReadableProperty(Stringname);
- publicbooleanisWritableProperty(Stringname);
- publicClass<?>getPropertyType(Stringname);
- publicObjectgetPropertyValue(Stringname);
- publicvoidsetPropertyValues(PropertyValuespvs);
- publicvoidsetPropertyValues(Map<String,Object>pvs);
- publicvoidsetPropertyValue(PropertyValuepv);
- publicvoidsetPropertyValue(Stringname,Objectvalue);
- }
- //对PropertyEditor增加管理功能。
- publicinterfaceConfigurablePropertyAccessorextendsPropertyEditorRegistry,PropertyAccessor{
- voidsetExtractOldValueForEditor(booleanextractOldValueForEditor);
- booleanisExtractOldValueForEditor();
- }
- //对bean对象进行管理。
- publicinterfaceBeanWrapperextendsConfigurablePropertyAccessor{
- //设置所在包装的object
- voidsetWrappedInstance(Objectobj);
- //返回包装对象.
- ObjectgetWrappedInstance();
- //返回包装对象类型
- ClassgetWrappedClass();
- //返回包装对象属性描述..
- PropertyDescriptor[]getPropertyDescriptors()throwsBeansException;
- //根据属性名返回特定的属性描述对象.
- PropertyDescriptorgetPropertyDescriptor(StringpropertyName)throwsBeansException;
- }
Java代码
- //IoC容器的核心接口,提供访问IoC容器的基本操作。
- publicinterfaceBeanFactory{
- //根据bean名称获取相应的bean对象.此方法在AbstractBeanFactory骨架类中实现,
- publicObjectgetBean(Stringname)throwsBeansException;
- }
- //定义分层的BeanFactory容器结构。
- publicinterfaceHierarchicalBeanFactoryextendsBeanFactory{
- }
- //对BeanFactory提供配置信息.
- publicinterfaceConfigurableBeanFactoryextendsHierarchicalBeanFactory{
- voidsetParentBeanFactory(BeanFactoryparentBeanFactory);
- //注册客户化属性编辑器.
- voidregisterCustomEditor(ClassrequiredType,PropertyEditorpropertyEditor);
- //添加BeanPostProcessor.
- voidaddBeanPostProcessor(BeanPostProcessorbeanPostProcessor);
- //销毁所有singleton类型bean对象.
- voiddestroySingletons();
- }
- //主要逻辑有创建一个bean对象实例的过程,根据不同的WireMode(byName、byType)完成不同的操作。
- publicinterfaceAutowireCapableBeanFactoryextendsBeanFactory{
- //创建一个bean对象.
- ObjectcreateBean(ClassbeanClass,intautowireMode,booleandependencyCheck)throwsBeansException;
- //配置一个bean对象.
- ObjectconfigureBean(ObjectexistingBean,StringbeanName)throwsBeansException;
- //初始化bean对象.
- ObjectinitializeBean(ObjectexistingBean,StringbeanName)throwsBeansException;
- ObjectapplyBeanPostProcessorsBeforeInitialization(ObjectexistingBean,StringbeanName)throwsBeansException;
- ObjectapplyBeanPostProcessorsAfterInitialization(ObjectexistingBean,StringbeanName)throwsBeansException;
- }
- /*
- *提供对BeanDefintion对象的管理操作。
- *对通过BeanDefintionRegistry注册器注册到BeanFactory中的BeanDefintion对象进行管理,但注意此接口
- *并不依赖于BeanDefintion接口API;
- *此接口在操作上与BeanDefintionRegistry接口有重叠部分,但此接口的职责重在管理操作,而BeanDefintionRegistry重在注册操作,并且
- *BeanDefintionRegistry接口直接依赖于BeanDefintion接口API。
- */
- publicinterfaceListableBeanFactory{
- booleancontainsBeanDefinition(StringbeanName);
- intgetBeanDefinitionCount();
- String[]getBeanDefinitionNames();
- String[]getBeanNamesForType(Classtype);
- String[]getBeanNamesForType(Classtype,booleanincludePrototypes,booleanincludeFactoryBeans);
- MapgetBeansOfType(Classtype)throwsBeansException;
- MapgetBeansOfType(Classtype,booleanincludePrototypes,booleanincludeFactoryBeans)throwsBeansException;
- }
- //
- publicinterfaceConfigurableListableBeanFactory
- extendsListableBeanFactory,AutowireCapableBeanFactory,ConfigurableBeanFactory,SingletonBeanRegistry{
- voidignoreDependencyType(Classtype);
- voidignoreDependencyInterface(Classifc);
- BeanDefinitiongetBeanDefinition(StringbeanName)throwsNoSuchBeanDefinitionException;
- //在容器启动过程中实例化singleton类型bean对象。
- voidpreInstantiateSingletons()throwsBeansException;
- }
- //注册BeanDefintion对象,并进行管理操作。
- publicinterfaceBeanDefinitionRegistry{
- intgetBeanDefinitionCount();
- String[]getBeanDefinitionNames();
- booleancontainsBeanDefinition(StringbeanName);
- BeanDefinitiongetBeanDefinition(StringbeanName)throwsNoSuchBeanDefinitionException;
- voidregisterBeanDefinition(StringbeanName,BeanDefinitionbeanDefinition)throwsBeansException;
- String[]getAliases(StringbeanName)throwsNoSuchBeanDefinitionException;
- voidregisterAlias(StringbeanName,Stringalias)throwsBeansException;
- }
- /*
- *注册singleton类型对象,并进行管理操作;BeanDefinitionRegistry接口将BeanDefinition注册到BeanFactory中,此接口将singleton类型
- *对象注册到BeanFactory中。
- */
- publicinterfaceSingletonBeanRegistry{
- }
ApplicationEventPublisher接口是容器事件发布接口,
ApplicationEventPublisher接口的功能是委托给ApplicationEventMulticaster组件实现的,
ApplicationEventMulticaster组件提供对监听器的完整操作,包括新增监听器、移除单个或全部监听器、通知监听器。
Java代码
- //容器事件发布器。
- publicinterfaceApplicationEventPublisher{
- voidpublishEvent(ApplicationEventevent);
- }
- //一个完整的事件模型实现。
- publicinterfaceApplicationEventMulticaster{
- voidaddApplicationListener(ApplicationListenerlistener);
- voidremoveApplicationListener(ApplicationListenerlistener);
- voidremoveAllListeners();
- /*
- *事件发布方法,通知所有监听器;
- *ApplicationEventPublisher.publishEvent(ApplicationEvent)方法的实现委托给此方法完成。
- */
- voidmulticastEvent(ApplicationEventevent);
- }
- //监听器.
- publicinterfaceApplicationListenerextendsjava.util.EventListener{
- }
- //事件对象.
- publicclassextendsApplicationEventextendsjava.util.EventObject{
- }
//容器事件发布器。
public interfaceApplicationEventPublisher {
voidpublishEvent(ApplicationEvent event);
}
//一个完整的事件模型实现。
public interfaceApplicationEventMulticaster {
voidaddApplicationListener(ApplicationListener listener);
voidremoveApplicationListener(ApplicationListener listener);
voidremoveAllListeners();
/*
*事件发布方法,通知所有监听器;
*ApplicationEventPublisher.publishEvent(ApplicationEvent)方法的实现委托给此方法完成。
*/
voidmulticastEvent(ApplicationEvent event);
}
//监听器.
public interfaceApplicationListener extends java.util.EventListener {
}
//事件对象.
public class extendsApplicationEvent extends java.util.EventObject {
}
MessageSource组件
MessageSourceResolvable组件
这是一个接口复用与组合复用协同工作的好例子,ApplicationContext接口继承了MessageSource接口,对外提供信息源处理操作,但内部实现委托给MessageSource组件完成。
Java代码
- //SpringIoC容器的顶级接口.
- publicinterfaceApplicationContextextendsListableBeanFactory,HierarchicalBeanFactory,
- MessageSource,ApplicationEventPublisher,ResourcePatternResolver{
- ApplicationContextgetParent();
- AutowireCapableBeanFactorygetAutowireCapableBeanFactory()throwsIllegalStateException;
- StringgetDisplayName();
- longgetStartupDate();
- }
- //对容器对象进行配置化、初始化工作.
- publicinterfaceConfigurableApplicationContextextendsApplicationContext,Lifecycle{
- voidsetParent(ApplicationContextparent);
- voidaddBeanFactoryPostProcessor(BeanFactoryPostProcessorbeanFactoryPostProcessor);
- //此方法是核心方法,内部生成一个BeanFactory对象,并完成对BeanFactory对象的初始化和容器的初始化工作。
- voidrefresh()throwsBeansException,IllegalStateException;
- ConfigurableListableBeanFactorygetBeanFactory()throwsIllegalStateException;
- voidclose();
- }
- //生命周期管理接口.
- publicinterfaceLifecycle{
- voidstart();
- voidstop();
- booleanisRunning();
- }
WebApplicationContext
ConfigurableWebApplicationContext
AbstractRefreshWebApplicationContext
XmlWebApplicationContext
Java代码
- //提供SpringIoC容器对Web环境ServletAPI的集成。
- publicinterfaceWebApplicationContextextendsApplicationContext{
- ServletContextgetServletContext();
- }
- //提供WebApplicationContext的配置工作。
- publicinterfaceConfigurableWebApplicationContextextendsWebApplicationContext,ConfigurableApplicationContext{
- voidsetServletContext(ServletContextservletContext);
- voidsetServletConfig(ServletConfigservletConfig);
- voidsetNamespace(Stringnamespace);
- voidsetConfigLocations(String[]configLocations);
- }
//提供SpringIoC容器对Web环境ServletAPI的集成。
public interfaceWebApplicationContext extends ApplicationContext {
ServletContext getServletContext();
}
//提供WebApplicationContext的配置工作。
public interfaceConfigurableWebApplicationContext extends WebApplicationContext,ConfigurableApplicationContext {
void setServletContext(ServletContext servletContext);
void setServletConfig(ServletConfig servletConfig);
void setNamespace(String namespace);
void setConfigLocations(String[] configLocations);
}
Java代码
- //ContextLoader组件从ServletContext初始化配置参数中获取Spring的配置文件路径信息,并进行IoC容器的实例化、初始化、销毁操作。
- publicclassContextLoader{
- publicWebApplicationContextinitWebApplicationContext(ServletContextservletContext){
- //code.
- }
- publicvoidcloseWebApplicationContext(ServletContextservletContext){
- //code.
- }
- }
//ContextLoader组件从ServletContext初始化配置参数中获取Spring的配置文件路径信息,并进行IoC容器的实例化、初始化、销毁操作。
public class ContextLoader {
public WebApplicationContextinitWebApplicationContext(ServletContext servletContext){
//code.
}
public void closeWebApplicationContext(ServletContextservletContext) {
//code.
}
}
ContextLoaderListener和ContextLoaderServlet提供两种方式将IoC容器集成到ServletContext缓存中。
从面向对象基本设计原则角度来看SpringIoC容器的设计:
最基本的两条设计原则--编程到接口、首选组合复用:
编程到接口,
在SpringIoC容器实现中,interface 关键字随处可见,但是有一点需要注意的就是:并不是使用了interface关键字,就能保证编程到接口,
但一般来说对编程到接口原则的遵守,inteface关键字的使用是必须的。编程到接口所描述的实质是要将组件的外部接口和内部实现分离
开来,这将带来一系列的好处:可扩展性,可重用性,可维护性,依赖性,内聚性,耦合性,清晰性,简洁性,可读性,可修改性,
抽象性,封装性,模块化,层次化,测试性,其它特性。
首选组合复用,
面向对象的复用方式主要分两种--组合复用、继承复用,继承复用可以细分为两种--接口复用、具体复用,
这条原则关注的组合复用与具体复用之间的区别,
事实上这条原则针对复用方式的选择上意义并不大,因为这三种复用方式所处理的是不同的复用问题,一旦能够从has-a、is-like-a、is-a的角度
区分开,问题就不大了。
这条原则真正有意义的在于它的教训意义,可以借此了解这条原则形成的原因,全面了解复用的方式,了解每一种复用方式的特点,了解不同
复用方式之间的差别。
SpringIoC容器的设计很好的体现了这两条原则,如ApplicationContext接口
Java代码
- publicinterfaceApplicationContextextendsListableBeanFactory,HierarchicalBeanFactory,
- ssageSource,ApplicationEventPublisher,ResourcePatternResolver{
- }
public interface ApplicationContext extendsListableBeanFactory, HierarchicalBeanFactory,
MessageSource, ApplicationEventPublisher, ResourcePatternResolver{
}
这是一个基于接口的设计,并且是一个接口复用,
ApplicationContext接口继承了ListableBeanFactory,HierarchicalBeanFactory,MessageSource,ApplicationEventPublisher,ResourcePatternResolver
接口,那么就意味着 ApplicationContext可以提供这些接口中定义的所有功能,但是这些功能的实际实现并不是由ApplicationContext的实现类
提供的,而是以组合复用的方式委托给了各个接口的实际实现类来完成;
具体复用在接口的实现过程中所使用,以便将接口的设计层次与接口的实现层次分离开来,如:
Java代码
- publicabstractclassAbstractAutowireCapableBeanFactoryextendsAbstractBeanFactoryimplementsAutowireCapableBeanFactory{
- }
public abstract classAbstractAutowireCapableBeanFactory extends AbstractBeanFactory implementsAutowireCapableBeanFactory {
}
更为全面的设计原则描述:
单一职责、开闭原则、里氏代换原则、依赖倒转原则、接口隔离原则、组合复用原则、迪米特法则;
共同重用原则、共同封闭原则,无环依赖原则、稳定依赖原则、稳定抽象原则,
总结:
要全面理解IOC容器,回答下述问题是必须的。
1。IOC容器是什么,
2。IOC容器提供什么样的功能,
3。IOC容器的特征是什么,
4。IOC容器设计的理论依据是什么,
5。IOC容器的设计需要注意的问题是什么,
6。如何实现一个IOC容器,
7。不同容器、不同IOC容器之间的比较,
参考目录:
《ExpertOne-on-One J2EE Design and Development》
《ExpertOne-on-One J2EE Development without EJB》
《ProfessionalJava Development with the Spring Framework》
《EffectiveJava》
《Refactoring-Improvingthe Design of Existing Code》
《AgileSoftware Development Principles,Patterns,and Practices》
《Code CompleteII》
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内容概要:本文探讨了模糊故障树(FFTA)在工业控制系统可靠性分析中的应用,解决了传统故障树方法无法处理不确定数据的问题。文中介绍了模糊数的基本概念和实现方式,如三角模糊数和梯形模糊数,并展示了如何用Python实现模糊与门、或门运算以及系统故障率的计算。此外,还详细讲解了最小割集的查找方法、单元重要度的计算,并通过实例说明了这些方法的实际应用场景。最后,讨论了模糊运算在处理语言变量方面的优势,强调了在可靠性分析中处理模糊性和优化计算效率的重要性。 适合人群:从事工业控制系统设计、维护的技术人员,以及对模糊数学和可靠性分析感兴趣的科研人员。 使用场景及目标:适用于需要评估复杂系统可靠性的场合,特别是在面对不确定数据时,能够提供更准确的风险评估。目标是帮助工程师更好地理解和预测系统故障,从而制定有效的预防措施。 其他说明:文中提供的代码片段和方法可用于初步方案验证和技术探索,但在实际工程项目中还需进一步优化和完善。
内容概要:本文详细探讨了双馈风力发电机(DFIG)在Simulink环境下的建模方法及其在不同风速条件下的电流与电压波形特征。首先介绍了DFIG的基本原理,即定子直接接入电网,转子通过双向变流器连接电网的特点。接着阐述了Simulink模型的具体搭建步骤,包括风力机模型、传动系统模型、DFIG本体模型和变流器模型的建立。文中强调了变流器控制算法的重要性,特别是在应对风速变化时,通过实时调整转子侧的电压和电流,确保电流和电压波形的良好特性。此外,文章还讨论了模型中的关键技术和挑战,如转子电流环控制策略、低电压穿越性能、直流母线电压脉动等问题,并提供了具体的解决方案和技术细节。最终,通过对故障工况的仿真测试,验证了所建模型的有效性和优越性。 适用人群:从事风力发电研究的技术人员、高校相关专业师生、对电力电子控制系统感兴趣的工程技术人员。 使用场景及目标:适用于希望深入了解DFIG工作原理、掌握Simulink建模技能的研究人员;旨在帮助读者理解DFIG在不同风速条件下的动态响应机制,为优化风力发电系统的控制策略提供理论依据和技术支持。 其他说明:文章不仅提供了详细的理论解释,还附有大量Matlab/Simulink代码片段,便于读者进行实践操作。同时,针对一些常见问题给出了实用的调试技巧,有助于提高仿真的准确性和可靠性。
内容概要:本文详细介绍了基于西门子S7-200 PLC和组态王软件构建的八层电梯控制系统。首先阐述了系统的硬件配置,包括PLC的IO分配策略,如输入输出信号的具体分配及其重要性。接着深入探讨了梯形图编程逻辑,涵盖外呼信号处理、轿厢运动控制以及楼层判断等关键环节。随后讲解了组态王的画面设计,包括动画效果的实现方法,如楼层按钮绑定、轿厢移动动画和门开合效果等。最后分享了一些调试经验和注意事项,如模拟困人场景、防抖逻辑、接线艺术等。 适合人群:从事自动化控制领域的工程师和技术人员,尤其是对PLC编程和组态软件有一定基础的人群。 使用场景及目标:适用于需要设计和实施小型电梯控制系统的工程项目。主要目标是帮助读者掌握PLC编程技巧、组态画面设计方法以及系统联调经验,从而提高项目的成功率。 其他说明:文中提供了详细的代码片段和调试技巧,有助于读者更好地理解和应用相关知识点。此外,还强调了安全性和可靠性方面的考量,如急停按钮的正确接入和硬件互锁设计等。
内容概要:本文介绍了如何将CarSim的动力学模型与Simulink的智能算法相结合,利用模型预测控制(MPC)实现车辆的智能超车换道。主要内容包括MPC控制器的设计、路径规划算法、联合仿真的配置要点以及实际应用效果。文中提供了详细的代码片段和技术细节,如权重矩阵设置、路径跟踪目标函数、安全超车条件判断等。此外,还强调了仿真过程中需要注意的关键参数配置,如仿真步长、插值设置等,以确保系统的稳定性和准确性。 适合人群:从事自动驾驶研究的技术人员、汽车工程领域的研究人员、对联合仿真感兴趣的开发者。 使用场景及目标:适用于需要进行自动驾驶车辆行为模拟的研究机构和企业,旨在提高超车换道的安全性和效率,为自动驾驶技术研发提供理论支持和技术验证。 其他说明:随包提供的案例文件已调好所有参数,可以直接导入并运行,帮助用户快速上手。文中提到的具体参数和配置方法对于初学者非常友好,能够显著降低入门门槛。
包括:源程序工程文件、Proteus仿真工程文件、论文材料、配套技术手册等 1、采用51单片机作为主控; 2、采用AD0809(仿真0808)检测"PH、氨、亚硝酸盐、硝酸盐"模拟传感; 3、采用DS18B20检测温度; 4、采用1602液晶显示检测值; 5、检测值同时串口上传,调试助手监看; 6、亦可通过串口指令对加热器、制氧机进行控制;
内容概要:本文详细介绍了双馈永磁风电机组并网仿真模型及其短路故障分析方法。首先构建了一个9MW风电场模型,由6台1.5MW双馈风机构成,通过升压变压器连接到120kV电网。文中探讨了风速模块的设计,包括渐变风、阵风和随疾风的组合形式,并提供了相应的Python和MATLAB代码示例。接着讨论了双闭环控制策略,即功率外环和电流内环的具体实现细节,以及MPPT控制用于最大化风能捕获的方法。此外,还涉及了短路故障模块的建模,包括三相电压电流特性和离散模型与phasor模型的应用。最后,强调了永磁同步机并网模型的特点和注意事项。 适合人群:从事风电领域研究的技术人员、高校相关专业师生、对风电并网仿真感兴趣的工程技术人员。 使用场景及目标:适用于风电场并网仿真研究,帮助研究人员理解和优化风电机组在不同风速条件下的性能表现,特别是在短路故障情况下的应对措施。目标是提高风电系统的稳定性和可靠性。 其他说明:文中提供的代码片段和具体参数设置有助于读者快速上手并进行实验验证。同时提醒了一些常见的错误和需要注意的地方,如离散化步长的选择、初始位置对齐等。
适用于空手道训练和测试场景
内容概要:本文介绍了金牌音乐作词大师的角色设定、背景经历、偏好特点、创作目标、技能优势以及工作流程。金牌音乐作词大师凭借深厚的音乐文化底蕴和丰富的创作经验,能够为不同风格的音乐创作歌词,擅长将传统文化元素与现代流行文化相结合,创作出既富有情感又触动人心的歌词。在创作过程中,会严格遵守社会主义核心价值观,尊重用户需求,提供专业修改建议,确保歌词内容健康向上。; 适合人群:有歌词创作需求的音乐爱好者、歌手或音乐制作人。; 使用场景及目标:①为特定主题或情感创作歌词,如爱情、励志等;②融合传统与现代文化元素创作独特风格的歌词;③对已有歌词进行润色和优化。; 阅读建议:阅读时可以重点关注作词大师的创作偏好、技能优势以及工作流程,有助于更好地理解如何创作出高质量的歌词。同时,在提出创作需求时,尽量详细描述自己的情感背景和期望,以便获得更贴合心意的作品。
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包括:源程序工程文件、Proteus仿真工程文件、配套技术手册等 1、采用51/52单片机作为主控芯片; 2、采用1602液晶显示设置及状态; 3、采用L298驱动两个电机,模拟机械臂动力、移动底盘动力; 3、首先按键配置-待搬运物块的高度和宽度(为0不能开始搬运); 4、按下启动键开始搬运,搬运流程如下: 机械臂先把物块抓取到机器车上, 机械臂减速 机器车带着物块前往目的地 机器车减速 机械臂把物块放下来 机械臂减速 机器车回到物块堆积处(此时机器车是空车) 机器车减速 蜂鸣器提醒 按下复位键,结束本次搬运
内容概要:本文详细介绍了基于下垂控制的三相逆变器电压电流双闭环控制的仿真方法及其在MATLAB/Simulink和PLECS中的具体实现。首先解释了下垂控制的基本原理,即有功调频和无功调压,并给出了相应的数学表达式。随后讨论了电压环和电流环的设计与参数整定,强调了两者带宽的差异以及PI控制器的参数选择。文中还提到了一些常见的调试技巧,如锁相环的响应速度、LC滤波器的谐振点处理、死区时间设置等。此外,作者分享了一些实用的经验,如避免过度滤波、合理设置采样周期和下垂系数等。最后,通过突加负载测试展示了系统的动态响应性能。 适合人群:从事电力电子、微电网研究的技术人员,尤其是有一定MATLAB/Simulink和PLECS使用经验的研发人员。 使用场景及目标:适用于希望深入了解三相逆变器下垂控制机制的研究人员和技术人员,旨在帮助他们掌握电压电流双闭环控制的具体实现方法,提高仿真的准确性和效率。 其他说明:本文不仅提供了详细的理论讲解,还结合了大量的实战经验和调试技巧,有助于读者更好地理解和应用相关技术。
内容概要:本文详细介绍了光伏并网逆变器的全栈开发资料,涵盖了从硬件设计到控制算法的各个方面。首先,文章深入探讨了功率接口板的设计,包括IGBT缓冲电路、PCB布局以及EMI滤波器的具体参数和设计思路。接着,重点讲解了主控DSP板的核心控制算法,如MPPT算法的实现及其注意事项。此外,还详细描述了驱动扩展板的门极驱动电路设计,特别是光耦隔离和驱动电阻的选择。同时,文章提供了并联仿真的具体实现方法,展示了环流抑制策略的效果。最后,分享了许多宝贵的实战经验和调试技巧,如主变压器绕制、PWM输出滤波、电流探头使用等。 适合人群:从事电力电子、光伏系统设计的研发工程师和技术爱好者。 使用场景及目标:①帮助工程师理解和掌握光伏并网逆变器的硬件设计和控制算法;②提供详细的实战经验和调试技巧,提升产品的可靠性和性能;③适用于希望深入了解光伏并网逆变器全栈开发的技术人员。 其他说明:文中不仅提供了具体的电路设计和代码实现,还分享了许多宝贵的实际操作经验和常见问题的解决方案,有助于提高开发效率和产品质量。
内容概要:本文详细介绍了粒子群优化(PSO)算法与3-5-3多项式相结合的方法,在机器人轨迹规划中的应用。首先解释了粒子群算法的基本原理及其在优化轨迹参数方面的作用,随后阐述了3-5-3多项式的数学模型,特别是如何利用不同阶次的多项式确保轨迹的平滑过渡并满足边界条件。文中还提供了具体的Python代码实现,展示了如何通过粒子群算法优化时间分配,使3-5-3多项式生成的轨迹达到时间最优。此外,作者分享了一些实践经验,如加入惩罚项以避免超速,以及使用随机扰动帮助粒子跳出局部最优。 适合人群:对机器人运动规划感兴趣的科研人员、工程师和技术爱好者,尤其是有一定编程基础并对优化算法有初步了解的人士。 使用场景及目标:适用于需要精确控制机器人运动的应用场合,如工业自动化生产线、无人机导航等。主要目标是在保证轨迹平滑的前提下,尽可能缩短运动时间,提高工作效率。 其他说明:文中不仅给出了理论讲解,还有详细的代码示例和调试技巧,便于读者理解和实践。同时强调了实际应用中需要注意的问题,如系统的建模精度和安全性考量。
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内容概要:本文详细探讨了光子晶体中的束缚态在连续谱中(BIC)及其与轨道角动量(OAM)激发的关系。首先介绍了光子晶体的基本概念和BIC的独特性质,随后展示了如何通过Python代码模拟二维光子晶体中的BIC,并解释了BIC在光学器件中的潜在应用。接着讨论了OAM激发与BIC之间的联系,特别是BIC如何增强OAM激发效率。文中还提供了使用有限差分时域(FDTD)方法计算OAM的具体步骤,并介绍了计算本征态和三维Q值的方法。此外,作者分享了一些实验中的有趣发现,如特定条件下BIC表现出OAM特征,以及不同参数设置对Q值的影响。 适合人群:对光子晶体、BIC和OAM感兴趣的科研人员和技术爱好者,尤其是从事微纳光子学研究的专业人士。 使用场景及目标:适用于希望通过代码模拟深入了解光子晶体中BIC和OAM激发机制的研究人员。目标是掌握BIC和OAM的基础理论,学会使用Python和其他工具进行模拟,并理解这些现象在实际应用中的潜力。 其他说明:文章不仅提供了详细的代码示例,还分享了许多实验心得和技巧,帮助读者避免常见错误,提高模拟精度。同时,强调了物理离散化方式对数值计算结果的重要影响。
内容概要:本文详细介绍了如何使用C#和Halcon 17.12构建一个功能全面的工业视觉项目。主要内容涵盖项目配置、Halcon脚本的选择与修改、相机调试、模板匹配、生产履历管理、历史图像保存以及与三菱FX5U PLC的以太网通讯。文中不仅提供了具体的代码示例,还讨论了实际项目中常见的挑战及其解决方案,如环境配置、相机控制、模板匹配参数调整、PLC通讯细节、生产数据管理和图像存储策略等。 适合人群:从事工业视觉领域的开发者和技术人员,尤其是那些希望深入了解C#与Halcon结合使用的专业人士。 使用场景及目标:适用于需要开发复杂视觉检测系统的工业应用场景,旨在提高检测精度、自动化程度和数据管理效率。具体目标包括但不限于:实现高效的视觉处理流程、确保相机与PLC的无缝协作、优化模板匹配算法、有效管理生产和检测数据。 其他说明:文中强调了框架整合的重要性,并提供了一些实用的技术提示,如避免不同版本之间的兼容性问题、处理实时图像流的最佳实践、确保线程安全的操作等。此外,还提到了一些常见错误及其规避方法,帮助开发者少走弯路。
内容概要:本文探讨了分布式电源(DG)接入对9节点配电网节点电压的影响。首先介绍了9节点配电网模型的搭建方法,包括定义节点和线路参数。然后,通过在特定节点接入分布式电源,利用Matlab进行潮流计算,模拟DG对接入点及其周围节点电压的影响。最后,通过绘制电压波形图,直观展示了不同DG容量和接入位置对配电网电压分布的具体影响。此外,还讨论了电压越限问题以及不同线路参数对电压波动的影响。 适合人群:电力系统研究人员、电气工程学生、从事智能电网和分布式能源研究的专业人士。 使用场景及目标:适用于研究分布式电源接入对配电网电压稳定性的影响,帮助优化分布式电源的规划和配置,确保电网安全稳定运行。 其他说明:文中提供的Matlab代码和图表有助于理解和验证理论分析,同时也为后续深入研究提供了有价值的参考资料。