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Spring基本用法1——Spring的核心机制:IOC、DI

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        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。

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