Spring的IoC原理

精选转载

Rnighk 2013-07-23 15:06:04

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();  
        } 
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

Xml代码

<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

Java代码

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

Java代码

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

Java代码

/* 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

Xml代码 


Spring是怎样保存上面的配置呢？，代码如下：

<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>

Java代码

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

Java代码

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

Java代码

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，

Java代码

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。

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