spring ioc原理（看完后大家可以自己写一个spring）-低调大师

spring ioc原理（看完后大家可以自己写一个spring）

2018-04-12 588

在学习spring的时候，最常听到的词应该就是IOC和AOP了，下面，我从我的角度再次理解一下Spring里的IOC和AOP.

IOC简介

IoC(InversionofControl)：IoC就是应用本身不依赖对象的创建和维护而是交给外部容器(这里为spring),这要就把应用和对象之间解耦,控制权交给了外部容器。即Don'tcallme,I'llcallyou！所以IoC也称DI(依赖注入)对象的创建和维护依赖于外部容器.

IOC详解

关于IOC的博客有很多，我们可以从这篇博客中了解一下：

深入浅出Spring（二）IoC详解

简单理解IOC

我们从文章中发现，其实ioc所做的一件事情就是把A和B的强耦合关系，变成A依赖于B的接口的关系，但具体A要实现B接口中哪一种B类型，由C来决定，以达到解耦，通俗来讲，我们在家到饭点的时候就会说“我要吃饭”，我这里代表的是A，饭代表的是B的接口，但是具体是要吃什么饭，那就由你的妈妈在决定，你妈妈给你在碗里放了米饭（B），你就要吃米饭，当然，今天你妈妈开心，也可以给你碗里放一个鸡腿，这个决定权在你的妈妈，也就是我们常说的把控制权交给第三方。一次来达到我（A）和米饭（B）的解耦。

DI与IOC 的关系

我们可能会经常听到另一个词：DI,这里，简单的做一下讲解：

因为IOC确实不够开门见山，因此业界曾进行了广泛的讨论，最终软件界的泰斗级人物MartinFowIer提出了DI（依注入：Dependency Injection)的概念用以代替loc,即让调用类对某一接口实现类的依赖关系由第三方（容器或协作类）注入，以移除调用类对某一接口实现类的依赖。“依賴注入”这个名词显然比“控制反转”直接明了、易于理解。

所以，我认为IOC和DI描述的是一件事情，只是从不同的角度来描述：

IOC控制反转：说的是创建对象实例的控制权从代码控制剥离到IOC容器控制，实际上就是我们现在说的第三方，侧重于原理。

DI依赖注入：说的是创建对象实例时，为这个对象注入属性值或其它对象实例，侧重于实现。

说到DI，可能就会有出现这样一个问题，既然DI侧重实现，那么他是怎么实现的呢？也就是怎么注入的呢？下面我们

几种注入方式：

简单说一下几种注入方式：

第一种：构造函数注入（这里我们直接沿用上面的例子）：

[html]view plaincopy
       publicclass Team {   
         privateLeader leader；  
         publicTeam(Leader leader){  
                   this.leader=leader;  
}  
             public void firstMetting(){   
                 leader.introduce();   
             }   
         }     
在Boss出的代码为：  
public class Boss {    
   public void direct(){   
       Leader leader = new Li();   
       Team team = new Team(leader);   
       team.firstMetting();   
}   

第二种：属性注入：

有时,我们会发现,虽然小李在这个team里要发言，，但并非每次都要发言，在这种情况下通过构造函数注入并不妥当，这时可以考虑使用属性注入。属性注入可以有选择地通过setter方法完成调用类所需依赖的注入，更加灵活方便；

[html]view plaincopy
public class Team {   
         privateLeader leader；  
         publicvoid SetLeader (Leader leader){  
                   this.leader=leader;  
}  
             public void firstMetting(){   
                 leader.introduce();   
             }   
         }     
在Boss出的代码为：  
public class Boss {   
   public void direct(){   
       Leader leader = new Li();   
       Team team = new Team();   
                   Team.setLeader(leader);  
       team.firstMetting();   
}   

和通过构造函数注入不同，在实例化Team时，并未指定任何发言人，而是在实例化Team后，在需要小李出场时，才调用其setLeader方法注入扮演者。按照类似的方式，这样，我们就可以在不同的场合，注入相应的发言人了。

第三种：接口注入：

[html]view plaincopy
定义接口:  
Public interface teamInject{  
         voidinjectLeader(Leader leader);  
}  
public class Team implements teamInject {   
         privateLeader leader；  
         publicvoid injectLeader (Leader leader){  
                   this.leader=leader;  
}  
             public void firstMetting(){   
                 leader.introduce();   
             }   
         }     
在Boss出的代码为：  
public class Boss {   
   public void direct(){   
       Leader leader = new Li();   
       Team team = new Team();   
                   Team.setLeader(leader);  
       team.firstMetting();   
}   

由于通过接口注入需要额外声明一个接口，增加了类的数目，而且它的效果和属性注

入并无本质区别，因此我们不提倡采用这种方式。

Spring中实现IOC

当然，在这个例子中，我们是通过手动维护第三方类的，那么，Spring容器是怎么实现的呢？

spring容器实现的方法网上也有很多，在这里，我就直接站在巨人的肩膀上了：

手动模拟IOC

其实，在Spring容器中，容器只是把第三方这个类对外封装成一个xml节点，在容器中进行查询注入，注意，这里用到两个非常重要的技术，一个是查找XML，另一个是根据方法名利用反射机制调用类。我感觉如果以后想写出好的程序，这两个技术是必不可少的。

IOC就讲到这里，下面讲一下我对AOP的理解：Spring中的AOP

控制反转/依赖注入

最近，买了本spring入门书：spring In Action 。大致浏览了下感觉还不错。就是入门了点。Manning的书还是不错的，我虽然不像哪些只看Manning书的人那样专注于Manning,但怀着崇敬的心情和激情通览了一遍。又一次接受了IOC 、DI、AOP等Spring核心概念。先就IOC和DI谈一点我的看法。

IOC（DI）：其实这个Spring架构核心的概念没有这么复杂，更不像有些书上描述的那样晦涩。Java程序员都知道：java程序中的每个业务逻辑至少需要两个或以上的对象来协作完成，通常，每个对象在使用他的合作对象时，自己均要使用像new object（）这样的语法来完成合作对象的申请工作。你会发现：对象间的耦合度高了。而IOC的思想是：Spring容器来实现这些相互依赖对象的创建、协调工作。对象只需要关系业务逻辑本身就可以了。从这方面来说，对象如何得到他的协作对象的责任被反转了（IOC、DI）。

这是我对Spring的IOC的体会。DI其实就是IOC的另外一种说法。DI是由Martin Fowler 在2004年初的一篇论文中首次提出的。他总结：控制的什么被反转了？就是：获得依赖对象的方式反转了。

如果对这一核心概念还不理解：这里引用一个叫Bromon的blog上找到的浅显易懂的答案：

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();
}

[java] view plain copy

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

Java代码

<bean id="animal" class="phz.springframework.test.Cat">
<property name="name" value="kitty" />
</bean>

[java] view plain copy

<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;
}
}

[java] view plain copy

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();
}

[java] view plain copy

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>();

[java] view plain copy

/* 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

Java代码

<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] view plain copy

<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>

Spring是怎样保存上面的配置呢？，代码如下：

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);
}

[java] view plain copy

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;
}

[java] view plain copy

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);
}
}

[java] view plain copy

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);
}

[java] view plain copy

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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原文链接：https://yq.aliyun.com/articles/653113

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