前言

剛開始聽到 IoC，會(huì)覺得特別高大上，但其實(shí)明白原理了很簡單。

跟著我的腳步，一文帶你吃透 IoC 原理。

本文圍繞 是何、為何、如何 來談：

是何

上一篇文章有同學(xué)問我在官網(wǎng)該看哪些內(nèi)容，怎么找的，那今天的截圖里都會(huì)有鏈接。

初識(shí) IoC

根據(jù)上一篇文章我們說的，Spring 全家桶中最重要的幾個(gè)項(xiàng)目都是基于 Spring Framework 的，所以我們就以 Spring Framework 為例來看文檔^[2]。

首先它的右側(cè)有 Github 的鏈接，另外點(diǎn)到「LEARN」這里，就會(huì)看到各個(gè)版本的文檔。

那我們點(diǎn)「Reference Doc」，就能夠看到它的一些模塊的介紹：

（等下... 模塊？什么是模塊？這個(gè)問題下文回答。）

第一章 Overview，講述它的歷史、設(shè)計(jì)原理等等；

第二章 Core，包含了 IoC 容器，AOP 等等，那自然是講 Spring 的核心了，要點(diǎn)進(jìn)去好好看了。

點(diǎn)進(jìn)去之后發(fā)現(xiàn)了寶貴的學(xué)習(xí)資料，一切的 what, why, how 都可以在這里找到答案。

這里很好的解釋了大名鼎鼎的 IoC - Inversion of Control, 控制反轉(zhuǎn)。

我粗略的總結(jié)一下：控制反轉(zhuǎn)就是把創(chuàng)建和管理 bean 的過程轉(zhuǎn)移給了第三方。而這個(gè)第三方，就是 Spring IoC Container，對(duì)于 IoC 來說，最重要的就是容器。

容器負(fù)責(zé)創(chuàng)建、配置和管理 bean，也就是它管理著 bean 的生命，控制著 bean 的依賴注入。

通俗點(diǎn)講，因?yàn)轫?xiàng)目中每次創(chuàng)建對(duì)象是很麻煩的，所以我們使用 Spring IoC 容器來管理這些對(duì)象，需要的時(shí)候你就直接用，不用管它是怎么來的、什么時(shí)候要銷毀，只管用就好了。

舉個(gè)例子，就好像父母沒時(shí)間管孩子，就把小朋友交給托管所，就安心的去上班而不用管孩子了。托兒所，就是第三方容器，負(fù)責(zé)管理小朋友的吃喝玩樂；父母，相當(dāng)于程序員，只管接送孩子，不用管他們吃喝。

等下，bean?又是什么？

Bean 其實(shí)就是包裝了的 Object，無論是控制反轉(zhuǎn)還是依賴注入，它們的主語都是 object，而 bean 就是由第三方包裝好了的 object。（想一下別人送禮物給你的時(shí)候都是要包裝一下的，自己造的就免了。

Bean 是 Spring 的主角，有種說法叫 Spring 就是面向 bean 的編程（Bean Oriented Programming, BOP）。

IoC 容器

既然說容器是 IoC 最重要的部分，那么 Spring 如何設(shè)計(jì)容器的呢？還是回到官網(wǎng)，第二段有介紹哦：

答：使用?ApplicationContext，它是?BeanFactory?的子類，更好的補(bǔ)充并實(shí)現(xiàn)了?BeanFactory?的。

BeanFactory?簡單粗暴，可以理解為 HashMap：

• Key - bean name

• Value - bean object

但它一般只有 get, put 兩個(gè)功能，所以稱之為“低級(jí)容器”。

而?ApplicationContext?多了很多功能，因?yàn)樗^承了多個(gè)接口，可稱之為“高級(jí)容器”。在下文的搭建項(xiàng)目中，我們會(huì)使用它。

ApplicationContext?的里面有兩個(gè)具體的實(shí)現(xiàn)子類，用來讀取配置配件的：

• ClassPathXmlApplicationContext?- 從 class path 中加載配置文件，更常用一些；

• FileSystemXmlApplicationContext?- 從本地文件中加載配置文件，不是很常用，如果再到 Linux 環(huán)境中，還要改路徑，不是很方便。

當(dāng)我們點(diǎn)開?ClassPathXmlApplicationContext?時(shí)，發(fā)現(xiàn)它并不是直接繼承?ApplicationContext?的，它有很多層的依賴關(guān)系，每層的子類都是對(duì)父類的補(bǔ)充實(shí)現(xiàn)。

而再往上找，發(fā)現(xiàn)最上層的 class 回到了?BeanFactory，所以它非常重要。

要注意，Spring 中還有個(gè)?FactoryBean，兩者并沒有特別的關(guān)系，只是名字比較接近，所以不要弄混了順序。

為了好理解 IoC，我們先來回顧一下不用 IoC 時(shí)寫代碼的過程。

深入理解 IoC

這里用經(jīng)典?class Rectangle?來舉例：

• 兩個(gè)變量：長和寬

• 自動(dòng)生成?set()?方法和?toString()?方法

注意 ??：一定要生成?set()?方法，因?yàn)?Spring IoC 就是通過這個(gè)?set()?方法注入的；toString()?方法是為了我們方便打印查看。

public?class?Rectangle?{private?int?width;private?int?length;public?Rectangle()?{System.out.println("Hello?World!");}public?void?setWidth(int?widTth)?{this.width?=?widTth;}public?void?setLength(int?length)?{this.length?=?length;}@Overridepublic?String?toString()?{return?"Rectangle{"?+"width="?+?width?+",?length="?+?length?+'}';} }

然后在?test?文件中手動(dòng)用?set()?方法給變量賦值。

嗯，其實(shí)這個(gè)就是「解藕」的過程！

public?class?MyTest?{@Testpublic?void?myTest()?{Rectangle?rect?=?new?Rectangle();rect.setLength(2);rect.setWidth(3);System.out.println(rect);} }

其實(shí)這就是 IoC 給屬性賦值的實(shí)現(xiàn)方法，我們把「創(chuàng)建對(duì)象的過程」轉(zhuǎn)移給了?set()?方法，而不是靠自己去?new，就不是自己創(chuàng)建的了。

這里我所說的“自己創(chuàng)建”，指的是直接在對(duì)象內(nèi)部來?new，是程序主動(dòng)創(chuàng)建對(duì)象的正向的過程；這里使用?set()?方法，是別人（test）給我的；而 IoC 是用它的容器來創(chuàng)建、管理這些對(duì)象的，其實(shí)也是用的這個(gè)?set()?方法，不信，你把這個(gè)這個(gè)方法去掉或者改個(gè)名字試試？

幾個(gè)關(guān)鍵問題：

何為控制，控制的是什么？

答：是 bean 的創(chuàng)建、管理的權(quán)利，控制 bean 的整個(gè)生命周期。

何為反轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)了什么？

答：把這個(gè)權(quán)利交給了 Spring 容器，而不是自己去控制，就是反轉(zhuǎn)。由之前的自己主動(dòng)創(chuàng)建對(duì)象，變成現(xiàn)在被動(dòng)接收別人給我們的對(duì)象的過程，這就是反轉(zhuǎn)。

舉個(gè)生活中的例子，主動(dòng)投資和被動(dòng)投資。

自己炒股、選股票的人就是主動(dòng)投資，主動(dòng)權(quán)掌握在自己的手中；而買基金的人就是被動(dòng)投資，把主動(dòng)權(quán)交給了基金經(jīng)理，除非你把這個(gè)基金賣了，否則具體選哪些投資產(chǎn)品都是基金經(jīng)理決定的。

依賴注入

回到文檔中，第二句話它說：IoC is also known as DI.

我們來談?wù)?dependency injection?- 依賴注入。

何為依賴，依賴什么？

程序運(yùn)行需要依賴外部的資源，提供程序內(nèi)對(duì)象的所需要的數(shù)據(jù)、資源。

何為注入，注入什么？

配置文件把資源從外部注入到內(nèi)部，容器加載了外部的文件、對(duì)象、數(shù)據(jù)，然后把這些資源注入給程序內(nèi)的對(duì)象，維護(hù)了程序內(nèi)外對(duì)象之間的依賴關(guān)系。

所以說，控制反轉(zhuǎn)是通過依賴注入實(shí)現(xiàn)的。但是你品，你細(xì)品，它們是有差別的，像是「從不同角度描述的同一件事」：

• IoC 是設(shè)計(jì)思想，DI 是具體的實(shí)現(xiàn)方式；

• IoC 是理論，DI 是實(shí)踐；

從而實(shí)現(xiàn)對(duì)象之間的解藕。

當(dāng)然，IoC 也可以通過其他的方式來實(shí)現(xiàn)，而 DI 只是 Spring 的選擇。

IoC 和 DI 也并非 Spring 框架提出來的，Spring 只是應(yīng)用了這個(gè)設(shè)計(jì)思想和理念到自己的框架里去。

為何

那么為什么要用 IoC 這種思想呢？換句話說，IoC 能給我們帶來什么好處？

答：解藕。

它把對(duì)象之間的依賴關(guān)系轉(zhuǎn)成用配置文件來管理，由 Spring IoC Container 來管理。

在項(xiàng)目中，底層的實(shí)現(xiàn)都是由很多個(gè)對(duì)象組成的，對(duì)象之間彼此合作實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的業(yè)務(wù)邏輯。但是，很多很多對(duì)象緊密結(jié)合在一起，一旦有一方出問題了，必然會(huì)對(duì)其他對(duì)象有所影響，所以才有了解藕的這種設(shè)計(jì)思想。

如上圖所示，本來 ABCD 是互相關(guān)聯(lián)在一起的，當(dāng)加入第三方容器的管理之后，每個(gè)對(duì)象都和第三方法的 IoC 容器關(guān)聯(lián)，彼此之間不再直接聯(lián)系在一起了，沒有了耦合關(guān)系，全部對(duì)象都交由容器來控制，降低了這些對(duì)象的親密度，就叫“解藕”。

如何

最后到了實(shí)踐部分，我們來真的搭建一個(gè) Spring 項(xiàng)目，使用下 IoC 感受一下。

現(xiàn)在大都使用?maven?來構(gòu)建項(xiàng)目，方便我們管理 jar 包；但我這里先講一下手動(dòng)導(dǎo)入 jar 包的過程，中間會(huì)遇到很多問題，都是很好的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。

在開始之前，我們先來看下圖 - 大名鼎鼎的 Spring 模塊圖。

Spring Framework 八大模塊

模塊化的思想是 Spring 中非常重要的思想。

Spring 框架是一個(gè)分層架構(gòu)，每個(gè)模塊既可以單獨(dú)使用，又可與其他模塊聯(lián)合使用。

每個(gè)「綠框」，對(duì)應(yīng)一個(gè)模塊，總共8個(gè)模塊；「黑色包」，表示要實(shí)現(xiàn)這個(gè)模塊的 jar 包。

Core Container，我們剛才已經(jīng)在文檔里看到過了，就是 IoC 容器，是核心，可以看到它依賴于這4個(gè) jar 包：

• Beans

• Core

• Context

• SpEL, spring express language

那這里我們就知道了，如果想要用 IoC 這個(gè)功能，需要把這 4個(gè) jar 包導(dǎo)進(jìn)去。其中，Core 模塊是 Spring 的核心，Spring 的所有功能都依賴于這個(gè) jar 包，Core 主要是實(shí)現(xiàn) IoC 功能，那么說白了 Spring 的所有功能都是借助于 IoC 實(shí)現(xiàn)的。

其他的模塊和本文關(guān)系不大，不在這里展開了。

那當(dāng)我們想搭建 Spring 項(xiàng)目時(shí)，當(dāng)然可以把所有 jar 包都導(dǎo)進(jìn)去，但是你的電腦能受得了嗎。。?但是包越大，項(xiàng)目越大，問題就越多，所以盡量按需選擇，不用囤貨。。

Btw, 這張圖在網(wǎng)上有很多，但是在我卻沒有在最新版的 reference doc 上找到。。不過，既然那些老的教程里有，說明老版本的 doc 里有，那去老版本的介紹^[3]?里找找看????

在本文第一張圖?Spring Framework?-?Documentation?中我們選?4.3.26?的?Reference Doc.，然后搜索“Framework Modules”，就有啦～ 具體鏈接可以看文末參考資料。

還有一個(gè)方法，待會(huì)我們講到 jar 包中的內(nèi)容時(shí)再說。

搭建 Spring 項(xiàng)目

知道要導(dǎo)入哪些 jar 包了，那就找吧????。

一、手動(dòng)加載 jar 包的方式

1. 下載

下載地址：

如果你要問我怎么找的，那就還是從剛才?4.3.26?版本的?Reference Doc?中進(jìn)去，然后剛開頭就有一個(gè)?Distribution Zip Files，

好奇心帶著我打開了它，發(fā)現(xiàn)...

發(fā)現(xiàn)了倉庫地址！

打開后發(fā)現(xiàn)是各個(gè)版本的 jar 包啊～

我們搜 5.2.3 版的，它在最下面：

然后就可以愉快的使用了～

• Dist.zip?是 jar 包

• Docs.zip?是文檔

其他的暫時(shí)先不用管～

下載好了之后，就好好看看 Spring 送我們的這份大禮包吧。

此處回答上文的遺留問題：哪里找 Spring Framework 框架圖。

答案是：下載的 docs.zip → spring-framework-reference → images → spring-overview

我們需要導(dǎo)入 Intellij 的 jar 包在哪里呢？Dist.zip → libs

這里可以看到，每個(gè)黑色框?qū)?yīng)3個(gè) jar 包，我們要導(dǎo)入 Intellij 的是?RELEASE.jar.

2. 不用 IoC 構(gòu)建項(xiàng)目

我們?new project，不用 maven 構(gòu)架，就新建一個(gè)普通的 Java 項(xiàng)目，比如我就叫它?Spring_HelloWorld，然后還是用我常用的?class Rectangle?的例子。

然后在 External Libraries 中導(dǎo)入我們剛才在模塊圖里看到的那4個(gè)模塊所對(duì)應(yīng)的 jar 包，結(jié)構(gòu)如下：

這樣你以為就大功告成了嗎？Too young too simple 啊～

來運(yùn)行一下：

出現(xiàn)了老盆友：no class def found?error, 就是找不到這個(gè)類。

我們谷歌?Maven common logging?并下載它的 jar 包，再加到項(xiàng)目里就可以了。

我上圖里是已經(jīng)加過了的，所以你會(huì)看到一個(gè)?commons-logging-1.2.

再運(yùn)行一下就可以了。這里的兩個(gè)文件上文都有截圖。

目前為止我們是手動(dòng)用?set()?方法設(shè)置對(duì)象的，那怎么用 Spring IoC 呢？

3. Spring IoC 配置文件詳解

還需要有一個(gè)配置文件，可是這個(gè)文件需要配置啥，該怎么配置呢？

官網(wǎng)里都給我們寫好了：

第一段是一些命名空間及其規(guī)范的介紹，

第二段就是給?bean?的屬性賦值了。

這里注意下?bean?里面的配置要改一下，改成我們這個(gè)項(xiàng)目對(duì)應(yīng)的。這里的?id,?class?是什么意思呢？官網(wǎng)上也有解釋，我這里簡單概括下：

• bean?標(biāo)簽：告訴 Spring 要?jiǎng)?chuàng)建的對(duì)象

• id: 對(duì)象的唯一標(biāo)識(shí)，就像每個(gè)人的身份證一樣，不可重復(fù)

• class:?bean?的完全限定名，即從 package name 到 class name

• property：給屬性賦值，name?的名稱取決于?set()?方法后面的參數(shù)；

其實(shí)也可以用 constructor 來賦值，name 的名稱取決于參數(shù)列表；更多給復(fù)雜數(shù)據(jù)類型賦值的使用可以在官網(wǎng)查到。

當(dāng)然，在工作中更常用的是注解。但是往往也會(huì)有 xml 文件配合著一起使用的，所以還是要懂的。

我的 service 文件配置如下：

4. 最后一步，我們?cè)賮砜此窃趺从玫?#xff1a;

這里面并沒有直接的 new 這個(gè) service，但是 Spring 容器幫我們創(chuàng)建了這個(gè)對(duì)象。

那么 Spring 是如何幫我們創(chuàng)建對(duì)象的呢？

ApplicationContext?是?IoC 容器的入口，其實(shí)也就是?Spring 程序的入口， 剛才已經(jīng)說過了它的兩個(gè)具體的實(shí)現(xiàn)子類，在這里用了從 class path 中讀取數(shù)據(jù)的方式；

然后第二行，就是獲取具體的 bean 了。這個(gè)其實(shí)有很多方式，在使用的時(shí)候就能看到：

點(diǎn)進(jìn)去發(fā)現(xiàn)，是在 BeanFactory.class 里定義的：

這其中比較常用的是通過

• Id ?→ 需要 cast

• Bean 的類型 → 只能在 Singleton 的時(shí)候使用，否則不知道用哪個(gè)呀

• Id + 類型 → 下圖代碼示例

來獲取對(duì)象，最后兩種 String, Class objects 這種可變參數(shù)的方式用的很少。

照貓畫虎，我的 test 文件改動(dòng)如下：

成功運(yùn)行～～????????

Follow up 1. 對(duì)象在容器中默認(rèn)是單例的

實(shí)踐是檢驗(yàn)的唯一標(biāo)準(zhǔn)：

再用?getBean()?得到一個(gè)對(duì)象，測(cè)試是否還是同一個(gè)。

即：

public?class?MyTest?{public?void?test?myTest()?{ApplicationContext?context?=?new?ClassPathXmlApplicationContext("service.xml");Rectangle?rect?=?context.getBean("rectangle",?Rectangle.class);Rectangle?rect2?=?context.getBean("rectangle",?Rectangle.class);System.out.println(rect?==?rect2);}} }

返回 True or False?

答：True

因?yàn)槟J(rèn)是單例的，如果要改，需要在配置文件里改<bean … scope = “prototype”>.

至于這些標(biāo)簽的用法，這里不再延伸了～

Follow up 2. 容器中的對(duì)象是什么時(shí)候創(chuàng)建的？

實(shí)踐是檢驗(yàn)的唯一標(biāo)準(zhǔn)：

定義一個(gè)無參的 constructor，里面打印一句話，然后只?new ClassPathXmlApplicationContext，如下圖：

發(fā)現(xiàn)也是可以打印的，所以其實(shí)是每次啟動(dòng)容器的時(shí)候，就已經(jīng)創(chuàng)建好容器中的所有對(duì)象了。（當(dāng)然，這在?scope = "prototype"?的時(shí)候不適用，只是 singleton 的時(shí)候。）

多說一句，其實(shí)最好應(yīng)該一直保留一個(gè)無參的 constructor，因?yàn)檫@里 bean 對(duì)象的創(chuàng)建是通過反射，

• clazz.newInstance()?默認(rèn)是調(diào)用無參的 constructor

不過，現(xiàn)在已經(jīng)被棄用掉了，換用了這個(gè)：

• clazz.getDeclaredConstructor().newInstance()

二、使用 Maven 構(gòu)建項(xiàng)目

我們?cè)倩氐阶铋_始的構(gòu)建項(xiàng)目，相信大家都體會(huì)到了手動(dòng)導(dǎo)入 jar 包的繁瑣之處，其實(shí)我們還可以用 Maven 來管理項(xiàng)目中的 jar 包，在公司中也是比較常用的一種方式，免除了手動(dòng)下載 jar 包的過程。

1. 新建項(xiàng)目

使用 Maven 的話就簡化很多了，首先我們創(chuàng)建一個(gè) Maven 項(xiàng)目，不同于剛才的過程在于：

New Project 的時(shí)候要選擇從 Maven 構(gòu)建，而不是一個(gè)簡單的 Java 項(xiàng)目。

建好之后，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)比起剛才的 Java 項(xiàng)目，多了很多東西：

和之前的空項(xiàng)目不太一樣，這里有?main,?test，其中?resources?是放配置文件的地方，也就是我們剛才的?service.xml?應(yīng)該放在這里，如果沒有放對(duì)位置是代碼找不到哦～

2. 添加對(duì)應(yīng)的 pom 依賴，就不用手動(dòng)導(dǎo) jar 包了

倉庫地址?https://mvnrepository.com/

搜?spring

選擇?Spring context?→?5.2.3 release，把里面的配置 copy 到?pom.xml?中

最終在左邊 external libraries 會(huì)自動(dòng)出現(xiàn)所需的包，一鍵導(dǎo)入，不要太方便～

3. 寫代碼～～????????

小結(jié)

我們最后再來體會(huì)一下用 Spring 創(chuàng)建對(duì)象的過程：

通過?ApplicationContext?這個(gè) IoC 容器的入口，用它的兩個(gè)具體的實(shí)現(xiàn)子類，從 class path 或者 file path 中讀取數(shù)據(jù)，用?getBean()?獲取具體的 bean instance。

那使用 Spring 到底省略了我們什么工作？

答：new 的過程。把 new 的過程交給第三方來創(chuàng)建、管理，這就是「解藕」。

Spring 也是用的?set()?方法，它只不過提供了一套更加完善的實(shí)現(xiàn)機(jī)制而已。

而說到底，底層的原理并沒有很復(fù)雜，只是為了提高擴(kuò)展性、兼容性，Spring 提供了豐富的支持，所以才覺得源碼比較難。

因?yàn)榭蚣苁且o各種各樣的用戶來使用的，它們考慮的更多的是擴(kuò)展性。如果讓我們來實(shí)現(xiàn)，或許三五行就能搞定，但是我們實(shí)現(xiàn)的不完善、不完整、不嚴(yán)謹(jǐn)，總之不高大上，所以它寫三五十行，把框架設(shè)計(jì)的盡可能的完善，提供了豐富的支持，滿足不同用戶的需求，才能占領(lǐng)更大的市場(chǎng)啊。

參考資料

[1]

我的 Github:?https://github.com/huiqit/SheIsSDEatNYC

[2]

Spring 官方文檔:?https://spring.io/projects/spring-framework#learn.

[3]

官方文檔 4.3.26 版本，包含 Spring 模塊圖:?https://docs.spring.io/spring/docs/4.3.26.RELEASE/spring-framework-reference/htmlsingle/

部分圖片來源于網(wǎng)絡(luò)，版權(quán)歸原作者，侵刪。

END

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Spring IoC？看这篇文章就够了...的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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