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Spring IoC?看这篇文章就够了...
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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