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spring ioc原理(看完后大家可以自己写一个spring)

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
  1. publicstaticvoid main(String[] args) {   
  2.         ApplicationContext context = new FileSystemXmlApplicationContext(   
  3. "applicationContext.xml");   
  4.         Animal animal = (Animal) context.getBean("animal");   
  5.         animal.say();   
  6.     }  
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
  1. <bean id="animal"class="phz.springframework.test.Cat">   
  2.         <property name="name" value="kitty" />   
  3.     </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
  1. publicclass Cat implements Animal {   
  2. private String name;   
  3. publicvoid say() {   
  4.         System.out.println("I am " + name + "!");   
  5.     }   
  6. publicvoid setName(String name) {   
  7. this.name = name;   
  8.     }   
  9. }  
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
  1. publicinterface Animal {   
  2. publicvoid say();   
  3. }  
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
  1. /* Bean Id */
  2. private String id;   
  3. /* Bean Class */
  4. private String type;   
  5. /* Bean Property */
  6. 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

Java代码
  1. <bean id="test"class="Test">   
  2.         <property name="testMap">   
  3.             <map>   
  4.                 <entry key="a">   
  5.                     <value>1</value>   
  6.                 </entry>   
  7.                 <entry key="b">   
  8.                     <value>2</value>   
  9.                 </entry>   
  10.             </map>   
  11.         </property>   
  12.     </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>


Spring是怎样保存上面的配置呢?,代码如下:

Java代码
  1. if (beanProperty.element("map") != null) {   
  2.                     Map<String, Object> propertiesMap = new HashMap<String, Object>();   
  3.                     Element propertiesListMap = (Element) beanProperty   
  4.                             .elements().get(0);   
  5.                     Iterator<?> propertiesIterator = propertiesListMap   
  6.                             .elements().iterator();   
  7. while (propertiesIterator.hasNext()) {   
  8.                         Element vet = (Element) propertiesIterator.next();   
  9. if (vet.getName().equals("entry")) {   
  10.                             String key = vet.attributeValue("key");   
  11.                             Iterator<?> valuesIterator = vet.elements()   
  12.                                     .iterator();   
  13. while (valuesIterator.hasNext()) {   
  14.                                 Element value = (Element) valuesIterator.next();   
  15. if (value.getName().equals("value")) {   
  16.                                     propertiesMap.put(key, value.getText());   
  17.                                 }   
  18. if (value.getName().equals("ref")) {   
  19.                                     propertiesMap.put(key, new String[] { value   
  20.                                             .attributeValue("bean") });   
  21.                                 }   
  22.                             }   
  23.                         }   
  24.                     }   
  25.                     bean.getProperties().put(name, propertiesMap);   
  26.                 }  
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
  1. publicstatic Object newInstance(String className) {   
  2.         Class<?> cls = null;   
  3.         Object obj = null;   
  4. try {   
  5.             cls = Class.forName(className);   
  6.             obj = cls.newInstance();   
  7.         } catch (ClassNotFoundException e) {   
  8. thrownew RuntimeException(e);   
  9.         } catch (InstantiationException e) {   
  10. thrownew RuntimeException(e);   
  11.         } catch (IllegalAccessException e) {   
  12. thrownew RuntimeException(e);   
  13.         }   
  14. return obj;   
  15.     }  
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
  1. publicstaticvoid setProperty(Object obj, String name, String value) {   
  2.         Class<? extends Object> clazz = obj.getClass();   
  3. try {   
  4.             String methodName = returnSetMthodName(name);   
  5.             Method[] ms = clazz.getMethods();   
  6. for (Method m : ms) {   
  7. if (m.getName().equals(methodName)) {   
  8. if (m.getParameterTypes().length == 1) {   
  9.                         Class<?> clazzParameterType = m.getParameterTypes()[0];   
  10.                         setFieldValue(clazzParameterType.getName(), value, m,   
  11.                                 obj);   
  12. break;   
  13.                     }   
  14.                 }   
  15.             }   
  16.         } catch (SecurityException e) {   
  17. thrownew RuntimeException(e);   
  18.         } catch (IllegalArgumentException e) {   
  19. thrownew RuntimeException(e);   
  20.         } catch (IllegalAccessException e) {   
  21. thrownew RuntimeException(e);   
  22.         } catch (InvocationTargetException e) {   
  23. thrownew RuntimeException(e);   
  24.         }   
  25. }  
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
  1. if (value instanceof Map) {   
  2.                 Iterator<?> entryIterator = ((Map<?, ?>) value).entrySet()   
  3.                         .iterator();   
  4.                 Map<String, Object> map = new HashMap<String, Object>();   
  5. while (entryIterator.hasNext()) {   
  6.                     Entry<?, ?> entryMap = (Entry<?, ?>) entryIterator.next();   
  7. if (entryMap.getValue() instanceof String[]) {   
  8.                         map.put((String) entryMap.getKey(),   
  9.                                 getBean(((String[]) entryMap.getValue())[0]));   
  10.                     }   
  11.                 }   
  12.                 BeanProcesser.setProperty(obj, property, map);   
  13.             }  
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。
本文参考了大量文章无法一一感谢,在这一起感谢,如果侵犯了你的版权深表歉意,很希望对大家有帮助!

 

 

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