Spring理論基礎-控制反轉和依賴注入

時間 2019-11-17

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序

第一次瞭解到控制反轉（Inversion of Control）這個概念，是在學習Spring框架的時候。IOC和AOP做爲Spring的兩大特徵，天然是要去好好學學的。而依賴注入（Dependency Injection，簡稱DI）卻使得我困惑了挺久，一直想不明白他們之間的聯繫。html

控制反轉

控制反轉顧名思義，就是要去反轉控制權，那麼究竟是哪些控制被反轉了？在2004年 Martin fowler 大神就提出了git

「哪些方面的控制被反轉了？」github

這個問題，他總結出是依賴對象的得到被反轉了。編程

在單一職責原則的設計下，不多有單獨一個對象就能完成的任務。大多數任務都須要複數的對象來協做完成，這樣對象與對象之間就有了依賴。一開始對象之間的依賴關係是本身解決的，須要什麼對象了就New一個出來用，控制權是在對象自己。可是這樣耦合度就很是高，可能某個對象的一點小修改就會引發連鎖反應，須要把依賴的對象一路修改過去。bash

若是依賴對象的得到被反轉，具體生成什麼依賴對象和何時生成都由對象以外的IOC容器來決定。對象只要在用到依賴對象的時候能獲取到就能夠了，經常使用的方式有依賴注入和依賴查找（Dependency Lookup）。這樣對象與對象之間的耦合就被移除到了對象以外，後續即便有依賴修改也不須要去修改原代碼了。框架

總結一下，控制反轉是指把對象的依賴管理從內部轉移至外部。ide

依賴注入

控制反轉是把對象之間的依賴關係提到外部去管理，可依賴是提到對象外面了，對象自己仍是要用到依賴對象的，這時候就要用到依賴注入了。顧名思義，應用須要把對象所須要的依賴從外部注入進來。能夠是經過對象的構造函數傳參注入，這種叫作構造器注入（Constructor Injection）。若是是經過JavaBean的屬性方法傳參注入，就叫作設值方法注入(Setter Injection)。函數

無論是經過什麼方式注入的，若是是咱們手動注入的話仍是顯得太麻煩了。這時候就須要一個容器來幫咱們實現這個功能，自動的將對象所需的依賴注入進去，這個容器就是前面提到的IOC容器了。學習

控制反轉和依賴注入的關係也已經清晰了，它們本質上能夠說是同樣的，只是具體的關注點不一樣。控制反轉的關注點是控制權的轉移，而依賴注入則內含了控制反轉的意義，明確的描述了依賴對象在外部被管理而後注入到對象中。實現了依賴注入，控制也就反轉了。

例子

首先是傳統的方式，耦合很是嚴重。

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        OrderService service = new OrderService();
        service.test();
    }

}
複製代碼

public class OrderService {

    private OrderDao dao = new OrderDao();

    public void test() {
        dao.doSomeThing();
    }

}
複製代碼

public class OrderDao {

    public void doSomeThing() {
        System.out.println("test");
    }

}
複製代碼

接下來是沒有使用容器的方式，鬆耦合了，可是手動注入很是的麻煩。

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        Dao dao = new OrderDao();
        OrderService service = new OrderService(dao);
        service.test();
    }

}
複製代碼

public interface Dao {

    void doSomeThing();

}
複製代碼

public class OrderDao implements Dao {

    @Override
    public void doSomeThing() {
        System.out.println("test");
    }

}
複製代碼

public class OrderService {

    private Dao dao;

    public OrderService(Dao dao) {
        this.dao = dao;
    }

    public void test() {
        dao.doSomeThing();
    }

}
複製代碼

接下來使用容器造福人類。

// 引導類要放在項目根目錄下，也就是在 src 下面
public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        // 生成容器
        Container container = new Container(Main.class);
        // 獲取Bean
        OrderService service = container.getBean(OrderService.class);
        // 調用
        service.test();
    }

}
複製代碼

@Component
public class OrderService {

    @Autowired
    private Dao dao;

    public void test() {
        dao.doSomeThing();
    }

    public Dao getDao() {
        return dao;
    }

    public void setDao(Dao dao) {
        this.dao = dao;
    }
}
複製代碼

@Component
public class OrderDao implements Dao {

    @Override
    public void doSomeThing() {
        System.out.println("test");
    }

}
複製代碼

public interface Dao {

    void doSomeThing();

}
複製代碼

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target({ElementType.TYPE})
public @interface Component {
}
複製代碼

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target({ElementType.FIELD,ElementType.METHOD})
public @interface Autowired {
}
複製代碼

public class Container {

    private List<String> classPaths = new ArrayList<>();

    private String separator;

    private Map<Class, Object> components = new HashMap<>();

    public Container(Class cls) {
        File file = new File(cls.getResource("").getFile());
        separator = file.getName();
        renderClassPaths(new File(this.getClass().getResource("").getFile()));
        make();
        di();
    }

    private void make() {
        classPaths.forEach(classPath -> {
            try {
                Class c = Class.forName(classPath);
                // 找到有 @ioc.Component 註解的類並實例化
                if (c.isAnnotationPresent(Component.class)) {
                    components.put(c, c.newInstance());
                }
            } catch (ClassNotFoundException | InstantiationException | IllegalAccessException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        });
    }

    /**
     * 注入依賴
     */
    private void di() {
        components.forEach((aClass, o) -> Arrays.stream(aClass.getDeclaredFields()).forEach(field -> {
            if (field.isAnnotationPresent(Autowired.class)) {
                try {
                    String methodName = "set" + field.getType().getName().substring(field.getType().getName().lastIndexOf(".") + 1);
                    Method method = aClass.getMethod(methodName, field.getType());
                    if (field.getType().isInterface()) {
                        components.keySet().forEach(aClass1 -> {
                            if (Arrays.stream(aClass1.getInterfaces()).anyMatch(aClass2 -> aClass2.equals(field.getType()))) {
                                try {
                                    method.invoke(o, components.get(aClass1));
                                } catch (IllegalAccessException | InvocationTargetException e) {
                                    e.printStackTrace();
                                }
                            }
                        });
                    } else {
                        method.invoke(o, components.get(field.getType()));
                    }
                } catch (NoSuchMethodException | IllegalAccessException | InvocationTargetException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }));
    }

    /**
     * 該方法會獲得全部的類，將類的全類名寫入到classPaths中
     *
     * @param file 包
     */
    private void renderClassPaths(File file) {
        if (file.isDirectory()) {
            File[] files = file.listFiles();
            Arrays.stream(Objects.requireNonNull(files)).forEach(this::renderClassPaths);
        } else {
            if (file.getName().endsWith(".class")) {
                String classPath = file.getPath()
                        .substring(file.getPath().lastIndexOf(separator) + separator.length() + 1)
                        .replace('\\', '.')
                        .replace(".class", "");
                classPaths.add(classPath);
            }
        }
    }

    public <T> T getBean(Class c) {
        return (T) components.get(c);
    }

}
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後記

一些概念在腦海裏總覺得是清晰的，等實際用到或者是寫成文字的時候就發現有不少不理解的地方。本文的目的就是梳理下概念，作些記錄。此次本身嘗試實現了下IOC容器，一開始寫就知道本身以前的理解有問題了。好歹是寫出了個能用的版本，用來應付文章中的例子。後面能夠去參考下Spring的實現，估計能學到很多東西。

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