深入了解Spring底层原理-IOC

一、概述

  • Spring是一个轻量级的开源JavaEE框架
  • Spring可以解决企业应用开发的复杂性
  • Spring两大核心部分:IoC和AOP
    特点:
  • 方便解耦,简化开发
  • AOP编程支持
  • 方便程序测试
  • 方便和其他框架整合
  • 方便事务操作
  • 降低API开发难度

IoC和AOP是Spring的核心,分析其原理:
二、IoC解耦推导

  • 我们都知道,IoC是控制反转,通俗讲就是把对象创建和对象之间的调用交给Spring管理,通过简单的xml配置就可以创建和调用对象,其主要目的就是解耦,降低代码之间的耦合度,咱们就从传统方式到IoC来一步一步讲述怎样把耦合度降到最低。
  • 所谓解耦就是降低类之间的依赖和方法之间的依赖

1. 传统直接调用对象

  • 在我们传统的开发方式中,是直接采取new对象的方式创建对象,经常可以看到service调用dao这样的代码,如果是直接调用,我们来看看是怎么样子的,创建UserService和UserDao ,通过UserService调用UserDao:
// UserDao1类
public class UserDao1 {
   public void say(){
       System.out.println("I am userDao1");
   }
}

// UserService类,调用UserDao1类中的方法
public class UserService {
   public void getUser(UserDao1 userDao1){
       userDao1.say();
   }
}

在上面的代码中,是最传统的调用方式,通过service调用dao,可以得到我们想要的结果,打印出:“I am userDao1”,但是,突然,产品经理想要UserDao2一个新的类也可以在UserService中进行调用,这个时候,就需要将代码改为如下:

// UserDao1类
public class UserDao1 {
    public void say(){
        System.out.println("I am userDao1");
    }
}

// UserDao2类
public class UserDao2 {
    public void say(){
        System.out.println("I am userDao2");
    }
}


// UserService类,调用UserDao1和UserDao2类中的方法
public class UserService {
    public void getUser(UserDao1 userDao1){
        userDao1.say();
    }
    
    public void getUser(UserDao2 userDao2){
        userDao2.say();
    }
}
  • 可以看到,我们不仅要新建一个UserDao2类,还需要修改UserService中的代码,万一,突然,产品经理想把UserDao3、UserDao4、UserDao5.....这样具有相同功能的类也在userService中作为参数进行调用,新建这些类倒还好,避免不了,问题是还要修改UserService类,简直头大....
  • 其实,上面的代码中,UserService就和要调用的dao类具有一种很强的联系,我们把这种联系称为强耦合关系,这种强耦合关系是不利于开发的,因此我们需要解耦,首先想到的便是使用接口进行解耦,也就是面向接口编程。

2. 接口解耦
将上面的代码进行修改,将UserDao定义为接口,然后去实现这个接口,再进行调用,如下:// UserDao接口

public interface UserDao {
    void say();
}

// 接口实现类UserDao1
public class UserDaoImpl1 implements UserDao {
    @Override
    public void say() {
        System.out.println("I am userDao1");
    }
}

// 接口实现类UserDao2
public class UserDaoImpl2 implements UserDao {
    @Override
    public void say() {
        System.out.println("I am userDao2");
    }
}


// UserService中进行调用
public class UserService {
    public void getUser(UserDao userDao){
        userDao.say();
    }
}
  • 在上面的代码中,我们可以看到,UserService类中getUser方法参数可以是UserDao1类型的,也可以是UserDao2类型的,不像之前的代码,只能是指定的UserDao。这时,UserService和UserDao1、UserDao2联系的就没那么紧密了,这是一种弱耦合关系,通过接口来进行解耦。

  • 但是仔细查看上面的代码,你会发现,接口和实现类之间还是存在强耦合关系,在面向接口编程中,我们常常会看到类似这样的代码:

UserDao userDao = new UserDaoImpl1();

假设现在不用这个UserDaoImpl1了,而改用UserDao的另一个实现类UserDaoImpl2,代码就要改为如下:

UserDao userDao = new UserDaoImpl2();
  • 这样也就是接口和实现类出现了耦合,为了进一步解耦,我们就使用下面的工厂模式。

3. 工厂模式解耦

  • 工厂的意思也就是一个批量制造同样规格(规格也就是接口类所提供好的规范)类的类,所谓的工厂模式也就是将所有的创建对象任务交给了一个“中间人”,也就是工厂类来实现,要想使用对象,直接找工厂类,实现类必须要从工厂中取出来。

而要使用工厂模式进行解耦,我们需要先将创建对象交给工厂类:

// 工厂类
public class BeanFactory {
    // 创建并返回UserDaoImpl1
    public static UserDao getUserDao1(){
        return new UserDaoImpl1();
    }

    // 创建并返回UserDaoImpl2
    public static UserDao getUserDao2(){
        return new UserDaoImpl2();
    }
}

将创建对象交给工厂类,调用关系就转变为如下:

UserDao userDao = new UserDaoImpl1();  ===>  UserDao userDao1 = BeanFactory.getUserDao1();
UserDao userDao = new UserDaoImpl2();  ===>  UserDao userDao2 = BeanFactory.getUserDao2();
  • 这样一来,我们创建对象只需要调用工厂类BeanFactory中的方法即可,调用时不是直接通过接口,而是通过工厂类,将创建对象交给了工厂类,就降低了接口和实现类之间的耦合。
  • 上面的方法虽然降低了接口和实现类之间的耦合度,但是,这样接口和工厂类之间就产生了耦合,为了再次解耦,我们引入了反射+xml配置文件的方式进行再次解耦。

4. xml 配置 + 反射 + 工厂解耦(IoC底层的实现)
使用xml配置文件

<bean id="userDao" class="**.UserDaoImpl">

工厂类

class BeanFactory {
    public static UserDao getUserDao(String id) {
        // String className = 解析配置文件xml 拿到id对应的class
        // 反射
        class clazz = class.forName(className);
        return clazz.newInstance();
    }
}

可以看到,在这个工厂类中,并没有直接像上面那样直接new对象,而是使用了xml解析和反射方式创建对象,分析如下:

  • 通过xml解析获取对象中属性的值
  • 通过反射得到字节码文件
  • 通过字节码文件创建对象

这样的话如果我们需要改UserDao的实现类的类型,我们可以直接在配置文件中修改,就不需要修改代码,这就是IoC的解耦。

三、IoC 原理理解
1. IoC是什么

  • IoC:Inversion of Control(控制反转),这不是什么技术,而是一种设计思想,在java开发中,IoC意味着将你设计好的对象交给容器,而不是传统的在你的对象内部直接控制,如何理解好Ioc呢?理解好IoC的关键是要明确“谁控制谁,控制什么,为何是反转(有反转就应该有正转了),哪些方面反转了”,那我们来深入分析一下:

  • 谁控制谁,控制什么:传统Java SE程序设计,我们直接在对象内部通过new进行创建对象,是程序主动去创建依赖对象;而IoC是有专门一个容器来创建这些对象,即由IoC容器来控制对 象的创建;谁控制谁?当然是IoC 容器控制了对象;控制什么?那就是主要控制了外部资源获取(不只是对象包括比如文件等)
    为何是反转,哪些方面反转了:有反转就有正转,传统应用程序是由我们自己在对象中主动控制去直接获取依赖对象,也就是正转;而反转则是由容器来帮忙创建及注入依赖对象;为何是反转?因为由容器帮我们查找及注入依赖对象,对象只是被动的接受依赖对象,所以是反转;哪些方面反转了?依赖对象的获取被反转了。

2. IoC能做什么

  • IoC 不是一种技术,只是一种思想,一个重要的面向对象编程的法则,它能指导我们如何设计出松耦合、更优良的程序。传统应用程序都是由我们在类内部主动创建依赖对象,从而导致类与类之间高耦合,难于测试;有了IoC容器后,把创建和查找依赖对象的控制权交给了容器,由容器进行注入组合对象,所以对象与对象之间是 松散耦合,这样也方便测试,利于功能复用,更重要的是使得程序的整个体系结构变得非常灵活。
    其实IoC对编程带来的最大改变不是从代码上,而是从思想上,发生了“主从换位”的变化。应用程序原本是老大,要获取什么资源都是主动出击,但是在IoC/DI思想中,应用程序就变成被动的了,被动的等待IoC容器来创建并注入它所需要的资源了。
      IoC很好的体现了面向对象设计法则之一—— 好莱坞法则:“别找我们,我们找你”;即由IoC容器帮对象找相应的依赖对象并注入,而不是由对象主动去找。
    3. IoC和DI
  • DI:DI—Dependency Injection,即“依赖注入”:组件之间依赖关系由容器在运行期决定,形象的说,即由容器动态的将某个依赖关系注入到组件之中。依赖注入的目的并非为软件系统带来更多功能,而是为了提升组件重用的频率,并为系统搭建一个灵活、可扩展的平台。通过依赖注入机制,我们只需要通过简单的配置,而无需任何代码就可指定目标需要的资源,完成自身的业务逻辑,而不需要关心具体的资源来自何处,由谁实现。
      理解DI的关键是:“谁依赖谁,为什么需要依赖,谁注入谁,注入了什么”,那我们来深入分析一下:
  • 谁依赖于谁:当然是应用程序依赖于IoC容器;

  • 为什么需要依赖:应用程序需要IoC容器来提供对象需要的外部资源;

  • 谁注入谁:很明显是IoC容器注入应用程序某个对象,应用程序依赖的对象;

  • 注入了什么:就是注入某个对象所需要的外部资源(包括对象、资源、常量数据)。

  • IoC和DI由什么关系呢?其实它们是同一个概念的不同角度描述,由于控制反转概念比较含糊(可能只是理解为容器控制对象这一个层面,很难让人想到谁来维护对象关系),所以2004年大师级人物Martin Fowler又给出了一个新的名字:“依赖注入”,相对IoC 而言,“依赖注入”明确描述了“被注入对象依赖IoC容器配置依赖对象”。

  • 总之依赖注入的意思是你需要的东西不是由你创建的,而是第三方,或者说容器提供给你的。这样的设计符合正交性,即所谓的松耦合。

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 206,214评论 6 481
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 88,307评论 2 382
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 152,543评论 0 341
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 55,221评论 1 279
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 64,224评论 5 371
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 49,007评论 1 284
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 38,313评论 3 399
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,956评论 0 259
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 43,441评论 1 300
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,925评论 2 323
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 38,018评论 1 333
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,685评论 4 322
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,234评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,240评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,464评论 1 261
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 45,467评论 2 352
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,762评论 2 345

推荐阅读更多精彩内容