【死磕 Spring】----- IOC 之深入理解 Spring IoC

在一開始學(xué)習(xí) Spring 的時候,我們就接觸 IoC 了,作為 Spring 第一個最核心的概念,我們在解讀它源碼之前一定需要對其有深入的認(rèn)識,本篇為【死磕 Spring】系列博客的第一篇博文,主要介紹 IoC 基本概念和各個組件。

IOC 理論

IoC 全稱為 Inversion of Control,翻譯為 “控制反轉(zhuǎn)”,它還有一個別名為 DI(Dependency Injection),即依賴注入。

如何理解“控制反轉(zhuǎn)”好呢?理解好它的關(guān)鍵在于我們需要回答如下四個問題:

  1. 誰控制誰
  2. 控制什么
  3. 為何是反轉(zhuǎn)
  4. 哪些方面反轉(zhuǎn)了

在回答這四個問題之前,我們先看 IOC 的定義:

所謂 IOC ,就是由 Spring IOC 容器來負(fù)責(zé)對象的生命周期和對象之間的關(guān)系

上面這句話是整個 IoC 理論的核心。如何來理解這句話?我們引用一個例子來走闡述(看完該例子上面四個問題也就不是問題了)。

已找女朋友為例(對于程序猿來說這個值得探究的問題)。一般情況下我們是如何來找女朋友的呢?首先我們需要根據(jù)自己的需求(漂亮、身材好、性格好)找一個妹子,然后到處打聽她的興趣愛好、微信、電話號碼,然后各種投其所好送其所要,最后追到手。如下:

/**
 * 年輕小伙子
 */
public class YoungMan {
    private BeautifulGirl beautifulGirl;

    YoungMan(){
        // 可能你比較牛逼,指腹為婚
        // beautifulGirl = new BeautifulGirl();
    }

    public void setBeautifulGirl(BeautifulGirl beautifulGirl) {
        this.beautifulGirl = beautifulGirl;
    }

    public static void main(String[] args){
        YoungMan you = new YoungMan();
        BeautifulGirl beautifulGirl = new BeautifulGirl("你的各種條件");
        beautifulGirl.setxxx("各種投其所好");

        // 然后你有女票了
        you.setBeautifulGirl(beautifulGirl);
    }
}

這就是我們通常做事的方式,如果我們需要某個對象,一般都是采用這種直接創(chuàng)建的方式(new BeautifulGirl()),這個過程復(fù)雜而又繁瑣,而且我們必須要面對每個環(huán)節(jié),同時使用完成之后我們還要負(fù)責(zé)銷毀它,在這種情況下我們的對象與它所依賴的對象耦合在一起。

其實我們需要思考一個問題?我們每次用到自己依賴的對象真的需要自己去創(chuàng)建嗎?我們知道,我們依賴對象其實并不是依賴該對象本身,而是依賴它所提供的服務(wù),只要在我們需要它的時候,它能夠及時提供服務(wù)即可,至于它是我們主動去創(chuàng)建的還是別人送給我們的,其實并不是那么重要。再說了,相比于自己千辛萬苦去創(chuàng)建它還要管理、善后而言,直接有人送過來是不是顯得更加好呢?

這個給我們送東西的“人” 就是 IoC,在上面的例子中,它就相當(dāng)于一個婚介公司,作為一個婚介公司它管理著很多男男女女的資料,當(dāng)我們需要一個女朋友的時候,直接跟婚介公司提出我們的需求,婚介公司則會根據(jù)我們的需求提供一個妹子給我們,我們只需要負(fù)責(zé)談戀愛,生猴子就行了。你看,這樣是不是很簡單明了。

誠然,作為婚介公司的 IoC 幫我們省略了找女朋友的繁雜過程,將原來的主動尋找變成了現(xiàn)在的被動接受(符合我們的要求),更加簡潔輕便。你想啊,原來你還得鞍馬前后,各種巴結(jié),什么東西都需要自己去親力親為,現(xiàn)在好了,直接有人把現(xiàn)成的送過來,多么美妙的事情啊。所以,簡單點說,IoC 的理念就是讓別人為你服務(wù),如下圖(摘自Spring揭秘):

201805071001

在沒有引入 IoC 的時候,被注入的對象直接依賴于被依賴的對象,有了 IoC 后,兩者及其他們的關(guān)系都是通過 Ioc Service Provider 來統(tǒng)一管理維護(hù)的。被注入的對象需要什么,直接跟 IoC Service Provider 打聲招呼,后者就會把相應(yīng)的被依賴對象注入到被注入的對象中,從而達(dá)到 IOC Service Provider 為被注入對象服務(wù)的目的。所以 IoC 就是這么簡單!原來是需要什么東西自己去拿,現(xiàn)在是需要什么東西讓別人(IOC Service Provider)送過來

現(xiàn)在在看上面那四個問題,答案就顯得非常明顯了:

  1. 誰控制誰:在傳統(tǒng)的開發(fā)模式下,我們都是采用直接 new 一個對象的方式來創(chuàng)建對象,也就是說你依賴的對象直接由你自己控制,但是有了 IOC 容器后,則直接由 IoC 容器來控制。所以“誰控制誰”,當(dāng)然是 IoC 容器控制對象。
  2. 控制什么:控制對象。
  3. 為何是反轉(zhuǎn):沒有 IoC 的時候我們都是在自己對象中主動去創(chuàng)建被依賴的對象,這是正轉(zhuǎn)。但是有了 IoC 后,所依賴的對象直接由 IoC 容器創(chuàng)建后注入到被注入的對象中,依賴的對象由原來的主動獲取變成被動接受,所以是反轉(zhuǎn)。
  4. 哪些方面反轉(zhuǎn)了:所依賴對象的獲取被反轉(zhuǎn)了。

妹子有了,但是如何擁有妹子呢?這也是一門學(xué)問。

  1. 可能你比較牛逼,剛剛出生的時候就指腹為婚了。
  2. 大多數(shù)情況我們還是會考慮自己想要什么樣的妹子,所以還是需要向婚介公司打招呼的。
  3. 還有一種情況就是,你根本就不知道自己想要什么樣的妹子,直接跟婚介公司說,我就要一個這樣的妹子。

所以,IOC Service Provider 為被注入對象提供被依賴對象也有如下幾種方式:構(gòu)造方法注入、stter方法注入、接口注入。

構(gòu)造器注入

構(gòu)造器注入,顧名思義就是被注入的對象通過在其構(gòu)造方法中聲明依賴對象的參數(shù)列表,讓外部知道它需要哪些依賴對象。

YoungMan(BeautifulGirl beautifulGirl){
        this.beautifulGirl = beautifulGirl;
}

構(gòu)造器注入方式比較直觀,對象構(gòu)造完畢后就可以直接使用,這就好比你出生你家里就給你指定了你媳婦。

setter 方法注入

對于 JavaBean 對象而言,我們一般都是通過 getter 和 setter 方法來訪問和設(shè)置對象的屬性。所以,當(dāng)前對象只需要為其所依賴的對象提供相對應(yīng)的 setter 方法,就可以通過該方法將相應(yīng)的依賴對象設(shè)置到被注入對象中。如下:

public class YoungMan {
    private BeautifulGirl beautifulGirl;

    public void setBeautifulGirl(BeautifulGirl beautifulGirl) {
        this.beautifulGirl = beautifulGirl;
    }
}

相比于構(gòu)造器注入,setter 方式注入會顯得比較寬松靈活些,它可以在任何時候進(jìn)行注入(當(dāng)然是在使用依賴對象之前),這就好比你可以先把自己想要的妹子想好了,然后再跟婚介公司打招呼,你可以要林志玲款式的,趙麗穎款式的,甚至鳳姐哪款的,隨意性較強(qiáng)。

接口方式注入

接口方式注入顯得比較霸道,因為它需要被依賴的對象實現(xiàn)不必要的接口,帶有侵入性。一般都不推薦這種方式。


關(guān)于 IOC 理論部分,筆者不在闡述,這里推薦幾篇博客閱讀:

各個組件

先看下圖(摘自:http://singleant.iteye.com/blog/1177358

spring-201805091002

該圖為 ClassPathXmlApplicationContext 的類繼承體系結(jié)構(gòu),雖然只有一部分,但是它基本上包含了 IOC 體系中大部分的核心類和接口。

下面我們就針對這個圖進(jìn)行簡單的拆分和補(bǔ)充說明。

Resource體系

Resource,對資源的抽象,它的每一個實現(xiàn)類都代表了一種資源的訪問策略,如ClasspathResource 、 URLResource ,F(xiàn)ileSystemResource 等。

spring-201805091003

有了資源,就應(yīng)該有資源加載,Spring 利用 ResourceLoader 來進(jìn)行統(tǒng)一資源加載,類圖如下:

spring-201805091004

BeanFactory 體系

BeanFactory 是一個非常純粹的 bean 容器,它是 IOC 必備的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),其中 BeanDefinition 是她的基本結(jié)構(gòu),它內(nèi)部維護(hù)著一個 BeanDefinition map ,并可根據(jù) BeanDefinition 的描述進(jìn)行 bean 的創(chuàng)建和管理。

spring-201805101001

BeanFacoty 有三個直接子類 ListableBeanFactory、HierarchicalBeanFactoryAutowireCapableBeanFactoryDefaultListableBeanFactory 為最終默認(rèn)實現(xiàn),它實現(xiàn)了所有接口。

Beandefinition 體系

BeanDefinition 用來描述 Spring 中的 Bean 對象。

spring-201805101002

BeandefinitionReader體系

BeanDefinitionReader 的作用是讀取 Spring 的配置文件的內(nèi)容,并將其轉(zhuǎn)換成 Ioc 容器內(nèi)部的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu):BeanDefinition。

spring-201805101003

ApplicationContext體系

這個就是大名鼎鼎的 Spring 容器,它叫做應(yīng)用上下文,與我們應(yīng)用息息相關(guān),她繼承 BeanFactory,所以它是 BeanFactory 的擴(kuò)展升級版,如果BeanFactory 是屌絲的話,那么 ApplicationContext 則是名副其實的高富帥。由于 ApplicationContext 的結(jié)構(gòu)就決定了它與 BeanFactory 的不同,其主要區(qū)別有:

  1. 繼承 MessageSource,提供國際化的標(biāo)準(zhǔn)訪問策略。
  2. 繼承 ApplicationEventPublisher ,提供強(qiáng)大的事件機(jī)制。
  3. 擴(kuò)展 ResourceLoader,可以用來加載多個 Resource,可以靈活訪問不同的資源。
  4. 對 Web 應(yīng)用的支持。

下圖來源:https://blog.csdn.net/yujin753/article/details/47043143

spring-201805101004

上面五個體系可以說是 Spring IoC 中最核心的部分,后面博文也是針對這五個部分進(jìn)行源碼分析。其實 IoC 咋一看還是挺簡單的,無非就是將配置文件(暫且認(rèn)為是 xml 文件)進(jìn)行解析(分析 xml 誰不會?。缓蠓诺揭粋€ Map 里面就差不多了,初看有道理,其實要面臨的問題還是有很多的,下面就勞煩各位看客跟著 LZ 博客來一步一步揭開 Spring IoC 的神秘面紗。

此系列博文為 LZ 學(xué)習(xí)、研究 Spring 機(jī)制和源碼的學(xué)習(xí)筆記,會涉及參考別人的博文和書籍內(nèi)容,如有雷同,純屬借鑒,當(dāng)然 LZ 會標(biāo)明參考來源。同時由于知識面和能力的問題,文章中難免會出現(xiàn)錯誤之處,如有,望各位大佬指出,不勝感激
LZ 寫此系列博客時,Spring 最新版本為 5.0.6.RELEASE ,所以此系列博客所有源碼來源均為 5.0.6.RELEASE。


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