spring学习--三、IOC容器（一）

一、IOC概念以及包含的设计思想

　　　IOC的概念我们已经熟知，即控制反转（依赖注入），那么IOC的内涵是什么呢，它又是如何使代码解耦的呢？据一个例子来讲，直接用演员来编排剧本，用java语言来描述此场景，可以在剧本类里面直接调用演员类创建需要出场的演员对象，比如在Mottack剧本类中new一个LiuDeua对象来编排剧本，但是这样的编码会使具体的演员类与该剧本有耦合关系，即只能由这个演员来演该剧本，当我们需要还演员时，就必须改剧本。

　　　在实际的大型程序设计时，往往会涉及很多类之间的各种依赖关系，如果都像上面那样进行直接调用，必然会造成大量类之间有着很强的耦合，既不利于代码的维护，也不利于代码的阅读，所以有必要用一种方法来降低这一种依赖。一种自然而然想到的办法是，“剧本“类只负责剧情，而不关心具体由谁来演，剧本使用角色名字来编排剧本，不负责为角色指定相应的演员，但是一部戏必须要由演员来拍，才能够成为一部戏，不然就只能成为一部戏的空空的剧本，所以这时需要一个新的类“导演”来为这部戏里面的角色指定演员实体，这边是spring IOC的设计思想，即引入 第三方类，将调用类解耦。

//直接调用实体类的方式

public class MoAttack{
    public void cityGateAsk(){
        LiuDeHua ldh = new LiuDeHua();
        ldh.responseAsk("墨者蛤蜊");    
    }
}

//引入接口通过多态调用的方式
//LiuDeHua实现了GeLi接口
public class MoAttack{
    public void cityGateAsk(){
        GeLi geli = new LiuDeHua();
        ldh.responseAsk("墨者蛤蜊");    
    }
}

//引入第三方导演的方式(属性注入)
public class MoAttack{
    private GeLi geli;
    public void setGeLi(GeLi geli){
         this.geli = geli;
    }
    public void cityGateAsk(){
        geli.responseAsk("墨者蛤蜊");    
    }
}    
public class Director {
    public void direct(){
        MoAttack moAttack = new MoAttack();
        Geli geli = new LiuDeHua();
        moAttack.setGeli(geli);
        moAttack.cityGateAsk();    
}} //实际上是将MoAttack 与 LiuDeHua的耦合关系转移给了Director，如果能提前将Director实现，那么就可以实现代码的解耦，如果能设计出一种重复使用的广式Director，恭喜！你已经设计出了一个springIOC容器

　　　　　如果能在代码运行调用接口时，动态的为接口指定实现类，那就完美了！

　　　以上是打比方的说法，对于软件来讲，所谓控制反转（依赖注入）就是将某一接口具体实现类的选择控制权从调用类中移除，转交给第三方来决定，具体的就是由spring容器借由bean配置来进行控制（让调用类对某一接口实现类的依赖关系由第三方（容器或协作类）注入，以移除调用类对某一接口实现类的依赖），因此，我们只需调用接口，而不必关注具体的实现类（实现类可以多样化）。

 

二、IOC的类型：构造函数注入、属性注入、接口注入，spring支持前两种。接口注入和属性注入本质并无区别。

 

三、通过容器进行依赖注入的原理：spring容器可以根据配置文件，在代码运行时完成对接口的实现类的注入，这要归功于java的反射特性，反射允许以代码的方式来操作类和类的方法和属性，在程序运行时可以动态改变一个类和接口（以代码的方式来操纵代码，可以在运行时动态改变代码，很强大的特性吧！）。

　　例子：

<bean id = "geli" class = "LiuDeHua" /> //给“geli”接口装配实现类“LiuDeHua”
<bean id = "moAttack" class="com.smart.ioc.MoAttack"
        p:geli-ref="geli"/>  //给mottack接口装配实现类，并给geli属性建立依赖关系，依赖geli接口

　　　　这样spring就自动帮我们装配好了类与类之间的依赖，可以直接调用之，并且实现了各调用类之间的解耦（接口功不可莫）

四、相关的java基础知识

　　能够实现上述IOC功能，涉及了java的类装载机制与反射机制的基础知识，还有class=“xxx”中的对xxx资源访问的资源访问器（资源访问接口），当然也包含了xml的解析等。。。现在还没具体学习只能想到这么多，既然有这么多想法，赶紧来学习以下看看究竟涉及哪些基础的知识吧！

 

　　1、类装载器ClassLoader

　　类装载器是一个java组件，它负责：1、寻找类的字节码文件；2、构造出类在JVM内部表示对象的组件。在Java中，类装载器把一个类装入JVM中需要以下步骤：

• 　　　　装载：查找和导入Class文件。
• 　　       链接：执行 校验、准备、解析 （解析是可以选择的)
•               　　 校验：检查载入的Class文件数据的正确性；准备：给类的静态变量分配存储空间；解析：将符号引用转化为直接引用。

                        初始化：对类的静态变量和静态代码块执行初始化工作
  

 

 　　　　ClassLoader有三种，分别为 根装载器（1）、ExtClassLoader（扩展类装载器）（2）、AppClassLoader（应用类装载器）（3）

　　　　　根装载器由C++编写，负责装载JRE的核心类库，ExtClassLoader和AppClassloader都是ClassLoader的子类，前者负责装载JRE的扩展目录ext中的jar类包；AppClassLoader负责装载ClassPath路径下的类包。（1）是（2）的父装载器，（2）是（3）的父装载器

　　　　JVM装载类采用“全盘负责委托装载机制”，全盘负责是指，一个类装载器在装载当前类时，当前类的所有依赖也使用该装载器装载，除非显示得使用另外的装载器；委托机制是指装载时先委托父装载器装载类，当父装载器找不到该类时，才从子装载器开始装载。

　　　　除了默认的三个ClassLoader之外，用户还可以编写自己的类装载器来实现自己的需求。

　　　　类装载器的重要方法在本节示例编写完毕之后再讨论

　　　　2、java反射机制

　　　　Class对象，乘坐类描述对象。类文件在被装载并且被解析后，由JVM通过调用类装载器中的defineClass（）方法自动构造（没有public构造方法），每个类都有.Class的引用来指向这个类描述对象，而类描述对象又拥有指向关联ClassLoader的引用.总之，java反射体系保证了可以通过程序化的方式访问目标类的所有元素（只要JVM的安全机制允许，就可以访问private与protected的元素）。

　　　　下面是类反射机制的练习。

 

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Method;

public class Car {
    private String brand;
    private String color;

    public String getBrand() {
        return brand;
    }

    public void setBrand(String brand) {
        this.brand = brand;
    }

    public String getColor() {
        return color;
    }

    public void setColor(String color) {
        this.color = color;
    }

    public int getMaxSpeed() {
        return maxSpeed;
    }

    public void setMaxSpeed(int maxSpeed) {
        this.maxSpeed = maxSpeed;
    }

    public void introduce() {
        System.out.println("brand:"+brand+";color:"+color+";maxSpeed:" + maxSpeed);
    }
    private int maxSpeed;
    public static void main(String []args) throws Throwable{
        //通过类装载器获得Car类描述对象
        ClassLoader loader = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
        Class clazz = loader.loadClass("Car");

        //获取类的默认构造器对象并通过它实例化Car
        Constructor cons = clazz.getDeclaredConstructor((Class[])null);
        Car car = (Car)cons.newInstance();

        //通过反射的方法设置属性（访问public方法）
        Method setBrand = clazz.getMethod("setBrand",String.class);
        setBrand.invoke(car,"红旗");
        Method setColor = clazz.getMethod("setColor",String.class);
        setColor.invoke(car,"黑色");
        Method setMaxSpeed = clazz.getMethod("setMaxSpeed",int.class);
        setMaxSpeed.invoke(car,200);

　　　　　//私有成员访问限制
　　　　　Field colorFid = class.getDeciaredField("color");
　　　　　colorFid.setAccessible(true);
　　　　　colorFid.set(car,"红色");


        //通过反射的方式实现了对类和对象的访问，检测一下
        Method introduce = clazz.getMethod("introduce");
        introduce.invoke(car);
        System.out.println("Hello World!");
    }
}

　　　　通过run mian方法可以有如下输出

　　

　　　　下面我们来介绍ClassLoader类的重要方法，以及java反射机制重要反射类。

　　五、ClassLoader类的重要方法

　　　 Class loadClass(String name): 根据name来加载一个类，name使用类的全限定名，返回该类的一个描述对象；该方法有一个重载方法(String name,boolen resolve),resolve参数告诉类装载器是否要解析该类，解析就是把类的符号引用转为直接引用。

　　　　Class defineClass(String name,byte[] b,int off,int len) 将类文件的字节数组转换为JVM内部的java.lang.Class对象。

　　　　Class findSystemClass(String name) 从本地文件系统载入Class，若找不到，则抛出ClassNotFoundException异常，这是JVM默认的类装载方法

　　　　ClassLoader getParent() 获取类装载器的父装载器。

　　六、java反射机制的主要反射类及其分别的主要方法

　　　Constructor ,构造函数的反射类：获取途径通过Class对象get，重要方法为newInstance()，创建一个实体类的对象，相当于new

　　　　Method，类的方法的反射类：通过Class对象的getDeclareDMethods()方法获取，重要方法为invoke，其他的可以在详细学习时再查，

　　　　Field，类的成员变量的反射类：获取方式类似，重要方法就是一系列的set，有set(),和setInt（）、setBoolean（）。

　　　　对于私有变量和私有方法，利用反射对象的setAccessible(true)方法可以绕过访问限制（只要JVM的安全机制允许）。