Spring理论基础-控制反转和依赖注入
第一次了解到控制反转（Inversion of Control）这个概念，是在学习Spring框架的时候。IOC和AOP作为Spring的两大特征，自然是要去好好学学的。而依赖注入（Dependency Injection，简称DI）却使得我困惑了挺久，一直想不明白他们之间的联系。
控制反转
控制反转顾名思义，就是要去反转控制权，那么到底是哪些控制被反转了？在2004年 Martin fowler 大神就提出了
“哪些方面的控制被反转了？”
这个问题，他总结出是依赖对象的获得被反转了。
在单一职责原则的设计下，很少有单独一个对象就能完成的任务。大多数任务都需要复数的对象来协作完成，这样对象与对象之间就有了依赖。一开始对象之间的依赖关系是自己解决的，需要什么对象了就New一个出来用，控制权是在对象本身。但是这样耦合度就非常高，可能某个对象的一点小修改就会引起连锁反应，需要把依赖的对象一路修改过去。
如果依赖对象的获得被反转，具体生成什么依赖对象和什么时候生成都由对象之外的IOC容器来决定。对象只要在用到依赖对象的时候能获取到就可以了，常用的方式有依赖注入和依赖查找（Dependency Lookup）。这样对象与对象之间的耦合就被移除到了对象之外，后续即使有依赖修改也不需要去修改原代码了。
总结一下，控制反转是指把对象的依赖管理从内部转移至外部。
依赖注入
控制反转是把对象之间的依赖关系提到外部去管理，可依赖是提到对象外面了，对象本身还是要用到依赖对象的，这时候就要用到依赖注入了。顾名思义，应用需要把对象所需要的依赖从外部注入进来。可以是通过对象的构造函数传参注入，这种叫做构造器注入（Constructor Injection）。如果是通过JavaBean的属性方法传参注入，就叫做设值方法注入(Setter Injection)。
不管是通过什么方式注入的，如果是我们手动注入的话还是显得太麻烦了。这时候就需要一个容器来帮我们实现这个功能，自动的将对象所需的依赖注入进去，这个容器就是前面提到的IOC容器了。
控制反转和依赖注入的关系也已经清晰了，它们本质上可以说是一样的，只是具体的关注点不同。控制反转的关注点是控制权的转移，而依赖注入则内含了控制反转的意义，明确的描述了依赖对象在外部被管理然后注入到对象中。实现了依赖注入，控制也就反转了。
例子
- 首先是传统的方式，耦合非常严重。
public class Main {
public static void main(String[] args) {
OrderService service = new OrderService();
service.test();
}
}
public class OrderService {
private OrderDao dao = new OrderDao();
public void test() {
dao.doSomeThing();
}
}
public class OrderDao {
public void doSomeThing() {
System.out.println("test");
}
}
- 接下来是没有使用容器的方式，松耦合了，但是手动注入非常的麻烦。
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Dao dao = new OrderDao();
OrderService service = new OrderService(dao);
service.test();
}
}
public interface Dao {
void doSomeThing();
}
public class OrderDao implements Dao {
@Override
public void doSomeThing() {
System.out.println("test");
}
}
public class OrderService {
private Dao dao;
public OrderService(Dao dao) {
this.dao = dao;
}
public void test() {
dao.doSomeThing();
}
}
- 接下来使用容器造福人类。
// 引导类要放在项目根目录下，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);
// 获取Bean
OrderService service = container.getBean(OrderService.class);
// 调用
service.test();
}
}
@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;
}
}
@Component
public class OrderDao implements Dao {
@Override
public void doSomeThing() {
System.out.println("test");
}
}
public interface Dao {
void doSomeThing();
}
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target({ElementType.TYPE})
public @interface Component {
}
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target({ElementType.FIELD,ElementType.METHOD})
public @interface Autowired {
}
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 注解的类并实例化
if (c.isAnnotationPresent(Component.class)) {
components.put(c, c.newInstance());
}
} catch (ClassNotFoundException | InstantiationException | IllegalAccessException e) {
e.printStackTrace();
}
});
}
/**
* 注入依赖
*/
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();
}
}
}));
}
/**
* 该方法会得到所有的类，将类的全类名写入到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);
}
}
后记
一些概念在脑海里总以为是清晰的，等实际用到或者是写成文字的时候就发现有很多不理解的地方。本文的目的就是梳理下概念，做些记录。这次自己尝试实现了下IOC容器，一开始写就知道自己之前的理解有问题了。好歹是写出了个能用的版本，用来应付文章中的例子。后面可以去参考下Spring的实现，估计能学到不少东西。
