深入了解Spring控制反转IOC原理

2022-11-13 14:11:17 原理控制反转

一、什么是spring ioc容器
二、ioC有哪些优点
三、控制反转（IOC）有什么作用
四、IoC和DI有什么区别
五、Spring IoC的实现机制
六、IoC支持哪些功能
七、BeanFactory和ApplicationContext有什么区别
八、ApplicationContext通常的实现是什么
九、依赖注入的方式，构造器依赖注入和 Setter方法注入的区别
十、依赖注入的基本原则和优点

一、什么是Spring IOC容器

Spring是包含众多工具的IoC容器，控制反转即IoC，它有两个核心的功能：

①将对象（Bean）存储在容器（Spring）

②将对象（Bean）从容器（Spring）中取出来

【扩展：将对象存放到容器中的好处】

将对象存储在 IoC 容器相当于将以后可能⽤的所有工具制作好都放到仓库中，需要的时候直接取就行了，用完再把它放回到仓库。而new 对象的方式相当于，每次需要工具了，才现做，用完就扔掉了也不会保存，下次再用的时候还得重新做，这就是 IoC 容器和普通程序开发的区别

二、IOC有哪些优点

IOC 或依赖注入把应用的代码量降到最低

它使应用容易测试，单元测试不再需要单例和JNDI查找机制

最小的代价和最小的侵入性使松散耦合得以实现

IOC容器支持加载服务时的饿汉式初始化和懒加载

三、控制反转（IOC）有什么作用

将创建对象的控制权交给Spring的IoC，以前需要程序员自己控制对象创建，现在交给Spring的IoC创建，如果需要使用需要通过DI（依赖注入）@Autowired自动注入

解耦，由容器去维护具体的对象，降低耦合度

【扩展：什么是解耦，代码示例】

解耦指的是解决了代码的耦合性，耦合性也可以换⼀种叫法叫程序相关性。这就好比我们打造⼀辆完整的汽车，如果所有的配件都是自己造，那么当客户需求发生改变的时候，比如轮胎的尺寸不再是原来的尺寸了，那我们要自己动手来改了，但如果我们是把轮胎外包出去，那么即使是轮胎的尺寸发生变变了，我们只需要向代理工厂下订单就行了，我们自身身是不需要出力的

在传统的代码中对象创建顺序是：Car -> Framework -> Bottom -> Tire

改进之后解耦的代码的对象创建顺序是：Tire -> Bottom -> Framework -> Car

public class IocCarExample {
   public static void main(String[] args) {
     Tire tire = new Tire(20);
     Bottom bottom = new Bottom(tire);
     Framework framework = new Framework(bottom);
     Car car = new Car(framework);
     car.run();
  }
  //车类，把创建⼦类的⽅式，改为注⼊传递的⽅式
  static class Car {
    private Framework framework;
    public Car(Framework framework) {
      this.framework = framework;
    }
    public void run() {
      framework.init();
    }
  }
  //车身类
  static class Framework {
    private Bottom bottom;
    public Framework(Bottom bottom) {
      this.bottom = bottom;
    }
    public void init() {
    bottom.init();
    }
  }

四、IoC和DI有什么区别

IoC:控制反转，由主动new产生对象（耦合过高）转换成从外部提供对象，就是将对象的创建控制权从程序转移到了外部

DI:依赖注入，就是在程序运行期间，自动的将一个对象从Spring拿出来给当前类使用

区别：

IoC 是“目标”也是⼀种思想，而目标和思想只是⼀种指导原则，而 DI 就是具体的实现

例如：比如说我今天心情比较好，吃⼀顿好的犒劳犒劳自己，那么“吃⼀顿好的”是思想和目标（是 IoC），但最后我是吃海底捞，这就是具体的实现，就是 DI

五、Spring IoC的实现机制

1. 简单工厂：通过一个方法传入一个标识，生产对应对象

工厂模式案例：

public static void main(String[] arge){
  // 调用工厂方法，根据传入参数，返回一个对象
  BaseService  userService = Factory.getBean("user");
}
class Factory{
  public static BaseService getBean(String beanName){
      if("user".equals(beanName)){
         return = new UserServiceImpl();
      }
      if("role".equals(beanName)){
         return = new RoleServiceImpl();
      }
   }
}

2.反射：反射就是在工厂模式getBean()方法中通过反射的方式来创建Bean

class Factory {
    public static Fruit getInstance(String ClassName) {
        Fruit f=null;
        try {
            f=(Fruit)Class.forName(ClassName).newInstance();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return f;
    }
}

【扩展：反射是什么，反射的实现原理】

反射机制是在运行的状态，对于任何一个类，都能知道所有属性和方法，对于任何一个对象都能调用任意方法属性，所以反射就是将Java类的各种成分映射成一个个对象

①通过Class类的静态方法：forName（String className）(常用)获取Class对象

 try {
   Class stuClass3 = Class.forName("fanshe.Student");//注意此字符串必须是真实路径，就是带包名的类路径，包名.类名
   System.out.println(stuClass3 == stuClass2);//判断三种方式是否获取的是同一个Class对象
  } catch (ClassNotFoundException e) {
   e.printStackTrace();
  }

②通过反射获取构造方法并使用：

public class Student {
  //---------------构造方法-------------------
 //（默认的构造方法）
 Student(String str){
  System.out.println("(默认)的构造方法 s = " + str);
 }
 //无参构造方法
 public Student(){
  System.out.println("调用了公有、无参构造方法执行了。。。");
 }
 
 //有一个参数的构造方法
 public Student(char name){
  System.out.println("姓名：" + name);
 }
 //有多个参数的构造方法
 public Student(String name ,int age){
  System.out.println("姓名："+name+"年龄："+ age);//这的执行效率有问题，以后解决。
 }
 //受保护的构造方法
 protected Student(boolean n){
  System.out.println("受保护的构造方法 n = " + n);
 }
 //私有构造方法
 private Student(int age){
  System.out.println("私有的构造方法   年龄："+ age);
 }
 
}

六、IoC支持哪些功能

Spring 的 IoC 设计支持以下功能：

1.依赖注入

2.依赖检查

3.自动装配

4.支持集合

5.指定初始化方法和销毁方法

6.支持回调某些方法（但是需要实现 Spring 接口，略有侵入）

其中，最重要的就是依赖注入，从 XML 的配置上说，即 ref 标签。对应 Spring RuntimeBeanReference 对象。

对于 IoC 来说，最重要的就是容器。容器管理着 Bean 的生命周期，控制着 Bean 的依赖注入

【扩展：解释Bean周期】下篇博客详细介绍

七、BeanFactory和ApplicationContext有什么区别

首先创建Spring上下文的时候，会使用BeanFactory和ApplicationContext两种方法

//先得到Spring上下文
  ApplicationContext context =
                new ClassPathXmlApplicationContext("spring-config.xml");//配置文件对应

 // 先得到 spring 获取 bean 的对象
  BeanFactory beanFactory =
                new XmlBeanFactory(new ClassPathResource("spring-config.xml"));

共同点：BeanFactory和ApplicationContext是Spring的两大核心接口，都可以当做Spring的容器。其中ApplicationContext是BeanFactory的子接口

区别：

①继承关系和功能：ApplicationContext是BeanFactory的子类，BeanFactory只是提供了基础操作Bean的方法，ApplicationContext除了继承了 BeanFactory 的所有功能之外，它还拥有独特的特性，还添加了对国际化⽀持，资源访问⽀持等

②性能：ApplicationContext 是⼀次性加载并初始化所有的 Bean 对象，而 BeanFactory是需要那个才去加载那个，因此更加轻量

八、ApplicationContext通常的实现是什么

FileSystemXmlApplicationContext ：此容器从一个XML文件中加载beans的定义，XML Bean 配置文件的全路径名必须提供给它的构造函数

ClassPathXmlApplicationContext：此容器也从一个XML文件中加载beans的定义，这里，你需要正确设置classpath因为这个容器将在classpath里找bean配置

WEBXmlApplicationContext：此容器加载一个XML文件，此文件定义了一个WEB应用的所有bean

九、依赖注入的方式，构造器依赖注入和 Setter方法注入的区别

依赖注入是时下最流行的IoC实现方式，依赖注入分为接口注入，Setter方法注入，和构造器注入，三种方式。其中接口注入由于在灵活性和易用性比较差，现在从Spring4开始已被废弃

1.构造器注入

将被依赖对象通过构造函数的参数注入给依赖对象，并且在初始化对象的时候注入。优点:对象初始化完成后便可获得可使用的对象。

缺点:当需要注入的对象很多时，构造器参数列表将会很长;不够灵活。若有多种注入方式，每种方式只需注入指定几个依赖，那么就需要提供多个重载的构造函数，麻烦

2.setter方法注入

lOC Service Provider通过调用成员变量提供的setter函数将被依赖对象注入给依赖类优点:灵活，可以选择性地注入需要的对象

缺点:依赖对象初始化完成后由于尚未注入被依赖对象，因此还不能使用

3.接口注入

依赖类必须要实现指定的接口，然后实现该接口中的一个函数，该函数就是用于依赖注入。该函数的参数就是要注入的对象

优点:接口注入中，接口的名字、函数的名字都不重要，只要保证函数的参数是要注入的对象类型即可。缺点:侵入行太强，不建议使用

【扩展:什么是侵入性?】

如果类A要使用月别人提供的一个功能，若为了使用这功能，需要在自己的类中增加额外的代码，这就是侵入性

区别：

十、依赖注入的基本原则和优点

依赖注入的基本原则：

应用组件不应该负责查找资源或者其他依赖的协作对象。配置对象的工作应该由IoC容器负责，“查找资源”的逻辑应该从应用组件的代码中抽取出来，交给IoC容器负责。容器全权负责组件的装配，它会把符合依赖关系的对象通过属性（JavaBean中的setter）或者是构造器传递给需要的对象

优势：

①查找定位操作与应用代码完全无关

②不依赖于容器的api，可以很容易地在任何容器以外使用应用对象

③不需要特殊的接口，绝大多数对象可以做到完全不必依赖容器

以上就是深入了解Spring控制反转IOC原理的详细内容，更多关于Spring控制反转IOC的资料请关注其它相关文章！

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