Java spring框架IOC 实现原理详解

发表于:2015-07-08 15:11:12 | 阅读数:--次| 作者:java

摘要：Java spring框架IOC 实现原理详解

IOC（DI）：其实这个Spring架构核心的概念没有这么复杂，更不像有些书上描述的那样晦涩。java程序员都知道：java程序中的每个业务逻辑至少需要两个或以上的对象来协作完成，通常，每个对象在使用他的合作对象时，自己均要使用像new object（）这样的语法来完成合作对象的申请工作。你会发现：对象间的耦合度高了。而IOC的思想是：Spring容器来实现这些相互依赖对象的创建、协调工作。对象只需要关系业务逻辑本身就可以了。从这方面来说，对象如何得到他的协作对象的责任被反转了（IOC、DI）。

这是我对Spring的IOC的体会。DI其实就是IOC的另外一种说法。DI是由Martin Fowler 在2004年初的一篇论文中首次提出的。他总结：控制的什么被反转了？就是：获得依赖对象的方式反转了。

如果对这一核心概念还不理解：这里引用一个叫Bromon的blog上找到的浅显易懂的答案：

IoC与DI

　　首先想说说IoC（Inversion of Control，控制倒转）。这是spring的核心，贯穿始终。所谓IoC，对于spring框架来说，就是由spring来负责控制对象的生命周期和对象间的关系。这是什么意思呢，举个简单的例子，我们是如何找女朋友的？常见的情况是，我们到处去看哪里有长得漂亮身材又好的mm，然后打听她们的兴趣爱好、qq号、电话号、ip号、iq号………，想办法认识她们，投其所好送其所要，然后嘿嘿……这个过程是复杂深奥的，我们必须自己设计和面对每个环节。传统的程序开发也是如此，在一个对象中，如果要使用另外的对象，就必须得到它（自己new一个，或者从JNDI中查询一个），使用完之后还要将对象销毁（比如Connection等），对象始终会和其他的接口或类藕合起来。

　　那么IoC是如何做的呢？有点像通过婚介找女朋友，在我和女朋友之间引入了一个第三者：婚姻介绍所。婚介管理了很多男男女女的资料，我可以向婚介提出一个列表，告诉它我想找个什么样的女朋友，比如长得像李嘉欣，身材像林熙雷，唱歌像周杰伦，速度像卡洛斯，技术像齐达内之类的，然后婚介就会按照我们的要求，提供一个mm，我们只需要去和她谈恋爱、结婚就行了。简单明了，如果婚介给我们的人选不符合要求，我们就会抛出异常。整个过程不再由我自己控制，而是有婚介这样一个类似容器的机构来控制。Spring所倡导的开发方式就是如此，所有的类都会在spring容器中登记，告诉spring你是个什么东西，你需要什么东西，然后spring会在系统运行到适当的时候，把你要的东西主动给你，同时也把你交给其他需要你的东西。所有的类的创建、销毁都由 spring来控制，也就是说控制对象生存周期的不再是引用它的对象，而是spring。对于某个具体的对象而言，以前是它控制其他对象，现在是所有对象都被spring控制，所以这叫控制反转。如果你还不明白的话，我决定放弃。

IoC的一个重点是在系统运行中，动态的向某个对象提供它所需要的其他对象。这一点是通过DI（Dependency Injection，依赖注入）来实现的。比如对象A需要操作数据库，以前我们总是要在A中自己编写代码来获得一个Connection对象，有了 spring我们就只需要告诉spring，A中需要一个Connection，至于这个Connection怎么构造，何时构造，A不需要知道。在系统运行时，spring会在适当的时候制造一个Connection，然后像打针一样，注射到A当中，这样就完成了对各个对象之间关系的控制。A需要依赖 Connection才能正常运行，而这个Connection是由spring注入到A中的，依赖注入的名字就这么来的。那么DI是如何实现的呢？ Java 1.3之后一个重要特征是反射（reflection），它允许程序在运行的时候动态的生成对象、执行对象的方法、改变对象的属性，spring就是通过反射来实现注入的。关于反射的相关资料请查阅java doc。
　理解了IoC和DI的概念后，一切都将变得简单明了，剩下的工作只是在spring的框架中堆积木而已。

如果还不明白，放弃java吧！

下面来让大家了解一下Spring到底是怎么运行的。

public static void main(String[] args) {   
        ApplicationContext context = new FileSystemXmlApplicationContext("applicationContext.xml");   
        Animal animal = (Animal) context.getBean("animal");   
        animal.say();   
}

这段代码你一定很熟悉吧，不过还是让我们分析一下它吧，首先是applicationContext.xml

<bean id="animal" class="phz.springframework.test.Cat">
        <property name="name" value="kitty" />
    </bean>

他有一个类phz.springframework.test.Cat

public class Cat implements Animal {
    private String name;
    public void say() {
        System.out.println("I am " + name + "!");
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

实现了phz.springframework.test.Animal接口

public interface Animal {
    public void say();
}

很明显上面的代码输出I am kitty!

那么到底Spring是如何做到的呢？
接下来就让我们自己写个Spring 来看看Spring 到底是怎么运行的吧！

首先，我们定义一个Bean类，这个类用来存放一个Bean拥有的属性

/* Bean Id */
    private String id;
    /* Bean Class */
    private String type;
    /* Bean Property */
    private Map<String, Object> properties = new HashMap<String, Object>();

一个Bean包括id,type,和Properties。

接下来Spring 就开始加载我们的配置文件了，将我们配置的信息保存在一个HashMap中，HashMap的key就是Bean 的 Id ，HasMap 的value是这个Bean，只有这样我们才能通过context.getBean("animal")这个方法获得Animal这个类。我们都知道Spirng可以注入基本类型，而且可以注入像List，Map这样的类型，接下来就让我们以Map为例看看Spring是怎么保存的吧

Map配置可以像下面的

<bean id="test" class="Test">
        <property name="testMap">
            <map>
                <entry key="a">
                    <value>1</value>
                </entry>
                <entry key="b">
                    <value>2</value>
                </entry>
            </map>
        </property>
    </bean>

Spring是怎样保存上面的配置呢？，代码如下：

if (beanProperty.element("map") != null) {
                    Map<String, Object> propertiesMap = new HashMap<String, Object>();
                    Element propertiesListMap = (Element) beanProperty
                            .elements().get(0);
                    Iterator<?> propertiesIterator = propertiesListMap
                            .elements().iterator();
                    while (propertiesIterator.hasNext()) {
                        Element vet = (Element) propertiesIterator.next();
                        if (vet.getName().equals("entry")) {
                            String key = vet.attributeValue("key");
                            Iterator<?> valuesIterator = vet.elements()
                                    .iterator();
                            while (valuesIterator.hasNext()) {
                                Element value = (Element) valuesIterator.next();
                                if (value.getName().equals("value")) {
                                    propertiesMap.put(key, value.getText());
                                }
                                if (value.getName().equals("ref")) {
                                    propertiesMap.put(key, new String[] { value
                                            .attributeValue("bean") });
                                }
                            }
                        }
                    }
                    bean.getProperties().put(name, propertiesMap);
                }

接下来就进入最核心部分了，让我们看看Spring 到底是怎么依赖注入的吧，其实依赖注入的思想也很简单，它是通过反射机制实现的，在实例化一个类时，它通过反射调用类中set方法将事先保存在HashMap中的类属性注入到类中。让我们看看具体它是怎么做的吧。
首先实例化一个类，像这样

public static Object newInstance(String className) {
        Class<?> cls = null;
        Object obj = null;
        try {
            cls = Class.forName(className);
            obj = cls.newInstance();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (InstantiationException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (IllegalAccessException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
        return obj;
    }

接着它将这个类的依赖注入进去，像这样

public static void setProperty(Object obj, String name, String value) {
        Class<? extends Object> clazz = obj.getClass();
        try {
            String methodName = returnSetMthodName(name);
            Method[] ms = clazz.getMethods();
            for (Method m : ms) {
                if (m.getName().equals(methodName)) {
                    if (m.getParameterTypes().length == 1) {
                        Class<?> clazzParameterType = m.getParameterTypes()[0];
                        setFieldValue(clazzParameterType.getName(), value, m,
                                obj);
                        break;
                    }
                }
            }
        } catch (SecurityException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (IllegalArgumentException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (IllegalAccessException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (InvocationTargetException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
}

最后它将这个类的实例返回给我们，我们就可以用了。我们还是以Map为例看看它是怎么做的，我写的代码里面是创建一个HashMap并把该HashMap注入到需要注入的类中，像这样，

if (value instanceof Map) {
                Iterator<?> entryIterator = ((Map<?, ?>) value).entrySet()
                        .iterator();
                Map<String, Object> map = new HashMap<String, Object>();
                while (entryIterator.hasNext()) {
                    Entry<?, ?> entryMap = (Entry<?, ?>) entryIterator.next();
                    if (entryMap.getValue() instanceof String[]) {
                        map.put((String) entryMap.getKey(),
                                getBean(((String[]) entryMap.getValue())[0]));
                    }
                }
                BeanProcesser.setProperty(obj, property, map);
            }

好了，这样我们就可以用Spring 给我们创建的类了，是不是也不是很难啊？当然Spring能做到的远不止这些，这个示例程序仅仅提供了Spring最核心的依赖注入功能中的一部分。

转自：http://blog.csdn.net/it_man/article/details/4402245