spring ioc原理（看完後大家可以自己寫一個spring）

A__yes發表於2016-08-13
Spring

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


最近，買了本Spring入門書：spring In Action 。大致瀏覽了下感覺還不錯。就是入門了點。Manning的書還是不錯的，我雖然不像哪些只看Manning書的人那樣專注於Manning,但懷著崇敬的心情和激情通覽了一遍。又一次接受了IOC 、DI、AOP等Spring核心概念。 先就IOC和DI談一點我的看法。

IOC（DI）：其實這個Spring架構核心的概念沒有這麼複雜，更不像有些書上描述的那樣晦澀。java程式設計師都知道：java程式中的每個業務邏輯至少需要兩個或以上的物件來協作完成，通常，每個物件在使用他的合作物件時，自己均要使用像new object（） 這樣的語法來完成合作物件的申請工作。你會發現：物件間的耦合度高了。而IOC的思想是：Spring容器來實現這些相互依賴物件的建立、協調工作。物件只需要關係業務邏輯本身就可以了。從這方面來說，物件如何得到他的協作物件的責任被反轉了（IOC、DI）。

這是我對Spring的IOC的體會。DI其實就是IOC的另外一種說法。DI是由Martin Fowler 在2004年初的一篇論文中首次提出的。他總結：控制的什麼被反轉了？就是：獲得依賴物件的方式反轉了。

如果對這一核心概念還不理解：這裡引用一個叫Bromon的blog上找到的淺顯易懂的答案：



IoC與DI

　　首先想說說IoC（Inversion of Control，控制倒轉）。這是spring的核心，貫穿始終。所謂IoC，對於spring框架來說，就是由spring來負責控制物件的生命週期和物件間的關係。這是什麼意思呢，舉個簡單的例子，我們是如何找女朋友的？常見的情況是，我們到處去看哪裡有長得漂亮身材又好的mm，然後打聽她們的興趣愛好、qq號、電話號、ip號、iq號………，想辦法認識她們，投其所好送其所要，然後嘿嘿……這個過程是複雜深奧的，我們必須自己設計和麵對每個環節。傳統的程式開發也是如此，在一個物件中，如果要使用另外的物件，就必須得到它（自己new一個，或者從JNDI中查詢一個），使用完之後還要將物件銷燬（比如Connection等），物件始終會和其他的介面或類藕合起來。

　　那麼IoC是如何做的呢？有點像通過婚介找女朋友，在我和女朋友之間引入了一個第三者：婚姻介紹所。婚介管理了很多男男女女的資料，我可以向婚介提出一個列表，告訴它我想找個什麼樣的女朋友，比如長得像李嘉欣，身材像林熙雷，唱歌像周杰倫，速度像卡洛斯，技術像齊達內之類的，然後婚介就會按照我們的要求，提供一個mm，我們只需要去和她談戀愛、結婚就行了。簡單明瞭，如果婚介給我們的人選不符合要求，我們就會丟擲異常。整個過程不再由我自己控制，而是有婚介這樣一個類似容器的機構來控制。Spring所倡導的開發方式就是如此，所有的類都會在spring容器中登記，告訴spring你是個什麼東西，你需要什麼東西，然後spring會在系統執行到適當的時候，把你要的東西主動給你，同時也把你交給其他需要你的東西。所有的類的建立、銷燬都由 spring來控制，也就是說控制物件生存週期的不再是引用它的物件，而是spring。對於某個具體的物件而言，以前是它控制其他物件，現在是所有物件都被spring控制，所以這叫控制反轉。如果你還不明白的話，我決定放棄。

IoC的一個重點是在系統執行中，動態的向某個物件提供它所需要的其他物件。這一點是通過DI（Dependency Injection，依賴注入）來實現的。比如物件A需要運算元據庫，以前我們總是要在A中自己編寫程式碼來獲得一個Connection物件，有了 spring我們就只需要告訴spring，A中需要一個Connection，至於這個Connection怎麼構造，何時構造，A不需要知道。在系統執行時，spring會在適當的時候製造一個Connection，然後像打針一樣，注射到A當中，這樣就完成了對各個物件之間關係的控制。A需要依賴 Connection才能正常執行，而這個Connection是由spring注入到A中的，依賴注入的名字就這麼來的。那麼DI是如何實現的呢？ Java 1.3之後一個重要特徵是反射（reflection），它允許程式在執行的時候動態的生成物件、執行物件的方法、改變物件的屬性，spring就是通過反射來實現注入的。關於反射的相關資料請查閱java doc。
　理解了IoC和DI的概念後，一切都將變得簡單明瞭，剩下的工作只是在spring的框架中堆積木而已。

如果還不明白，放棄java吧！

 

下面來讓大家瞭解一下Spring到底是怎麼執行的。

Java程式碼 
  1. public static void main(String[] args) {   
  2.         ApplicationContext context = new FileSystemXmlApplicationContext(   
  3.                 "applicationContext.xml");   
  4.         Animal animal = (Animal) context.getBean("animal");   
  5.         animal.say();   
  6.     }  
[java] view plain copy
  1. public static void main(String[] args) {  
  2.         ApplicationContext context = new FileSystemXmlApplicationContext(  
  3.                 "applicationContext.xml");  
  4.         Animal animal = (Animal) context.getBean("animal");  
  5.         animal.say();  
  6.     }  


這段程式碼你一定很熟悉吧，不過還是讓我們分析一下它吧，首先是applicationContext.xml

Java程式碼 
  1. <bean id="animal" class="phz.springframework.test.Cat">   
  2.         <property name="name" value="kitty" />   
  3.     </bean>  
[java] view plain copy
  1. <bean id="animal" class="phz.springframework.test.Cat">  
  2.         <property name="name" value="kitty" />  
  3.     </bean>  


他有一個類phz.springframework.test.Cat

Java程式碼 
  1. public class Cat implements Animal {   
  2.     private String name;   
  3.     public void say() {   
  4.         System.out.println("I am " + name + "!");   
  5.     }   
  6.     public void setName(String name) {   
  7.         this.name = name;   
  8.     }   
  9. }  
[java] view plain copy
  1. public class Cat implements Animal {  
  2.     private String name;  
  3.     public void say() {  
  4.         System.out.println("I am " + name + "!");  
  5.     }  
  6.     public void setName(String name) {  
  7.         this.name = name;  
  8.     }  
  9. }  


實現了phz.springframework.test.Animal介面

Java程式碼 
  1. public interface Animal {   
  2.     public void say();   
  3. }  
[java] view plain copy
  1. public interface Animal {  
  2.     public void say();  
  3. }  


很明顯上面的程式碼輸出I am kitty! 

那麼到底Spring是如何做到的呢？ 
接下來就讓我們自己寫個Spring 來看看Spring 到底是怎麼執行的吧！ 

首先，我們定義一個Bean類，這個類用來存放一個Bean擁有的屬性

Java程式碼 
  1. /* Bean Id */  
  2.     private String id;   
  3.     /* Bean Class */  
  4.     private String type;   
  5.     /* Bean Property */  
  6.     private Map<String, Object> properties = new HashMap<String, Object>();  
[java] view plain copy
  1. /* Bean Id */  
  2.     private String id;  
  3.     /* Bean Class */  
  4.     private String type;  
  5.     /* Bean Property */  
  6.     private Map<String, Object> properties = new HashMap<String, Object>();  


一個Bean包括id,type,和Properties。 

接下來Spring 就開始載入我們的配置檔案了，將我們配置的資訊儲存在一個HashMap中，HashMap的key就是Bean 的 Id ，HasMap 的value是這個Bean，只有這樣我們才能通過context.getBean("animal")這個方法獲得Animal這個類。我們都知道Spirng可以注入基本型別，而且可以注入像List，Map這樣的型別，接下來就讓我們以Map為例看看Spring是怎麼儲存的吧 

Map配置可以像下面的

Java程式碼 
  1. <bean id="test" class="Test">   
  2.         <property name="testMap">   
  3.             <map>   
  4.                 <entry key="a">   
  5.                     <value>1</value>   
  6.                 </entry>   
  7.                 <entry key="b">   
  8.                     <value>2</value>   
  9.                 </entry>   
  10.             </map>   
  11.         </property>   
  12.     </bean>  
[java] view plain copy
  1. <bean id="test" class="Test">  
  2.         <property name="testMap">  
  3.             <map>  
  4.                 <entry key="a">  
  5.                     <value>1</value>  
  6.                 </entry>  
  7.                 <entry key="b">  
  8.                     <value>2</value>  
  9.                 </entry>  
  10.             </map>  
  11.         </property>  
  12.     </bean>  


Spring是怎樣儲存上面的配置呢？，程式碼如下：

Java程式碼 
  1. if (beanProperty.element("map") != null) {   
  2.                     Map<String, Object> propertiesMap = new HashMap<String, Object>();   
  3.                     Element propertiesListMap = (Element) beanProperty   
  4.                             .elements().get(0);   
  5.                     Iterator<?> propertiesIterator = propertiesListMap   
  6.                             .elements().iterator();   
  7.                     while (propertiesIterator.hasNext()) {   
  8.                         Element vet = (Element) propertiesIterator.next();   
  9.                         if (vet.getName().equals("entry")) {   
  10.                             String key = vet.attributeValue("key");   
  11.                             Iterator<?> valuesIterator = vet.elements()   
  12.                                     .iterator();   
  13.                             while (valuesIterator.hasNext()) {   
  14.                                 Element value = (Element) valuesIterator.next();   
  15.                                 if (value.getName().equals("value")) {   
  16.                                     propertiesMap.put(key, value.getText());   
  17.                                 }   
  18.                                 if (value.getName().equals("ref")) {   
  19.                                     propertiesMap.put(key, new String[] { value   
  20.                                             .attributeValue("bean") });   
  21.                                 }   
  22.                             }   
  23.                         }   
  24.                     }   
  25.                     bean.getProperties().put(name, propertiesMap);   
  26.                 }  
[java] view plain copy
  1. if (beanProperty.element("map") != null) {  
  2.                     Map<String, Object> propertiesMap = new HashMap<String, Object>();  
  3.                     Element propertiesListMap = (Element) beanProperty  
  4.                             .elements().get(0);  
  5.                     Iterator<?> propertiesIterator = propertiesListMap  
  6.                             .elements().iterator();  
  7.                     while (propertiesIterator.hasNext()) {  
  8.                         Element vet = (Element) propertiesIterator.next();  
  9.                         if (vet.getName().equals("entry")) {  
  10.                             String key = vet.attributeValue("key");  
  11.                             Iterator<?> valuesIterator = vet.elements()  
  12.                                     .iterator();  
  13.                             while (valuesIterator.hasNext()) {  
  14.                                 Element value = (Element) valuesIterator.next();  
  15.                                 if (value.getName().equals("value")) {  
  16.                                     propertiesMap.put(key, value.getText());  
  17.                                 }  
  18.                                 if (value.getName().equals("ref")) {  
  19.                                     propertiesMap.put(key, new String[] { value  
  20.                                             .attributeValue("bean") });  
  21.                                 }  
  22.                             }  
  23.                         }  
  24.                     }  
  25.                     bean.getProperties().put(name, propertiesMap);  
  26.                 }  



接下來就進入最核心部分了，讓我們看看Spring 到底是怎麼依賴注入的吧，其實依賴注入的思想也很簡單，它是通過反射機制實現的，在例項化一個類時，它通過反射呼叫類中set方法將事先儲存在HashMap中的類屬性注入到類中。讓我們看看具體它是怎麼做的吧。 
首先例項化一個類，像這樣

Java程式碼 
  1. public static Object newInstance(String className) {   
  2.         Class<?> cls = null;   
  3.         Object obj = null;   
  4.         try {   
  5.             cls = Class.forName(className);   
  6.             obj = cls.newInstance();   
  7.         } catch (ClassNotFoundException e) {   
  8.             throw new RuntimeException(e);   
  9.         } catch (InstantiationException e) {   
  10.             throw new RuntimeException(e);   
  11.         } catch (IllegalAccessException e) {   
  12.             throw new RuntimeException(e);   
  13.         }   
  14.         return obj;   
  15.     }  
[java] view plain copy
  1. public static Object newInstance(String className) {  
  2.         Class<?> cls = null;  
  3.         Object obj = null;  
  4.         try {  
  5.             cls = Class.forName(className);  
  6.             obj = cls.newInstance();  
  7.         } catch (ClassNotFoundException e) {  
  8.             throw new RuntimeException(e);  
  9.         } catch (InstantiationException e) {  
  10.             throw new RuntimeException(e);  
  11.         } catch (IllegalAccessException e) {  
  12.             throw new RuntimeException(e);  
  13.         }  
  14.         return obj;  
  15.     }  


接著它將這個類的依賴注入進去，像這樣

Java程式碼 
  1. public static void setProperty(Object obj, String name, String value) {   
  2.         Class<? extends Object> clazz = obj.getClass();   
  3.         try {   
  4.             String methodName = returnSetMthodName(name);   
  5.             Method[] ms = clazz.getMethods();   
  6.             for (Method m : ms) {   
  7.                 if (m.getName().equals(methodName)) {   
  8.                     if (m.getParameterTypes().length == 1) {   
  9.                         Class<?> clazzParameterType = m.getParameterTypes()[0];   
  10.                         setFieldValue(clazzParameterType.getName(), value, m,   
  11.                                 obj);   
  12.                         break;   
  13.                     }   
  14.                 }   
  15.             }   
  16.         } catch (SecurityException e) {   
  17.             throw new RuntimeException(e);   
  18.         } catch (IllegalArgumentException e) {   
  19.             throw new RuntimeException(e);   
  20.         } catch (IllegalAccessException e) {   
  21.             throw new RuntimeException(e);   
  22.         } catch (InvocationTargetException e) {   
  23.             throw new RuntimeException(e);   
  24.         }   
  25. }  
[java] view plain copy
  1. public static void setProperty(Object obj, String name, String value) {  
  2.         Class<? extends Object> clazz = obj.getClass();  
  3.         try {  
  4.             String methodName = returnSetMthodName(name);  
  5.             Method[] ms = clazz.getMethods();  
  6.             for (Method m : ms) {  
  7.                 if (m.getName().equals(methodName)) {  
  8.                     if (m.getParameterTypes().length == 1) {  
  9.                         Class<?> clazzParameterType = m.getParameterTypes()[0];  
  10.                         setFieldValue(clazzParameterType.getName(), value, m,  
  11.                                 obj);  
  12.                         break;  
  13.                     }  
  14.                 }  
  15.             }  
  16.         } catch (SecurityException e) {  
  17.             throw new RuntimeException(e);  
  18.         } catch (IllegalArgumentException e) {  
  19.             throw new RuntimeException(e);  
  20.         } catch (IllegalAccessException e) {  
  21.             throw new RuntimeException(e);  
  22.         } catch (InvocationTargetException e) {  
  23.             throw new RuntimeException(e);  
  24.         }  
  25. }  


最後它將這個類的例項返回給我們，我們就可以用了。我們還是以Map為例看看它是怎麼做的，我寫的程式碼裡面是建立一個HashMap並把該HashMap注入到需要注入的類中，像這樣，

Java程式碼 
  1. if (value instanceof Map) {   
  2.                 Iterator<?> entryIterator = ((Map<?, ?>) value).entrySet()   
  3.                         .iterator();   
  4.                 Map<String, Object> map = new HashMap<String, Object>();   
  5.                 while (entryIterator.hasNext()) {   
  6.                     Entry<?, ?> entryMap = (Entry<?, ?>) entryIterator.next();   
  7.                     if (entryMap.getValue() instanceof String[]) {   
  8.                         map.put((String) entryMap.getKey(),   
  9.                                 getBean(((String[]) entryMap.getValue())[0]));   
  10.                     }   
  11.                 }   
  12.                 BeanProcesser.setProperty(obj, property, map);   
  13.             }  
[java] view plain copy
  1. if (value instanceof Map) {  
  2.                 Iterator<?> entryIterator = ((Map<?, ?>) value).entrySet()  
  3.                         .iterator();  
  4.                 Map<String, Object> map = new HashMap<String, Object>();  
  5.                 while (entryIterator.hasNext()) {  
  6.                     Entry<?, ?> entryMap = (Entry<?, ?>) entryIterator.next();  
  7.                     if (entryMap.getValue() instanceof String[]) {  
  8.                         map.put((String) entryMap.getKey(),  
  9.                                 getBean(((String[]) entryMap.getValue())[0]));  
  10.                     }  
  11.                 }  
  12.                 BeanProcesser.setProperty(obj, property, map);  
  13.             }  


好了，這樣我們就可以用Spring 給我們建立的類了，是不是也不是很難啊？當然Spring能做到的遠不止這些，這個示例程式僅僅提供了Spring最核心的依賴注入功能中的一部分。 
本文參考了大量文章無法一一感謝，在這一起感謝，如果侵犯了你的版權深表歉意，很希望對大家有幫助！

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