一分鐘玩轉 Spring IoC

碼農田小齊發表於2020-07-29

前言

上一篇文章」我們對 Spring 有了初步的認識,而 Spring 全家桶中幾乎所有元件都是依賴於 IoC 的。

剛開始聽到 IoC,會覺得特別高大上,但其實掰開了很簡單。

跟著我的腳步,一文帶你吃透 IoC 原理。

本文主要講原理,圍繞“是何”、“為何”來談,下一篇文章會講實踐部分,也就是“如何”。

是何

上一篇文章有同學問我在官網該看哪些內容,怎麼找的,那今天的截圖裡都會有連結。

初識 IoC

根據上一篇文章我們說的,Spring 全家桶中最重要的幾個專案都是基於 Spring Framework 的,所以我們就以 Spring Framework 為例來看文件

首先它的右側有 Github 的連結,另外點到「LEARN」這裡,就會看到各個版本的文件。

那我們點「Reference Doc」,就能夠看到它的一些模組的介紹:

(等下... 模組?什麼是模組?這個問題下文回答。)

第一章 Overview,講述它的歷史、設計原理等等;

第二章 Core,包含了 IoC 容器,AOP 等等,那自然是講 Spring 的核心了,要點進去好好看了。

點進去之後發現了寶貴的學習資料,一切的 what, why, how 都可以在這裡找到答案。

這裡很好的解釋了大名鼎鼎的 IoC - Inversion of Control, 控制反轉。

每次讀都會有新的體會和收穫。

我粗略的總結一下:控制反轉就是把建立和管理 bean 的過程轉移給了第三方。而這個第三方,就是 Spring IoC Container,對於 IoC 來說,最重要的就是容器

容器負責建立、配置和管理 bean,也就是它管理著 bean 的生命,控制著 bean 的依賴注入。

通俗點講,因為專案中每次建立物件是很麻煩的,所以我們使用 Spring IoC 容器來管理這些物件,需要的時候你就直接用,不用管它是怎麼來的、什麼時候要銷燬,只管用就好了。

舉個例子,就好像父母沒時間管孩子,就把小朋友交給託管所,就安心的去上班而不用管孩子了。
託兒所,就是第三方容器,負責管理小朋友的吃喝玩樂;
父母,相當於程式設計師,只管接送孩子,不用管他們吃喝。

等下,bean 又是什麼?

Bean 其實就是包裝了的 Object,無論是控制反轉還是依賴注入,它們的主語都是 object,而 bean 就是由第三方包裝好了的 object。(想一下別人送禮物給你的時候都是要包裝一下的,自己造的就免了。

IoC 容器

既然說容器是 IoC 最重要的部分,那麼 Spring 如何設計容器的呢?
還是回到官網,第二段有介紹哦:

答:使用 ApplicationContext,它是 BeanFactory 的子類,更好的補充並實現了 BeanFactory 的。

BeanFactory 簡單粗暴,可以理解為 HashMap:

  • Key - bean name
  • Value - bean object

但它一般只有 get, put 兩個功能,所以稱之為“低階容器”。

ApplicationContext 多了很多功能,因為它繼承了多個介面,可稱之為“高階容器”。在下文的搭建專案中,我們會使用它。

ApplicationContext 的裡面有兩個具體的實現子類,用來讀取配置配件的:

  • ClassPathXmlApplicationContext - 從 class path 中載入配置檔案,更常用一些;
  • FileSystemXmlApplicationContext - 從本地檔案中載入配置檔案,不是很常用,如果再到 Linux 環境中,還要改路徑,不是很方便。

當我們點開 ClassPathXmlApplicationContext 時,發現它並不是直接繼承 ApplicationContext 的,它有很多層的依賴關係,每層的子類都是對父類的補充實現。

而再往上找,發現最上層的 class 回到了 BeanFactory,所以它非常重要。

要注意,Spring 中還有個 FactoryBean,兩者並沒有特別的關係,只是名字比較接近,所以不要弄混了順序。

為了好理解 IoC,我們先來回顧一下不用 IoC 時寫程式碼的過程。

深入理解 IoC

這裡用經典 class Rectangle 來舉例:

  • 兩個變數:長和寬
  • 自動生成 set() 方法和 toString() 方法

注意 ⚠️:一定要生成 set() 方法,因為 Spring IoC 就是通過這個 set() 方法注入的;
toString() 方法是為了我們方便列印檢視。

public class Rectangle {
    private int width;
    private int length;

    public Rectangle() {
        System.out.println("Hello World!");
    }


    public void setWidth(int widTth) {
        this.width = widTth;
    }

    public void setLength(int length) {
        this.length = length;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Rectangle{" +
                "width=" + width +
                ", length=" + length +
                '}';
    }
}

然後在 test 檔案中手動用 set() 方法給變數賦值。

嗯,其實這個就是「解藕」的過程!

public class MyTest {
  @Test
  public void myTest() {
    Rectangle rect = new Rectangle();
    rect.setLength(2);
    rect.setWidth(3);
    System.out.println(rect);
  }
}

其實這就是 IoC 給屬性賦值的實現方法,我們把「建立物件的過程」轉移給了 set() 方法,而不是靠自己去 new,就不是自己建立的了。

這裡我所說的“自己建立”,指的是直接在物件內部來 new,是程式主動建立物件的正向的過程;
這裡使用 set() 方法,是別人(test)給我的;
而 IoC 是用它的容器來建立、管理這些物件的,其實也是用的這個 set() 方法,不信,你把這個這個方法去掉或者改個名字試試?

幾個關鍵問題:

何為控制,控制的是什麼?

答:是 bean 的建立、管理的權利,控制 bean 的整個生命週期。

何為反轉,反轉了什麼?

答:把這個權利交給了 Spring 容器,而不是自己去控制,就是反轉。
由之前的自己主動建立物件,變成現在被動接收別人給我們的物件的過程,這就是反轉。

舉個生活中的例子,主動投資和被動投資。

自己炒股、選股票的人就是主動投資,主動權掌握在自己的手中;
而買基金的人就是被動投資,把主動權交給了基金經理,除非你把這個基金賣了,否則具體選哪些投資產品都是基金經理決定的。

依賴注入

回到文件中,第二句話它說:IoC is also known as DI.

我們來談談 dependency injection - 依賴注入。

何為依賴,依賴什麼?

程式執行需要依賴外部的資源,提供程式內物件的所需要的資料、資源。

何為注入,注入什麼?

配置檔案把資源從外部注入到內部,容器載入了外部的檔案、物件、資料,然後把這些資源注入給程式內的物件,維護了程式內外物件之間的依賴關係。

所以說,控制反轉是通過依賴注入實現的。
但是你品,你細品,它們是有差別的,像是「從不同角度描述的同一件事」

  • IoC 是設計思想,DI 是具體的實現方式;
  • IoC 是理論,DI 是實踐;

從而實現物件之間的解藕。

當然,IoC 也可以通過其他的方式來實現,而 DI 只是 Spring 的選擇。

IoC 和 DI 也並非 Spring 框架提出來的,Spring 只是應用了這個設計思想和理念到自己的框架裡去。

為何

那麼為什麼要用 IoC 這種思想呢?換句話說,IoC 能給我們帶來什麼好處?

答:解藕。

它把物件之間的依賴關係轉成用配置檔案來管理,由 Spring IoC Container 來管理。

在專案中,底層的實現都是由很多個物件組成的,物件之間彼此合作實現專案的業務邏輯。但是,很多很多物件緊密結合在一起,一旦有一方出問題了,必然會對其他物件有所影響,所以才有瞭解藕的這種設計思想。

如上圖所示,本來 ABCD 是互相關聯在一起的,當加入第三方容器的管理之後,每個物件都和第三方法的 IoC 容器關聯,彼此之間不再直接聯絡在一起了,沒有了耦合關係,全部物件都交由容器來控制,降低了這些物件的親密度,就叫“解藕”。

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