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”。
而 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”。