• Spring读书笔记-----Spring核心机制：依赖注入

     

    spring框架为我们提供了三种注入方式，分别是set注入，构造方法注入，接口注入。今天就和大家一起来学习一下

     

    依赖注入的基本概念

     

    依赖注入(Dependecy Injection)，也称为IoC(Invert of Control)，是一种有别于传统的面向对象开发的思想，主要用于对应用进行解耦。简单的理解就是说，本来是由应用服务自己创建的对象，数据，交给第三方来负责创建，准备，并且由第三方将对应的内容注入到应用服务中来，从而实现了对象的创建于对象的应用之间的解耦，通过这种方式，应用服务可以最小程度地减少与对象实体之前的关联(只需要使用即可，而不关心其来源，对应的实现等等)，从而保持了应用服务与对象之间的弱耦合关系。

     

    依赖注入的简单实现

     

    可能通过文字的表达，对于依赖注入不是很好理解，不过，通过简单的代码实现，就可以很轻松的理解了，下面通过原始的做法以及依赖注入的做法来进行对比，来加深对依赖注入的理解

     

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    /**
    * 日志服务
    */
    class LogService{
     
      // 注意这里，这里是手动创建对应的LogDao实例对象
      private LogDao logDao = new DBLogDao();
     
      public void save(){
        logDao.save();
      }
    }
     
    /**
    * 日志DAO接口
    */
    interface LogDao{
     
      void save();
    }
     
    /**
    * 日志DAO的具体实现，将日志保存到数据库中
    */
    class DBLogDao implements LogDao{
     
      @Override
      public void save() {
        System.out.println("Save to Database");
      }
    }

     

    从上面的代码中可以看到，当需要LogDao对象的时候，是直接在服务中创建具体的实现，也就是new DBLogDao()，这种方式虽然方便，但是存在一定的缺点，比如说，当想要切换对应的实现，比如说XMLLogDao的时候，就需要打开对应的代码，创建XMLLogDao对象，并且将其交给LogService；而且，如果LogDao的创建过程比较繁琐的时候，LogService在这种实现方式中，就需要知道LogDao的实现过程，而这显然是不太合理的，因为LogService只需要知道LogDao的存在，以及使用方式即可，而并不需要知道它的创建过程。

     

    接下来来看下依赖注入或者说控制反转是怎么解决这些问题的。

     

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    class LogService{
     
      // 注意这里，这里并没创建对应的对象
      private LogDao logDao;
     
      // 通过属性将LogDao注入到LogService中，这也就是依赖注入的来源
      // 依赖别人讲所需要的对象注入进来
      public void setLogDao(LogDao logDao) {
        this.logDao = logDao;
      }
     
      public void save(){
        logDao.save();
      }
    }
     
    // LogDao接口及其实现DBLogDao同上，这里省略
     
    /**
    * 模拟的容器类，负责创建各个对象，并且将对应的依赖对象注入进去
    */
    class Container{
     
      public void create(){
     
        // 创建对象
        LogService logService = new LogService();
        LogDao logDao = new DBLogDao();
     
        // 注入LogDao对象
        logService.setLogDao(logDao);
      }
    }

     

    可能这里你会觉得说，create方法中也是手动创建了DBLogDao对象，其实不然，对于create方法来说，它只是负责创建对象，并不管对象的用途，也就是说，这里create方法可以通过各种其他手段，比如利用反射技术，再通过配置文件来配置对应的类的信息，这样，当需要修改具体的实现的时候，只需要修改配置文件，create就会创建对应的对象，并且将其注入到LogService中，而这个过程对于LogService来说是透明的，LogService只知道自己有一个LogDao的对象，而不知道，也不需要知道LogDao对象是怎么来的。也就是实现了创建与使用的解耦。

     

    至于控制反转名词，其实也是很显然的嘛，本来是LogService自己创建的对象，现在将其交给Container来创建了，那么创建对象的权限不就是反转了嘛^_^

     

    一般来说，依赖注入有三种方式，分别是属性注入，也就是上面我们看到的内容，还有一种是构造器注入，也就是通过构造器注入对应的对象，还有一种不常用的接口注入，其实本质上也是属于属性注入。

     

             Java应用（从applets的小范围到全套n层服务端企业应用）是一种典型的依赖型应用，它就是由一些互相适当地协作的对象构成的。因此，我们说这些对象间存在依赖关系。加入A组件调用了B组件的方法，我们就可以称A组件依赖于B组件。我们通过使用依赖注入，Java EE应用中的各种组件不需要以硬编码方式耦合在一起，甚至无需使用工厂模式。当某个Java 实例需要其他Java 实例时，系统自动提供所需要的实例，无需程序显示获取，这种自动提供java实例我们谓之为依赖注入，也可以称之为控制反转（Inversion of Control IoC）。

             其实不管是控制反转还是依赖注入，他们都可以这样理解：当某个Java实例（调用者）需要另一个Java实例（被调用者）时，在传统的程序设计过程中，通常有调用者来创建被调用者的实例。但是在依赖注入/控制反转模式下，创建被调用者的工作不再是有调用者来完成，而是由Spring容器来完成，然后注入调用者。

              对于Spring而言，Spring采用动态、灵活的方式来管理各种对象。对象与对象之间的具体实现都是透明的。Spring的依赖注入对调用者和被调用者几乎没有任何要求，完全支持对POJO之间依赖关系的管理。

              依赖注入通常有如下两种：

             1、  设置注入：IoC容器使用属性的setter方法来注入被依赖的实例。

             2、  构造注入：IoC容器使用构造器来注入被依赖的实例。

             一、设值注入

            设值注入是指IoC容器使用属性的setter方法来注入被依赖的实例。这种注入方式比较简单、直观。

            下面是Person接口，该接口定义了一个Person规范。

    1.  
      public interface Person {
    2.  
      //定义使用斧子的方法
    3.  
      public void useAxe();
    4.  
      }

            Axe接口：

    1.  
      public interface Axe {
    2.  
      //Axe接口里面有个砍的方法
    3.  
      public String chop();
    4.  
      }


              Person的实现类。

    1.  
      public class Chinese implements Person {
    2.  
      private Axe axe;
    3.  
      private String name;
    4.  
       
    5.  
      // 设值注入所需的setter方法
    6.  
      public void setAxe(Axe axe) {
    7.  
      this.axe = axe;
    8.  
      }
    9.  
       
    10.  
      public void setName(String name) {
    11.  
      this.name = name;
    12.  
      }
    13.  
       
    14.  
      // 实现Person接口的userAxe方法
    15.  
      public void useAxe() {
    16.  
      // 调用axe的chop方法，表明Person对象依赖于Axe对象
    17.  
      System.out.println("我是"+name+"用"+axe.chop());
    18.  
      }
    19.  
       
    20.  
      }

              上面的代码实现了Person接口的userAxe()方法，实现该方法时调用了axe的的chop()方法，这就是典型的依赖关系。

    在这里Spring容器的作用就是已松耦合的方式来管理这种调用关系。在上面的Chinese类中，Chinese类并不知道它要调用的axe实例在哪里，也不知道axe实例是如何实现的，它只是需要调用一个axe实例，这个Axe实例将由Spring容器负责注入。

              Axe的实现类：StoneAxe类

    1.  
      public class StoneAxe implements Axe{
    2.  
       
    3.  
      public String chop() {
    4.  
      return "石斧砍柴好慢啊!!!";
    5.  
      }
    6.  
       
    7.  
      }

             直到这里，程序依然不知道Chinese类和Axe实例耦合，Spring也不知道！实际上，Spring需要使用XML配置文件来指定实例之间的依赖关系。

            Spring采用了XML文件作为配置文件。

            对于本应用的XML配置文件如下：

    1.  
      <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
    2.  
      <beans xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
    3.  
      xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
    4.  
      xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
    5.  
      http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.0.xsd">
    6.  
       
    7.  
      <!-- 配置Chinese实例，其实现类是Chinese -->
    8.  
      <bean id="chinese" class="com.spring.service.impl.Chinese">
    9.  
      <!-- 将StoneAxe注入给axe属性 -->
    10.  
      <property name="axe" ref="stoneAxe" />
    11.  
      <property name="name" value="孙悟空"/>
    12.  
      </bean>
    13.  
       
    14.  
       
    15.  
      <!-- 配置stoneAxe实例 -->
    16.  
      <bean id="stoneAxe" class="com.spring.service.impl.StoneAxe" />
    17.  
      </beans>

              在配置文件中，Spring配置Bean实例通常会指定两个属性：

              id：指定该Bean的唯一标识，程序会通过id属性值来访问该Bean实例。

              class：指定该Bean的实现类，此处不可再用接口，必须是实现类，Spring容器会使用XML解析器读取该属性值，并利用反射来创建该实现类的实例。

             从上面可以看出Bean于Bean之间的依赖关系放在配置文件里组织，而不是写在代码里。通过配置文件的指定，Spring能够精确地为每个Bean注入属性。因此，配置文件里的<bean…/>元素的class属性值不能是接口，而必须是真正的实现类。

             Spring会自动接管每个<bean…/>定义里的<property …/>元素定义，Spring会在调用无参数的构造器、创建默认的Bean实例后，调用相应的setter方法为程序注入属性值。<property…/>定义的属性值将不再有该Bean来主动设置、管理，而是接受Spring的注入。

             每个Bean的id属性是该Bean的唯一标识，程序通过id属性访问Bean，Bean与Bean的依赖关系也是通过id属性关联。

             测试程序：

    1.  
      public class BeanTest {
    2.  
      public static void main(String[] args) {
    3.  
      //创建Spring容器
    4.  
      ApplicationContext ctx = new ClassPathXmlApplicationContext("bean.xml");
    5.  
      //获取Chinese实例
    6.  
      Person person = ctx.getBean("chinese",Person.class);
    7.  
      person.useAxe();
    8.  
      }
    9.  
       
    10.  
      }

             执行上面的程序，执行结果如下：

             主程序调用Person的userAxe()方法时，该方法的方法体内需要使用Axe实例，但程序没有任何地方将特定的Person实例和Axe实例耦合在一起，也就是说程序没有为Person实例传入Axe实例,Axe实例有Spring在运行期间注入。

             Person实例不仅不需要了解Axe实例的具体实现，甚至无须了解Axe的创建过程。Spring容器根据配置文件的指定，创建Person实例时，不仅创建了Person的默认实例，同时也为该实例依赖注入其所依赖的Axe实例。

             Bean与Bean之间的依赖关系有Spring管理，Spring采用setter方法为目标Be阿玛尼注入所依赖的Bean，这种方式被称之为设值注入。

            从上面的实例我们可以看出，依赖注入以配置文件管理Bean实例之间的耦合，让Bean实例之间的耦合从代码层次分离出来。

      

           Spring IoC容器有如下3个基本要点：

           1、  应用程序的各个组件面向接口编程。面向接口编程可以将各个组件的耦合提升到接口层次，从而有利于项目后期的扩展。

            2、  应用程序的各组件不再由程序主动产生，而是由Spring容器来负责产生，并初始化。

           3、  Spring采用配置文件、或者Annotation来管理Bean的实现类、依赖关系，Spring容器则根据配置文件，利用反射机制来创建时间，并为之注入依赖关系。

              二、构造注入

             构造注入就是利用构造器来设置依赖关系的方式。

             Japanese类：

    1.  
      public class Japanese implements Person{
    2.  
       
    3.  
      private Axe axe;
    4.  
      //默认构造器
    5.  
      public Japanese(){
    6.  
       
    7.  
      }
    8.  
       
    9.  
      //构造注入所需的带参数构造器
    10.  
      public Japanese(Axe axe){
    11.  
      this.axe = axe;
    12.  
      }
    13.  
       
    14.  
      public void useAxe() {
    15.  
      System.out.println(axe.chop());
    16.  
      }

             上面的Chinese类并没有setter方法，仅仅只是提供了一个带Axe属性的构造器，Spring将通过该构造器为Chinese注入所依赖的Bean实例。

             构造注入的配置文件需要做一些修改。为了使用构造注入，使用<constructor-arg…/>元素来指定构造器的参数。如下

    1.  
      <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
    2.  
      <beans xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
    3.  
      xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
    4.  
      xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
    5.  
      http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.0.xsd">
    6.  
       
    7.  
      <!-- 配置Japanese实例 -->
    8.  
      <bean id="japanese" class="com.spring.service.impl.Japanese">
    9.  
      <!-- 使用构造注入 ，为Japanese实例注入SteelAxe实例-->
    10.  
      <constructor-arg ref="stoneAxe"/>
    11.  
      </bean>
    12.  
       
    13.  
      <!-- 配置stoneAxe实例 -->
    14.  
      <bean id="stoneAxe" class="com.spring.service.impl.StoneAxe" />
    15.  
      </beans>


             上面的配置文件使用<contructor-arg…/>元素指定了一个构造器参数，该参数类型是Axe，这指定Spring调用Chinese类里带一个Axe参数的构造器来创建chinese实例，因为使用了有参数的构造器创建实例，所以当Bean实例被创建完成后，该Bean的依赖关系也就已经设置完成。

            他的执行效果与设值注入的执行效果一样。但是还是有点却别：创建Person实例中Axe的属性时机不同—设值注入式先通过无参数的构造器创建一个Bean实例，然后调用它的setter方法注入依赖关系，而构造注入则是直接调用有参数的构造器，当Bean实例创建完成后，依赖关系也已经完成。

              三、两种注入方式的对比

             Spring支持两种依赖注入方式，这两种依赖注入方式并没有好坏之分，只是适合的场景有所不同。

             设值注入有如下优点：

                1、  与传统的JavaBean的写法更相似，程序开发人员更加容易理解，接受。通过setter方法设定依赖关系显得更加直观、自然。

               2、  对于复杂的依赖关系，如果采用构造注入，会导致构造器过于臃肿，难以阅读。Spring在创建Bean实例时，需要同时实例化其依赖的全部实例，因此导致性能下降。而设值注入，则可以避免这些问题。

               3、  尤其是在某些属性可选的情况下，多参数的构造器更加笨重。

           但是构造器也有如下优势：

               1、  构造注入可以再构造器中决定依赖关系的注入顺序，优先依赖的优先注入。

               2、  对于依赖关系无须变化的Bean，构造注入更有用处。因为没有setter方法，所有的依赖关系全部在构造器中设定，因此，无须担心后续的代码对依赖关系产生破坏。

               3、  依赖关系只能在构造器中设定，则只有组件的创建者才能改变组件的依赖关系。对组件的调用者而言，组件内部的依赖关系完全透明，更加符合高内聚的原则。

             通过上面的对比。所以建议用以设值注入为主，构造注入为辅的注入策略。对于依赖关系无须变化的注入，尽量采用构造注入；而其他的依赖关系，则考虑设值注入。

             

              读李刚《轻量级 Java EE 企业应用实战》
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