Spring 之 IOC

IoC的全称是Inversion of Control，中文称为控制反转， Martin Flower由根据它创造了一个新词：Dependency Injection，中文称为依赖注入。这两个词讲的是一回事儿。

控制反转模式（也称作依赖性介入）的基本概念是：不创建对象，但是描述创建它们的方式。在代码中不直接与对象和服务连接，但在配置文件中描述哪一个组件需要哪一项服务。

容器 （在 Spring 框架中是 IOC 容器） 负责将这些联系在一起。IoC的实质是如何管理对象，传统意义上我们使用new方式来创建对象，但在企业应用开发的过程中，大量的

对象创建都在程序中维护很容易造成资源浪费，并且不利于程序的扩展。

实现IoC通常有三种方式：

1）利用接口或者继承，一般以接口较多。这种实现方式和我们平时提到的lazy load有异曲同工之妙。

2）构造函数注入。

3）属性注入。

IoC简单示例

　　我们先来定义一个简单的接口和实现：

 1 public interface UserDao {
 2     void save();
 3 }
 4
 5 public class UserDaoImpl implements UserDao
 6 {
 7
 8     public void save() {
 9         System.out.println("save() is called.");
10     }
11
12 }

　　然后是在classpath下创建一个beans.xml文件（这个文件名不是必须这样的）：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
        xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
        xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
        xmlns:tx="http://www.springframework.org/schema/tx"
        xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-2.5.xsd
                http://www.springframework.org/schema/context http://www.springframework.org/schema/context/spring-context-2.5.xsd
                http://www.springframework.org/schema/tx http://www.springframework.org/schema/tx/spring-tx-2.5.xsd">

    <bean id="userDaoImpl" class = "sample.spring.ioc.UserDaoImpl"/>
</beans>    

　　接下来是测试代码：

1 private static void test1()
2 {
3     ApplicationContext ctx = new ClassPathXmlApplicationContext("sample/spring/ioc/beans.xml");
4     UserDao userDao = (UserDao)ctx.getBean("userDaoImpl");
5     userDao.save();
6 }

　　输出结果如下：

save() is called.

　　我们还可以通过工厂方式来创建对象。

　　通过静态工厂创建Bean

　　添加一个类，如下：

1 public class UserDaoFactory {
2
3     public static UserDao getUserDao()
4     {
5         return new UserDaoImpl();
6     }
7 }

　　在beans.xml中，添加如下内容：

1 <bean id="userDaoImpl2" class = "sample.spring.ioc.UserDaoFactory" factory-method = "getUserDao"/>

　　测试代码和执行结果和上面类似，不再赘述。

　　通过实例工厂创建Bean

　　添加如下类：

1 public class UserDaoFactory2
2 {
3     public UserDao getUserDao()
4     {
5         return new UserDaoImpl();
6     }
7 }

　　这个类和UserDaoFactory唯一的区别是这里的getUserDao是实例方法，而不是静态方法。

　　在beans.xml中追加如下内容：

1 <bean id="factory" class="sample.spring.ioc.UserDaoFactory2"/>
2 <bean id="userDaoImpl3" factory-bean="factory" factory-method="getUserDao"/>

　　测试方法和结果同上。

　　对象的生命周期

　　我们可以通过设置bean节点的scope属性来控制对象的声明周期，它包含两个可选值：

　　1）singleton，表明系统中对于同一个对象，只保留一个实例。

　　2）prototype，表明系统中每次获取bean时，都新建一个对象。

　　我们修改beans.xml文件：

1 <bean id="userDaoImpl" class = "sample.spring.ioc.UserDaoImpl" scope="singleton"/>
2 <bean id="userDaoImpl2" class = "sample.spring.ioc.UserDaoImpl" scope="prototype"/>

　　这两个bean指向同一个类型，但是scope的设置不同。

　　下面是测试方法：

 1 private static void scopeTest()
 2 {
 3     ApplicationContext ctx = new ClassPathXmlApplicationContext("sample/spring/ioc/scope.xml");
 4     System.out.println("=====Singleton test=====");
 5     UserDao userDao1A = (UserDao)ctx.getBean("userDaoImpl");
 6     UserDao userDao1B = (UserDao)ctx.getBean("userDaoImpl");
 7     System.out.println("userDao1A == userDao1B:" + (userDao1A==userDao1B));
 8     System.out.println("=====Prototype test=====");
 9     UserDao userDao2A = (UserDao)ctx.getBean("userDaoImpl2");
10     UserDao userDao2B = (UserDao)ctx.getBean("userDaoImpl2");
11     System.out.println("userDao2A == userDao2B:" + (userDao2A==userDao2B));
12 }

　　执行结果如下：

=====Singleton test=====
userDao1A == userDao1B:true
=====Prototype test=====
userDao2A == userDao2B:false

　　如何设置对象属性

　　上面的示例中，我们的对象中没有包含属性，对于业务对象来说，这一般是不现实。实际中的对象或多或少都会有一些属性。

　　Spring支持两种方式对属性赋值：set方式和构造函数。

　　下面我们会分别描述两种方式，但首先我们需要展示业务对象：

public class UserServiceBean
 2 {
 3     private int userID;
 4     private String userName;
 5     private UserDao userDao;
 6     private List<String> hobbies;
 7     private Map<String, Integer> scores;
 8
 9     public UserServiceBean(int userID, String userName, UserDao userDao, List hobbies,Map scores)
10     {
11         this.userID = userID;
12         this.userName = userName;
13         this.userDao = userDao;
14         this.hobbies = hobbies;
15         this.scores = scores;
16     }
17
18     public UserServiceBean(){}
19
20     public void setUserID(int userID) {
21         this.userID = userID;
22     }
23     public int getUserID() {
24         return userID;
25     }
26     public void setUserName(String userName) {
27         this.userName = userName;
28     }
29     public String getUserName() {
30         return userName;
31     }
32     public void setUserDao(UserDao userDao) {
33         this.userDao = userDao;
34     }
35     public UserDao getUserDao() {
36         return userDao;
37     }
38     public void setHobbies(List<String> hobbies) {
39         this.hobbies = hobbies;
40     }
41     public List<String> getHobbies() {
42         return hobbies;
43     }
44     public void setScores(Map<String, Integer> scores) {
45         this.scores = scores;
46     }
47     public Map<String, Integer> getScores() {
48         return scores;
49     }
50 }

　　这是一个典型的学生信息，包括学号、姓名、爱好和成绩。

　　通过Set方式为对象属性赋值

　　我们在beans.xml中追加如内容：

 1 <bean id="userService" class="sample.spring.ioc.UserServiceBean">
 2     <property name="userID" value="1"/>
 3     <property name="userName" value="张三"/>
 4     <property name="userDao" ref="userDaoImpl"/>
 5     <property name="hobbies">
 6         <list>
 7             <value>羽毛球</value>
 8             <value>看电影</value>
 9             <value>弹吉他</value>
10         </list>
11     </property>
12     <property name="scores">
13         <map>
14             <entry key="数据结构" value="90"/>
15             <entry key="编译原理" value="85"/>
16             <entry key="离散数学" value="82"/>
17         </map>
18     </property>
19 </bean>

　　上面是典型的为属性赋值的示例，其中属性不仅包括简单属性（整数、字符串），也包含了复杂属性（List、Map），还有其他的bean。

　　下面是测试代码：

 1 private static void propertyTest1()
 2 {
 3     ApplicationContext ctx = new ClassPathXmlApplicationContext("sample/spring/ioc/beans.xml");
 4     UserServiceBean userService = (UserServiceBean)ctx.getBean("userService");
 5     printUserService(userService);
 6 }
 7
 8 private static void printUserService(UserServiceBean userService)
 9 {
10     System.out.println("编号：" + userService.getUserID());
11     System.out.println("姓名：" + userService.getUserName());
12     System.out.println("爱好：");
13     for(String hobby:userService.getHobbies())
14     {
15         System.out.println(hobby);
16     }
17     System.out.println("学习成绩：");
18     for(Entry<String,Integer> entry:userService.getScores().entrySet())
19     {
20         System.out.println(entry.getKey() + "\t" + entry.getValue());
21     }
22     userService.getUserDao().save();
23 }

　　输出结果如下：

编号：1
姓名：张三
爱好：
羽毛球
看电影
弹吉他
学习成绩：
数据结构    90
编译原理    85
离散数学    82
save() is called.

　　通过构造函数为对象属性赋值

　　我们也可以通过构造函数来为对象赋值，在上面定义UserServiceBean时，我们已经添加了一个构造函数。下面来看beans.xml中的配置：

 1 <bean id="userService2" class="sample.spring.ioc.UserServiceBean">
 2     <constructor-arg index="0" value="1"/>
 3     <constructor-arg index="1" value="张三"/>
 4     <constructor-arg index="2" ref="userDaoImpl"/>
 5     <constructor-arg index="3">
 6         <list>
 7             <value>羽毛球</value>
 8             <value>看电影</value>
 9             <value>弹吉他</value>
10         </list>
11     </constructor-arg>
12     <constructor-arg index="4">
13         <map>
14             <entry key="数据结构" value="90"/>
15             <entry key="编译原理" value="85"/>
16             <entry key="离散数学" value="82"/>
17         </map>
18     </constructor-arg>
19 </bean>

　　测试代码和输出结果同上。

　　需要注意：我们定义的业务对象应该保留默认的构造函数。

　　使用Annotation来定位Bean

　　在Spring中，除了在xml配置文件中定义对象，我们还可以使用Annotation来定位，这位我们提供了很大的方便。

　　这里我们使用的Annotation主要包括：@Resource/@Autowried/@Qualifier。

　　来看下面的示例：

1 public class UserServiceBean2
 2 {
 3     private String userID;
 4     private String userName;
 5     @Resource(name="userDaoImpl")
 6     private UserDao userDao1;
 7     private UserDao userDao2;
 8
 9     @Autowired(required=false)
10     @Qualifier("userDaoImpl")
11     private UserDao userDao3;
12
13     @Autowired(required=false)
14     @Qualifier("userDaoImpl3")
15     private UserDao userDao4;
16
17     public void setUserID(String userID) {
18         this.userID = userID;
19     }
20     public String getUserID() {
21         return userID;
22     }
23     public void setUserName(String userName) {
24         this.userName = userName;
25     }
26     public String getUserName() {
27         return userName;
28     }
29     @Resource
30     public void setUserDao2(UserDao userDao2) {
31         this.userDao2 = userDao2;
32     }
33     public UserDao getUserDao2() {
34         return userDao2;
35     }
36
37     public void test()
38     {
39         userDao1.save();
40         userDao2.save();
41         System.out.println(userDao3.getClass().getName());
42         userDao3.save();
43     }
44 }

测试方法：

1 private static void annotationTest()
2 {
3     ApplicationContext ctx = new ClassPathXmlApplicationContext("sample/spring/ioc/annotation.xml");
4     UserServiceBean2 userService = (UserServiceBean2)ctx.getBean("userService");
5
6     userService.test();
7 }

　　输出结果如下：

save() is called.
save() is called.
sample.spring.ioc.UserDaoImpl
save() is called.

　　我们来对上面示例中出现的Annotation来进行说明。

1 @Resource(name="userDaoImpl")
2 private UserDao userDao1;

　　这是定义在字段上的Annotation，是指userDao1使用xml配置文件中定义的名为“userDaoImpl”的bean进行填充。

1 @Autowired(required=false)
2 @Qualifier("userDaoImpl")
3 private UserDao userDao3;

　　这是第二种类型的Annotation，它把Autowired和Qualifier组合在一起使用，Qualifier来设置bean的名称，Autowired来设置bean找不到时的行为，required为true时会抛出异常，required为false时会返回null。

1 @Resource
2 public void setUserDao2(UserDao userDao2) {
3      this.userDao2 = userDao2;
4 }

　　这是作用在setter上的Annotation，@Resource 可以不写明name参数，这时Spring会首先按照名字然后按照数据类型的方式去定位bean。

　　自动加载对象定义

　　对于大型系统来说，我们可能会创建大量的类，如果这些类的声明都需要写在xml文件里的话，会产生额外大量的工作。

　　Spring提供了一种简单的机制让我们的对象可以自动注册。

　　我们可以在beans.xml中添加如下内容：

1 <context:component-scan base-package="sample.spring.ioc"/>

　　然后我们可以在sample.spring.ioc包下的对象，添加@Component/@Service/@Controller/@repository，这样Spring会自动将带有这些Annotation的类进行注册。

　　下面是一个示例：

1 @Service("userService")
 2 public class UserServiceBean3
 3 {
 4     private String userID;
 5     private String userName;
 6     @Resource(name="userDaoImpl")
 7     private UserDao userDao1;
 8
 9     @Autowired(required=true)
10     @Qualifier("userDaoImpl")
11     private UserDao userDao3;
12
13     public void setUserID(String userID) {
14         this.userID = userID;
15     }
16     public String getUserID() {
17         return userID;
18     }
19     public void setUserName(String userName) {
20         this.userName = userName;
21     }
22     public String getUserName() {
23         return userName;
24     }
25 //    @Resource
26 //    public void setUserDao2(UserDao userDao2) {
27 //        this.userDao2 = userDao2;
28 //    }
29 //    public UserDao getUserDao2() {
30 //        return userDao2;
31 //    }
32
33     public void test()
34     {
35         userDao1.save();
36 //        userDao2.save();
37         System.out.println(userDao3.getClass().getName());
38         userDao3.save();
39     }
40 }

这个类和上面定义的UserServiceBean2非常相似，需要注意在类前面添加的Annotation信息。

　　我们不需要在xml文件中手动定义这个bean，Spring会进行自动注册，注册的bean名称是userService。