抛开 Spring 去理解 IOC 思想:原来 IOC 容器这么简单

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文章正文

  • 很多小伙伴们看到标题可能就会想到抛开 Spring 就不会存在 IOC 思想了,其实不然在接下来的文章中就会讲述到。
  • 很多小伙伴在理解 IOC 的时候通常会和 Spring 放到一起去学习,首先呢 Spring 设计的非常之巧妙而且里面包含了很多除去 IOC 的其他功能。这样会导致我们在 Spring 的基础去理解 IOC 就变得很困难。很难抓住其核心思想。
  • 所以本文的标题的含义就是单纯的去理解 IOC 思想,然后通过自定义的 IOC 去加深对 IOC 的理解。
  • 看完本文之后再去理解 Spring 中的 IOC 其实思想是一致的,只是实现上有些出入。毕竟 Spring 是大神们经过深思熟虑后的成果。

抛开 Spring 去理解 IOC 思想思维导图.jpg

传统的思想(没有 IOC 容器的情况下)

在没有 IOC 容器的情况下,如果我们需要某个类具体的操作如下所示:

15884867335273.jpg 传统的 Bean 创建

  1. 程序员对 A 进行了主动的使用(new)即创建了 A 类,A 类中又依赖 B 类然后在对 B 类进行创建
  2. 创建对象的权利现在是程序员手上需要哪个类就会对那个类进行创建
  3. B 类是由于程序员调用了 A 类有对 B 类的依赖随着而创建
  4. 总之就是自己动手丰衣足食,没有借助任何中间产物。

优点

  • 很直接的一个优点就是简单,我们需要什么就去创建什么,在程序员的角度上也是比较直观容易理解的。

缺点

  • Bean 之间的协调关系是由程序内部代码来控制的即通过 New 关键字与我们的业务代码进行了强耦合。
  • 没有对 Bean 进行管理。
  • 对 Bean 没有进行统一的管理和配置。

IOC 思想

首先在这里强调一下 IOC 不是 Spring 提出来了,在 Spring 之前就已经有人提出了 IOC 思想,只不过在 Spring 之前都是偏理论化没有一个具体的落地方案,Spring 在技术层面把 IOC 思想体现的淋漓尽致。

什么是 IOC(Inversion of controller)

  • IOC 是一种思想,而不是一个技术的实现。
  • 主要的描述是在软件开发的领域对象的创建和管理的问题。
  • 上述我们了解了传统的开发模式,我们在来看看如果有 IOC 的思想下程序员是如何使用对象的。

15884884547204.jpg

从上图可知:

  • 程序员只需要告诉 IOC 自己需要那个 Bean。就不需要关系该 Bean 创建的细节已经该 Bean 的相关依赖。这一切 IOC 容器已经帮你做好了。
  • 凡事有得必有失: 这个过程中我们失去了创建 Bean 的权利。
  • 了解了基本的使用后,有人说 IOC 就是控制反转,讲到这里你还没将控制反转?好!别急接下来就是细讲我们常说的控制反转。

控制反转

在理解控制反转之前我们首先要清楚控制是指什么? 反转又反转了什么?

  • 控制: 指的就是我们上述说的我们失去的权利(创建对象的创建,或者说控制对象的权利)
  • 反转: 指的是控制权的转变。在没有 IOC 的容器上我们程序员想创建谁就创建谁的权利。在 IOC 容器下程序员就只能委屈巴巴的向 IOC 容器索取对象。创建对象的权利由程序员到 IOC 容器手里了。

IOC 解决了什么问题?

  • 其实就是解决了对象之间的耦合问题。
  • 我们不需要在通过 New 关键字来创建对象,而是从容器中获取达到一种松耦合的目的。
  • 同时 IOC 容器也方便管理容器内的所有 Bean 对象。所谓的 Bean 的生命周期。

IOC 和 DI 的区别

将到 IOC 肯定会有人想到 DI(Dependancy Injection)依赖注入,那这两者有什么不同和相同呢?

相同点

  • IOC 和 DI 描述的都是同一件事情(对象的实例化以及维护对象与对象已经的依赖关系)

不同点

  • 首先 IOC 是一种思想,而 DI 是一种具体的技术实现手段。
  • IOC 是站着对象的角度上对象的实例化以及管理从程序员的手里交给了 IOC 容器
  • DI 是站着容器的角度的上会把对象的依赖的其他对象注入到容器中,上述案例中的 A 类依赖 B 类 IOC 容器不仅仅将 A 类放到容器中还需要将其依赖的 B 类也一并加载到 IOC 容器中。

如何自定义实现一个 IOC 容器

  • 小伙伴们看到这里其实对 IOC 容器已经有了一定的了解。那如果在面试的过程中面试官问你如何实现一个自定义的 IOC 容器。你可以讲出的具体思路嘛? 可以先想一想在继续往下看,看看是不是和自己的想发不谋而合。

  • 思路大致如下所示:

15885008070515.jpg

  • 想必大家都有自己的一定的理解,可能做法比较简单,但是对于理解 IOC 容器而已其实已经足够了。如果想更加准确或者深入了解其底层实现,可以按照这个思路去看 Spring 的相关源码实现,相信你一定会得心应手。

小案例

  • 我们通过一个小案例来写我们的 IOC 容器
  • 我们经常购物,我们可以把购物简单的理解成下单和减库存两个操作。
  • 有同学会问为什么要写这个案例啊,不仅为了我们能够理解 IOC 容器也为了我们后续的文章将 AOP 和 AOP 的经典实现事务控制铺垫的。

Coding

  • 首先整体的代码结构很简单,在这里也说明一下

15885015935198.jpg

  • Bean 的配置文件
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<!--跟标签 beans,里面配置一个又一个的 bean 子标签,每一个 bean 子标签都代表一个类的配置-->
<beans>
    <!--id 标识对象,class 是类的全限定类名-->
    <bean id="orderDao" class="com.customize.spring.dao.impl.OrderDaoImpl">
    </bean>

    <bean id="stockDao" class="com.customize.spring.dao.impl.StockDaoImpl">
    </bean>

    <bean id="orderService" class="com.customize.spring.service.impl.OrderServiceImpl">
        <!--通过 set 方法注入-->
        <property name="setOrderDao" ref="orderDao"></property>
        <property name="setStockDao" ref="stockDao"></property>
    </bean>
</beans>
  • 创建 Bean 对象”工厂“进行创建
  • 主要就是读取 xml,通过 set 方法传值。
public class BeanFactory {

    /**
     * 存放对象
     */
    private static Map<String, Object> map = new ConcurrentHashMap<>();

    /**
     * 对外提供的接口
     * @param id
     * @return
     */
    public static  Object getBean(String id) {
        return map.get(id);
    }

    static {
        // 只加载一次就是在 BeanFactory 初始化的时候去加载类
        // 任务一:读取解析 xml,通过反射技术实例化对象并且存储待用(map 集合)
        System.out.println("开始加载 Bean 对象");
        // 加载 xml
        InputStream resourceAsStream = BeanFactory.class.getClassLoader().getResourceAsStream("beans.xml");
        // 解析 xml
        SAXReader saxReader = new SAXReader();
        try {
            Document document = saxReader.read(resourceAsStream);
            Element rootElement = document.getRootElement();
            List<Element> beanList = rootElement.selectNodes("//bean");
            for (int i = 0; i < beanList.size(); i++) {
                Element element =  beanList.get(i);
                // 处理每个 bean 元素,获取到该元素的 id 和 class 属性
                String id = element.attributeValue("id");
                String clazz = element.attributeValue("class");
                // 通过反射技术实例化对象
                Class<?> aClass = Class.forName(clazz);
                Object o = aClass.newInstance();
                // 存储到 map 中待用
                map.put(id,o);
            }
            // 实例化完成之后维护对象的依赖关系,检查哪些对象需要传值进入,根据它的配置,我们传入相应的值
            // 有 property 子元素的 bean 就有传值需求
            List<Element> propertyList = rootElement.selectNodes("//property");
            // 解析 property,获取父元素
            for (int i = 0; i < propertyList.size(); i++) {
                Element element =  propertyList.get(i);
                String name = element.attributeValue("name");
                String ref = element.attributeValue("ref");

                // 找到当前需要被处理依赖关系的 bean
                Element parent = element.getParent();
                // 调用父元素对象的反射功能
                String parentId = parent.attributeValue("id");
                Object parentObject = map.get(parentId);
                // 遍历父对象中的所有方法,找到 set 方法
                Method[] methods = parentObject.getClass().getMethods();
                for (int j = 0; j < methods.length; j++) {
                    Method method = methods[j];
                    // 该方法就是 set 方法
                    if(method.getName().equalsIgnoreCase(name)) {
                        method.invoke(parentObject,map.get(ref));
                    }
                }
                // 把处理之后的 parentObject 重新放到 map 中
                map.put(parentId,parentObject);
            }
            System.out.println("加载完毕,Map 中的 Bean 对象个数为:" + map.size());
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}
  • 业务代码
public class OrderServiceImpl implements OrderService {

    private OrderDao orderDao;
    private StockDao stockDao;

    public void setOrderDao(OrderDao orderDao) {
        this.orderDao = orderDao;
    }

    public void setStockDao(StockDao stockDao) {
        this.stockDao = stockDao;
    }

    @Override
    public void order(Order order) {
//        没有 IOC 容器的情况下
//        OrderDao orderDao = new OrderDaoImpl();
//        // 保存订单
//        orderDao.save(order);
//
//        //扣除库存
//        StockDao stockDao = new StockDaoImpl();
//        stockDao.subStock(order.getName());

        // 有 IOC 容器的基础上
        orderDao.save(order);

        //扣除库存
        stockDao.subStock(order.getName());
        System.out.println("下单成功");
    }
}
  • 启动 15885022719537.jpg

  • 测试

    • 地址: http://localhost:9080/order?userId=857&name=ipone
    • 配图: 15885022930114.jpg

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