Spring+Spring MVC+MyBatis从零开始学
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1.2　控制反转（IoC）与依赖注入（DI）

IoC和DI是Spring的基础，为什么前面提到IoC和DI描述的是同一概念呢？本节将揭晓答案。

1.2.1　什么是控制反转（IoC）

IoC是Inversion of Control的缩写，译为“控制反转”，还有的译为“控制反向”或者“控制倒置”。

在面向对象传统编程方式中，获取对象的方式通常是用new关键字主动创建一个对象。Spring中的IoC方式对象的生命周期由Spring框架提供的IoC容器来管理，直接从IoC容器中获取一个对象，控制权从应用程序交给了IoC容器。

IoC理论上是借助于“第三方”实现具有依赖关系对象之间的解耦，如图1.3所示，即把各个对象类封装之后，通过IoC容器来关联这些对象类。这样对象与对象之间就通过IoC容器进行联系，而对象与对象之间没有什么直接联系。

图1.3　IoC容器解耦

应用程序在没有引入IoC容器之前，对象A依赖对象B，那么A对象在实例化或者运行到某一点的时候，自己必须主动创建对象B或者使用已经创建好的对象B，其中无论是创建还是使用已创建的对象B，控制权都在应用程序自身。如果应用程序引入了IoC容器之后，对象A和对象B之间失去了直接联系，那么当对象A实例化和运行时，如果需要对象B，IoC容器就会主动创建一个对象B注入（依赖注入）到对象A所需要的地方。由此，对象A获得依赖对象B的过程，由主动行为变成被动行为，即把创建对象交给了IoC容器处理，控制权颠倒过来了，这就是所谓的控制反转。

1.2.2　什么是依赖注入（DI）

DI是Dependency Inject的缩写，译为“依赖注入”。所谓依赖注入，就是由IoC容器在运行期间动态地将某种依赖关系注入对象之中。例如，将对象B注入（赋值）给对象A的成员变量。

事实上，依赖注入（DI）和控制反转（IoC）是对同一件事情的不同描述，从某个方面讲，就是它们描述的角度不同。依赖注入是从应用程序的角度描述，即应用程序依赖容器创建并注入它所需要的外部资源；而控制反转是从容器的角度描述，即容器控制应用程序，由容器反向地向应用程序注入应用程序所需要的外部资源。这里所说的外部资源可以是外部实例对象，也可以是外部文件对象等。

使用IoC/DI给软件开发带来了多方面的益处。

（1）可维护性比较好，便于单元测试、调试程序和诊断故障。代码中的每一个Class都可以单独测试，彼此之间互不影响，只要保证自身的功能无误即可，这就是组件之间低耦合或者无耦合带来的好处。

（2）每个开发团队的成员都只需要关注自己要实现的业务逻辑，完全不用关心其他人的工作进展，因为你的任务跟别人没有任何关系，你的任务可以单独测试，不用依赖于别人的组件，再也不会扯不清责任了。所以，在一个大中型项目中，团队成员分工明确、责任明晰，很容易将一个大的任务划分为细小的任务，开发效率和产品质量必将得到大幅度的提高。

（3）可复用性好，我们可以把具有普遍性的常用组件独立出来，反复应用到项目中的其他部分，或者是其他项目，当然这也是面向对象的基本特征。显然，IoC更好地贯彻了这个原则，提高了模块的可复用性。符合接口标准的实现都可以插接到支持此标准的模块中。

（4）生成对象的方式转为外置方式，就是把对象生成放在配置文件中进行定义。这样，当我们更换一个实现子类将会变得很简单，只要修改配置文件就可以了，完全具有热插拔的特性。

1.2.3　IoC/DI的实现

Spring框架的主要功能是通过其核心容器来实现的。Spring框架提供的两种核心容器分别是BeanFactory和ApplicationContext。IoC/DI通常有setter（设置）注入和构造方法注入两种实现方式。

注意

如前所述，依赖注入（DI）和控制反转（IoC）是对同一件事情的不同描述。所以这里讲的IoC/DI实现方式其实就是DI实现方式。

1．Spring核心容器

Spring框架的两个最基本和最重要的包是org.springframework.beans.factory（该包中的主要接口是BeanFactory）和org.springframework.context（该包中的主要接口是ApplicationFactory）。

Spring IoC框架的主要组件有Beans、配置文件applicationContext.xml、BeanFactory接口及其相关类、ApplicationContext接口及其相关类。

（1）Beans是指项目中提供业务功能的Bean，即容器要管理的Bean。Beans就是一个常见的JavaBean、Java类。

（2）在Spring中对Bean的管理是在配置文件中进行的。在Spring容器内编辑配置文件管理Bean又称为Bean的装配，实际上装配就是告诉容器需要哪些Bean，以及容器是如何使用IoC将它们配合起来的。Bean的配置文件是一个XML文件，可以命名为applicationContext.xml或其他，一般习惯使用applicationContext.xml。

配置文件包含Bean的id、类、属性及其值，包含一个<beans>元素和数个<bean>子元素。Spring IoC框架可根据Bean的id从Bean配置文件中取得该Bean的类，并生成该类的一个实例对象，继而从配置文件中获得该对象的属性和值。常见applicationContext.xml配置文件格式如下：

（3）BeanFactory采用了工厂设计模式，即Bean容器模式，负责读取Bean的配置文件，管理对象的生成、加载，维护Bean对象与Bean对象之间的依赖关系，负责Bean的生命周期。对于简单的应用程序来说，使用BeanFactory就已经足够管理Bean了，在对象的管理上可以获得许多便利性。

org.springframework.beans.factory.BeanFactory是一个顶级接口，包含管理Bean的各种方法。Spring框架也提供了一些实现该接口的类。

org.springframework.beans.factory.xml.XmlBeanFactory是BeanFactory常用的实现类，根据配置文件中的定义装载Bean。要创建XmlBeanFactory，需要传递一个FileInputStream对象，该对象把XML文件提供给工厂。代码可以写成：

BeanFactory factory=new XmlBeanFactory( new FileInputStream("applicationContext.xml "));

BeanFactory的常用方法如下：

  • 　getBean(String name)：可根据Bean的id生成该Bean的对象。
  • 　getBean(String name,Class requiredType)：可根据Bean的id和相应类生成该Bean的对象。

（4）ApplicationContext接口提供高级功能的容器，基本功能与BeanFactory很相似，但它还有以下功能：

  • 　提供访问资源文件更方便的方法。
  • 　支持国际化消息。
  • 　提供文字消息解析的方法。
  • 　可以发布事件，对事件感兴趣的Bean可以接收到这些事件。

ApplicationContext接口的常用实现类有以下3个。

  • 　FileSystemXmlApplicationContext：从文件系统中的XML文件加载上下文中定义的信息。
  • 　ClassPathXmlApplicationContext：从类路径中的XML文件加载上下文中定义的信息，把上下文定义的文件当成类路径资源。
  • 　XmlWebApplicationContext：从Web系统中的XML文件加载上下文中定义的信息。

其中，FileSystemXmlApplicationContext和ClassPathXmlApplicationContext的代码编写如下：

ApplicationContext context=new FileSystemXmlApplicationContext("d:/applicationContext.xml
");
ApplicationContext context=new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml ");

第1种使用文件系统的方式来查询配置文件，此时applicationContext.xml文件位于D盘下。第2种使用类路径来查询配置文件，此时applicationContext.xml文件位于项目的src目录底下。

FileSystemXmlApplicationContext和ClassPathXmlApplicationContext的区别是：FileSystemXmlApplicationContext只能在指定的路径中查询applicationContext.xml配置文件，而ClassPathXmlApplicationContext可以在整个类路径中查询applicationContext.xml。

2．IoC/DI实现方式

如前所述，依赖注入（DI）和控制反转（IoC）是对同一件事情的不同描述。依赖注入的作用是在使用Spring框架创建对象时，动态地将其所依赖的对象注入Bean组件中，其实现方式通常有两种：一种是属性setter()方法注入；另一种是构造方法注入。具体介绍如下：

  • 　属性setter()方法注入：IoC容器使用setter()方法注入被依赖的实例。通过调用无参构造器或无参静态工厂方法实例化Bean后，调用该Bean的setter()方法，即可实现基于setter()方法的依赖注入。该方式简单、直观，而且容易理解，所以Spring的设置注入被大量使用。
  • 　构造方法注入：IoC容器使用构造方法注入被依赖的实例。基于构造方法的依赖注入通过调用带参数的构造方法来实现，每个参数代表着一个依赖。

【示例1-1】下面以常用的setter()方法注入的方式为例讲解Spring容器在应用中是如何实现依赖注入的。

（1）在Eclipse集成开发环境中创建一个名为chapter01的动态Web项目，将Spring的4个基础包以及commons-logging的JAR包复制到lib目录中，并发布到类路径下，如图1.4所示。

图1.4　创建项目导入包

（2）在src目录下创建一个com.ssm.ioc_di包，并在包中创建接口UserDao，然后在接口中定义一个login()方法，如文件1.1所示。

文件1.1　UserDao.java

（3）在com.ssm.ioc_di包中创建UserDao接口的实现类UserDaoImpl，该类需要实现接口中的login()方法，并在方法中编写一条输出语句，如文件1.2所示。

文件1.2　UserDaoImpl.java

（4）在src目录下创建Spring的配置文件applicationContext.xml，并在配置文件中创建一个id为UserDao的Bean，如文件1.3所示。

文件1.3　applicationContext.xml

在文件1.3中，第01~05代码中包含一些约束信息，其中“spring-beans-4.3.xsd”与Spring的版本4.3相对应；第07行代码表示在Spring容器中创建一个id为UserDao的Bean实例，其中class属性用于指定需求实例化Bean的类。

注意

Spring配置文件的名称可以自定义，通常默认命名为applicationContext.xml。

（5）在com.ssm.ioc_di包中创建测试类IoC，并在类中编写main()方法及实现IoC的代码，如文件1.4所示。

文件1.4　IoC.java

程序执行后，控制台输出结果如图1.5所示。从中可以看出，控制台成功输出了UserDaoImpl类中的输出语句。在文件1.4的main()方法中，并没有通过new关键字来创建UserDao接口的实现类对象，而是通过Spring容器来获取的实现类对象，这就是Spring IoC（控制反转）的工作机制。

图1.5　运行结果

（6）在com.ssm.ioc_di包中创建接口UserService，并编写一个login()方法，如文件1.5所示。

文件1.5　UserService.java

（7）在com.ssm.ioc_di包中创建接口UserService的实现类UserServiceImpl，在类中声明userDao属性，并添加属性的setter()方法；同时编写login()方法。具体代码如文件1.6所示。

文件1.6　UserServiceImpl.java

（8）在配置文件applicationContext.xml中创建一个id为userService的Bean，该Bean用于实例化UserServiceImpl类的信息，并将name为userDao的实例注入userService中，其代码如下所示。

在上述代码中，<property>是<bean>元素的子元素，用于调用Bean实例中的setUserDao()方法完成属性赋值，从而实现依赖注入。其name属性表示Bean实例中的相应属性名，ref属性用于指定其属性值。

（9）在com.ssm.ioc_di包中创建测试类DI，如文件1.7所示。

文件1.7　DI.java

此时运行效果如图1.6所示。从中可以看出，使用Spring容器通过UserService实现类中的login()方法调用了UserDao实现类中的login()方法，并输出了结果。这就是Spring容器属性setter注入的方式，也是实际开发中常用的一种方式。

图1.6　运行结果

为了方便读者理解，图1.7给出整个项目目录结构。

图1.7　项目目录结构

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