Spring实践（一）IOC的原理和实现机制

朱雀 2022-07-12 02:07 154阅读 0赞

Spring是java中非常优秀的框架，最近准备将Spring重新学习和梳理一遍。

\+++++++++++++++++以下摘自百度百科+++++++++++++++++++++

Spring是一个开源框架，Spring是于2003 年兴起的一个轻量级的Java 开发框架，由Rod Johnson创建。简单来说，Spring是一个分层的JavaSE/EEfull-stack(一站式) 轻量级开源框架。

# 一、Spring框架特征 #

轻量——从大小与开销两方面而言Spring都是轻量的。完整的Spring框架可以在一个大小只有1MB多的JAR文件里发布。并且Spring所需的处理开销也是微不足道的。此外，Spring是非侵入式的：典型地，Spring应用中的对象不依赖于Spring的特定类。  
控制反转——Spring通过一种称作控制反转（IoC）的技术促进了低耦合。当应用了IoC，一个对象依赖的其它对象会通过被动的方式传递进来，而不是这个对象自己创建或者查找依赖对象。你可以认为IoC与JNDI相反——不是对象从容器中查找依赖，而是容器在对象初始化时不等对象请求就主动将依赖传递给它。  
面向切面——Spring提供了面向切面编程的丰富支持，允许通过分离应用的业务逻辑与系统级服务（例如审计（auditing）和事务（transaction）管理）进行内聚性的开发。应用对象只实现它们应该做的——完成业务逻辑——仅此而已。它们并不负责（甚至是意识）其它的系统级关注点，例如日志或事务支持。  
容器——Spring包含并管理应用对象的配置和生命周期，在这个意义上它是一种容器，你可以配置你的每个bean如何被创建——基于一个可配置原型（prototype），你的bean可以创建一个单独的实例或者每次需要时都生成一个新的实例——以及它们是如何相互关联的。然而，Spring不应该被混同于传统的重量级的EJB容器，它们经常是庞大与笨重的，难以使用。  
框架——Spring可以将简单的组件配置、组合成为复杂的应用。在Spring中，应用对象被声明式地组合，典型地是在一个XML文件里。Spring也提供了很多基础功能（事务管理、持久化框架集成等等），将应用逻辑的开发留给了你。  
MVC——Spring的作用是整合，但不仅仅限于整合，Spring 框架可以被看做是一个企业解决方案级别的框架。客户端发送请求，服务器控制器（由DispatcherServlet实现的)完成请求的转发，控制器调用一个用于映射的类HandlerMapping，该类用于将请求映射到对应的处理器来处理请求。HandlerMapping 将请求映射到对应的处理器Controller（相当于Action）在Spring 当中如果写一些处理器组件，一般实现Controller 接口，在Controller 中就可以调用一些Service 或DAO 来进行数据操作 ModelAndView 用于存放从DAO 中取出的数据，还可以存放响应视图的一些数据。 如果想将处理结果返回给用户，那么在Spring 框架中还提供一个视图组件ViewResolver，该组件根据Controller 返回的标示，找到对应的视图，将响应response 返回给用户。  
所有Spring的这些特征使你能够编写更干净、更可管理、并且更易于测试的代码。它们也为Spring中的各种模块提供了基础支持。

\+++++++++++++++++以上摘自百度百科+++++++++++++++++++++

说了spring 这么多好，下面来实践一下。 本篇主要从一个简单例子说明spring如何来实现控制反转（总体内容参考了马士兵的spring视频）

# 二、首先看一个面向接口开发的小程序 #

这个小程序，由下面4个java 程序组成，Student.java 是实体类，StudentDAO是实体类的操作接口，StudentDAOImpl是操作的具体实现，StudentService是应用，对于Student进行操作。

package com.study.entity; /* * this is a simple entity class, descripe Student; */ public class Student { String Name=""; String Sex=""; String Birth=""; public String getName() { return Name; } public void setName(String name) { Name = name; } public String getSex() { return Sex; } public void setSex(String sex) { Sex = sex; } public String getBirth() { return Birth; } public void setBirth(String birth) { Birth = birth; } public String toString(){ return "Name="+this.Name+";Sex="+this.Sex+";Birthday="+this.Birth; } }

package com.study.dao; import com.study.entity.Student; /* * this interface define entity class student's dao(data access operation) interface */ public interface StudentDAO { //学生操作，新增学生 boolean addStudent(Student student); //学生操作，删除学生 boolean delStudent(Student student); //学生操作，修改学生信息 boolean modifyStudent(Student student); //学生操作，查询学生信息，查询到返回学生对象，否则返回null Student queryStudent( String StudentName); }

package com.study.dao.impl; import com.study.dao.StudentDAO; import com.study.entity.Student; /* * this is implement of StudentDAO; */ public class StudentDAOImpl implements StudentDAO { @Override public boolean addStudent(Student student) { // TODO Auto-generated method stub System.out.println("++++begin add student+++++"); //模拟add 操作 int flag =1; if(flag ==0) return false; else return true; } @Override public boolean delStudent(Student student) { // TODO Auto-generated method stub return false; } @Override public boolean modifyStudent(Student student) { // TODO Auto-generated method stub return false; } @Override public Student queryStudent(String StudentName) { // TODO Auto-generated method stub //模拟从数据库中查询学生名, 数据库中只有一名 name 为 Tom的学生 System.out.println("++++begin query student+++++"); if("Tom".equals(StudentName )) { Student studentTom = new Student(); studentTom.setName("Tom"); studentTom.setSex("male"); studentTom.setBirth("19701221"); return studentTom; } else return null; } }

最后是应用类：

package com.study.student.service; import com.study.dao.StudentDAO; import com.study.dao.impl.StudentDAOImpl; import com.study.entity.Student; /* * this class descripe StudentApi */ public class StudentService { private StudentDAO studentDAO = new StudentDAOImpl(); public StudentDAO getStudentDAO() { return studentDAO; } public void setStudentDAO(StudentDAO studentDAO) { this.studentDAO = studentDAO; } public boolean addStudent(Student student) { return this.studentDAO.addStudent(student); } public String queryStudent(String studentName) { Student retStudent = this.studentDAO.queryStudent(studentName); if (null == retStudent) return "null"; else return retStudent.toString(); } public static void main(String[] args) { // create and publish an endpoint StudentService studentWs = new StudentService(); Student student1 = new Student(); student1.setName("Tom"); student1.setSex("male"); student1.setBirth("1970/05/08"); Student student2 = new Student(); student2.setName("Lili"); student2.setSex("female"); student2.setBirth("1972/05/23"); studentWs.addStudent(student1); studentWs.addStudent(student2); System.out.println(studentWs.queryStudent("Tom")); System.out.println(studentWs.queryStudent("LiLi")); } }

整体代码目录结构如下：

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# 三、分析上面的应用，模拟sping #

StudentDAOImpl 如果有多个实现，那么在应用中需要编码指定用哪个，都涉及到代码的修改，不便于应用的灵活。显然，如果有个配置文件可以指定应用的运行时接口实现类，大大增强了应用的灵活性。

1、首先修改StudentService ,将其内部的绑定实现去除，在运行时指定实现类

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2、编写模拟spring的2个类

BeanFactory.java  是接口， ClassPathXmlApplicationContext.java 是读取配置文件

BeanFactory.java  代码如下：

package com.study.spring.simulate;
    
    public interface BeanFactory {
    	public Object getBean(String name);
    
    }

ClassPathXmlApplicationContext.java 代码如下：

package com.study.spring.simulate;
    
    import java.util.HashMap;
    import java.util.List;
    import java.util.Map;
    
    import org.jdom.Document;
    import org.jdom.Element;
    import org.jdom.input.SAXBuilder;
    
    
    
    public class ClassPathXmlApplicationContext implements BeanFactory{
    	private Map<String, Object>beans = new HashMap<String, Object>();
    	
    	public ClassPathXmlApplicationContext() throws Exception{
    		SAXBuilder sb=new  SAXBuilder();
    		Document doc = sb.build( this.getClass().getClassLoader().getResourceAsStream("beans.xml"));
    		
    		Element root= doc.getRootElement();
    		List<Element> list= root.getChildren("bean");
    		for( int i=0; i<list.size();i++){
    			Element element=(Element)list.get(i);
    			String id = element.getAttributeValue("id");
    			String  clazz = element.getAttributeValue("class");
    			System.out.println(id+"："+clazz);
    			Object  o = Class.forName(clazz).newInstance();
    			beans.put(id, o);
    		}
    	}
    	
    	public Object getBean(String name){
    		return beans.get(name);
    	}
    
    }

这个类的主要逻辑是从xml文件中读取Bean，并提供返回Bean对象的功能。xml 文件 beans.xml 如下

然后，我们编写一个测试代码，来测试运行时动态获取实现类对象 StudentServiceTest  ，这个类是一个junit 测试类

package com.study.student.service; import static org.junit.Assert.*; import static org.hamcrest.Matchers.*; import org.junit.BeforeClass; import org.junit.Test; import com.study.dao.StudentDAO; import com.study.entity.Student; import com.study.spring.simulate.BeanFactory; import com.study.spring.simulate.ClassPathXmlApplicationContext; public class StudentServiceTest { public static StudentService studentService; public static StudentDAO studentDAO; //注意这里用beforeClass而不是before，表示全部测试函数调用前，调用一次 @BeforeClass public static void init() throws Exception{ BeanFactory factory = new ClassPathXmlApplicationContext(); studentService= new StudentService(); studentDAO= (StudentDAO)factory.getBean("u"); studentService.setStudentDAO(studentDAO); } @Test public void addStudentTest() throws Exception{ Student studentObj = new Student(); assertTrue(studentService.addStudent(studentObj)); } @Test public void queryStudentTest( ) throws Exception { assertThat(studentService.queryStudent("Tom"), is("Name=Tom;Sex=male;Birthday=19701221")); assertThat(studentService.queryStudent("Jerry"), is("null")); } }

@BeforeClass 注解是测试函数调用前，初始化对象用的，在这里对StudentDAO 对象指定了实现类：studentDAO= (StudentDAO)factory.getBean("u");    这里 id 为 “u” 的Bean ，根据配置文件是指定了StudentDAOImpl ，也就是说，如果有多个实现，通过配置文件就实现了动态指定实现类，大大增加了应用的灵活性。 这种能力，就是依赖注入，也成为IOC 控制反转。

在上面的基础上，在进行小修改，来展示一下动态装配的能力。

修改ClassPathXMLApplicationContext.java 使得这个类具有解析bean 属性并进行装配的能力

package com.study.spring.simulate; import java.lang.reflect.Method; import java.util.HashMap; import java.util.List; import java.util.Map; import org.jdom.Document; import org.jdom.Element; import org.jdom.input.SAXBuilder; public class ClassPathXmlApplicationContext implements BeanFactory{ private Map<String, Object>beans = new HashMap<String, Object>(); public ClassPathXmlApplicationContext() throws Exception{ SAXBuilder sb=new SAXBuilder(); Document doc = sb.build( this.getClass().getClassLoader().getResourceAsStream("beans.xml")); Element root= doc.getRootElement(); List<Element> list=root.getChildren("bean"); for( int i=0; i<list.size();i++){ Element element=(Element)list.get(i); String id = element.getAttributeValue("id"); String clazz = element.getAttributeValue("class"); System.out.println(id+"："+clazz); Object o = Class.forName(clazz).newInstance(); beans.put(id, o); //下面是读取property属性 for(Element propertyElement : (List<Element>) element.getChildren("property") ){ String name = propertyElement.getAttributeValue("name"); String bean = propertyElement.getAttributeValue("bean"); Object beanObject = beans.get(bean); //这里组装set操作方法名，将参数中的bean取出来，进行set拼接 String methodName ="set"+name.substring(0,1).toUpperCase() + name.substring(1); System.out.println("method name ="+ methodName); //这里实现了动态装配，调用Method的invoke方法,用了java的反射机制 Method m=o.getClass().getMethod(methodName, beanObject.getClass().getInterfaces()[0]); m.invoke(o, beanObject); } } } public Object getBean(String name){ return beans.get(name); } }

修改beans.xml  ，如下图

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修改应用StudentServiceTest，如下图

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# 四、引入spring  #

在上面实践的基础上，我们引入spring包，这里使用的是spring 3.0，导入的jar包有

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，我们去掉模拟的spring代码

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去掉模拟spring功能的代码后，StudentServiceTest.java 报错了，我们将代码里面的对象，替换为spring的对象

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注意，要在让spring找到bean的配置文件，需要修改下面语句

BeanFactory factory = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");

这样，就可以执行了。

执行结果如下：

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# 五、小结 #

本篇主要是实践了spring的基础特性：依赖注入、IOC（控制反转）、自动装配

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