Spring 框架学习第三节：核心理念之一 —— IoC（控制反转）

此博客用于个人学习，来源于ssm框架的书籍，对知识点进行一个整理。

Spring 框架的成功来自于它的理念，而不是技术，它最核心的理念是 IoC（控制反转）和 AOP （面向切面编程），其中 IoC 是它的基础，AOP 是其最重要的功能。

3.1 IoC 的概念和作用：

3.1.1 程序的耦合和解耦：

3.1.1.1 什么是程序的耦合：

耦合性(Coupling)，也叫耦合度，是对模块间关联程度的度量。耦合的强弱取决于模块间接口的复杂性、调用模块的方式以及通过界面传送数据的多少。模块间的耦合度是指模块之间的依赖关系，包括控制关系、调用关系、数据传递关系。模块间联系越多，其耦合性越强，同时表明其独立性越差( 降低耦合性，可以提高其独立性)。耦合性存在于各个领域，而非软件设计中独有的，但是我们只讨论软件工程中的耦合。

在软件工程中，耦合指的就是就是对象之间的依赖性。对象之间的耦合越高，维护成本越高。因此对象的设计应使类和构件之间的耦合最小。软件设计中通常用耦合度和内聚度作为衡量模块独立程度的标准。划分模块的一个准则就是高内聚低耦合。

耦合是影响软件复杂程度和设计质量的一个重要因素，在设计上我们应采用以下原则：如果模块间必须存在耦合，就尽量使用数据耦合，少用控制耦合，限制公共耦合的范围，尽量避免使用内容耦合。

• 数据耦合：模块之间通过参数来传递数据，那么被称为数据耦合。数据耦合是最低的一种耦合行式，系统中一般都存在这种类型的耦合，因为为了完成一些有意义的功能，往往需要将某些模块的输出数据作为另一些模块的输入数据。
• 控制耦合：一个模块通过接口向另一个模块传递一个控制信号，接受信号的模块根据信号值而进
  行适当的动作，这种耦合被称为控制耦合。
• 公共耦合：两个或两个以上的模块共同引用一个全局数据项，这种耦合被称为公共耦合。在具有大量公共耦合的结构中，确定究竟是哪个模块给全局变量赋了一个特定的值是十分困难的。
• 内容耦合：当一个模块直接修改或操作另一个模块的数据时，或一个模块不通过正常入口而转入另一个模块时，这样的耦合被称为内容耦合。内容耦合是最高程度的耦合，应该避免使用之。

我们在开发中，有些依赖关系是必须的，有些依赖关系可以通过优化代码来解除的。

例如下面的代码：

/**
* 账户的业务层实现类
* @author 黑马程序员
* @Company http://www.ithiema.com
* @Version 1.0
*/
public class AccountServiceImpl implements IAccountService {
	private IAccountDao accountDao = new AccountDaoImpl();
}

业务层调用持久层，并且此时业务层在依赖持久层的接口和实现类。如果此时没有持久层实现类，编译将不能通过。这种编译期依赖关系，应该在我们开发中杜绝。我们需要优化代码解决。

3.1.1.2 解决程序耦合的思路：

jdbc 是通过反射来注册驱动的，代码如下：

Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");//此处只是一个字符串

此时的好处是，我们的类中不再依赖具体的驱动类，此时就算删除 mysql 的驱动 jar 包，依然可以编译。同时，也产生了一个新的问题，mysql 驱动的全限定类名字符串是在 java 类中写死的，一旦要改还是要修改源码。

解决这个问题也很简单，使用配置文件配置。

3.1.1.3 工厂模式解耦：

在实际开发中我们可以把三层的对象都使用配置文件配置起来，当启动服务器应用加载的时候，让一个类中的方法通过读取配置文件，把这些对象创建出来并存起来。在接下来的使用的时候，直接拿过来用就好了。那么，这个读取配置文件，创建和获取三层对象的类就是工厂。

3.1.1.4 控制反转-Inversion Of Control：

这个时候需要解决两个问题：

1. 存哪去？
   分析：由于我们是很多对象，肯定要找个集合来存。这时候有 Map 和 List 供选择。到底选 Map 还是 List 就看我们有没有查找需求。有查找需求，选 Map。所以我们的答案就是在应用加载时，创建一个 Map，用于存放三层对象。我们把这个 map 称之为容器。
2. 什么是工厂？
   工厂就是负责给我们从容器中获取指定对象的类。这时候我们获取对象的方式发生了改变。原来我们在获取对象时，都是采用 new 的方式，是主动的一个过程。而使用工厂模式，我们可以创建一个甚至一些工厂去管理这些资源（对象），然后交给工厂来分配给我们。

明确 IoC 的作用：削减计算机程序的耦合(解除我们代码中的依赖关系)。

3.2 使用 spring 的 IOC 解决程序耦合：

账户的业务层和持久层的依赖关系解决。在开始 spring 的配置之前，我们要先准备一下环境。由于我们是使用 spring 解决依赖关系，并不是真正的要做增删改查操作，所以此时我们没必要写实体类。并且我们在此处使用的是 java 工程，不是 java web 工程。

3.2.1 前期准备：

3.2.1.1 创建业务层接口和实现类：

/**
* 账户的业务层接口
* @author 黑马程序员
* @Company http://www.ithiema.com
* @Version 1.0
*/
public interface IAccountService {
	/**
	* 保存账户（此处只是模拟，并不是真的要保存）
	*/
	void saveAccount();
}

/**
* 账户的业务层实现类
* @author 黑马程序员
* @Company http://www.ithiema.com
* @Version 1.0
*/
public class AccountServiceImpl implements IAccountService {
	private IAccountDao accountDao = new AccountDaoImpl();//此处的依赖关系有待解决
	
	@Override
	public void saveAccount() {
		accountDao.saveAccount();
	} 
}

3.2.1.2 创建持久层接口和实现类：

/**
* 账户的持久层接口
* @author 黑马程序员
* @Company http://www.ithiema.com
* @Version 1.0
*/
public interface IAccountDao {
	/**
	* 保存账户
	*/
	void saveAccount();
}

/**
* 账户的持久层实现类
* @author 黑马程序员
* @Company http://www.ithiema.com
* @Version 1.0
*/
public class AccountDaoImpl implements IAccountDao {
	@Override
	public void saveAccount() {
		System.out.println("保存了账户");
	} 
}

3.2.2 基于 XML 的配置：

3.2.2.1 创建配置文件，导入约束：

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

3.2.2.2 在配置文件中配置 service 和 dao：

<!-- bean 标签：用于配置让 spring 创建对象，并且存入 ioc 容器之中
 id 属性：对象的唯一标识。
 class 属性：指定要创建对象的全限定类名
-->
<!-- 配置 service --> 
<bean id="accountService" class="com.itheima.service.impl.AccountServiceImpl"></bean>
<!-- 配置 dao --> 
<bean id="accountDao" class="com.itheima.dao.impl.AccountDaoImpl"></bean>

3.2.2.3 测试配置是否成功：

/**
 1. 模拟一个表现层
 2. @author 黑马程序员
 3. @Company http://www.ithiema.com
 4. @Version 1.0
*/
public class Client {
	/**
	 * 使用 main 方法获取容器测试执行
	 */
	public static void main(String[] args) {
		//1.使用 ApplicationContext 接口，就是在获取 spring 容器
		ApplicationContext ac = new ClassPathXmlApplicationContext("bean.xml");
		//2.根据 bean 的 id 获取对象
		IAccountService aService = (IAccountService) ac.getBean("accountService");
		System.out.println(aService);
		IAccountDao aDao = (IAccountDao) ac.getBean("accountDao");
		System.out.println(aDao);
	} 
}

3.2.3 Spring 基于 XML 的 IoC 细节：

3.2.3.1 spring 中工厂的类结构图：

1. BeanFactory 和 ApplicationContext 的区别：
   BeanFactory 才是 Spring 容器中的顶层接口，ApplicationContext 是它的子接口。
   BeanFactory 和 ApplicationContext 的区别：创建对象的时间点不一样。
   ApplicationContext：只要一读取配置文件，默认情况下就会创建对象。
   BeanFactory：什么使用什么时候创建对象。
2. ApplicationContext 接口的实现类：
   ClassPathXmlApplicationContext：它是从类的根路径下加载配置文件 推荐使用这种
   FileSystemXmlApplicationContext：它是从磁盘路径上加载配置文件，配置文件可以在磁盘的任意位置。
   AnnotationConfigApplicationContext:当我们使用注解配置容器对象时，需要使用此类来创建 spring 容器。它用来读取注解。

3.2.3.2 IoC 中 bean 标签和管理对象细节：

1. 作用：
   用于配置对象让 spring 来创建的。默认情况下它调用的是类中的无参构造函数。如果没有无参构造函数则不能创建成功。
2. 属性：
   id：给对象在容器中提供一个唯一标识。用于获取对象。
   class：指定类的全限定类名。用于反射创建对象。默认情况下调用无参构造函数。
   scope：指定对象的作用范围。
   singleton :默认值，单例的。
   prototype :多例的。
   request :WEB 项目中,Spring 创建一个 Bean 的对象,将对象存入到 request 域中。
   session :WEB 项目中,Spring 创建一个 Bean 的对象,将对象存入到 session 域中。
   global session :WEB 项目中,应用在 Portlet 环境.如果没有 Portlet 环境那么 globalSession 相当于 session。
   init-method：指定类中的初始化方法名称。
   destroy-method：指定类中销毁方法名称。
3. 单例对象：scope=“singleton”：一个应用只有一个对象的实例。它的作用范围就是整个引用。
   生命周期：
   对象出生：当应用加载，创建容器时，对象就被创建了。
   对象活着：只要容器在，对象一直活着。
   对象死亡：当应用卸载，销毁容器时，对象就被销毁了。
4. 多例对象：scope=“prototype”：每次访问对象时，都会重新创建对象实例。
   生命周期：
   对象出生：当使用对象时，创建新的对象实例。
   对象活着：只要对象在使用中，就一直活着。
   对象死亡：当对象长时间不用时，被 java 的垃圾回收器回收了。

3.2.4 实例化 Bean 的三种方式：

3.2.4.1 第一种方式：使用默认无参构造函数：

在默认情况下：它会根据默认无参构造函数来创建类对象。如果 bean 中没有默认无参构造函数，将会创建失败。

<bean id="accountService" class="com.itheima.service.impl.AccountServiceImpl"/>

3.2.4.2 第二种方式：spring 管理静态工厂-使用静态工厂的方法创建对象：

/**
* 模拟一个静态工厂，创建业务层实现类
*/
public class StaticFactory {
	public static IAccountService createAccountService(){
		return new AccountServiceImpl();
	} 
}

此种方式是:使用 StaticFactory 类中的静态方法 createAccountService 创建对象，并存入 spring 容器。

id 属性：指定 bean 的 id，用于从容器中获取。
class 属性：指定静态工厂的全限定类名。
factory-method 属性：指定生产对象的静态方法。

<bean id="accountService"
class="com.itheima.factory.StaticFactory"
factory-method="createAccountService">
</bean>

3.2.4.3 第三种方式：spring 管理实例工厂-使用实例工厂的方法创建对象：

/**
* 模拟一个实例工厂，创建业务层实现类
* 此工厂创建对象，必须现有工厂实例对象，再调用方法
*/
public class InstanceFactory {
	public IAccountService createAccountService(){
		return new AccountServiceImpl();
	} 
}

此种方式是：先把工厂的创建交给 spring 来管理，然后在使用工厂的 bean 来调用里面的方法。

factory-bean 属性：用于指定实例工厂 bean 的 id。
factory-method 属性：用于指定实例工厂中创建对象的方法。

<bean id="instancFactory" class="com.itheima.factory.InstanceFactory"></bean> 
<bean id="accountService" factory-bean="instancFactory" factory-method="createAccountService"></bean>

3.2.5 spring 的依赖注入：

3.2.5.1 依赖注入的概念：

依赖注入：Dependency Injection。它是 spring 框架核心 ioc 的具体实现。

我们的程序在编写时，通过控制反转，把对象的创建交给了 spring，但是代码中不可能出现没有依赖的情况。ioc 解耦只是降低他们的依赖关系，但不会消除。例如：我们的业务层仍会调用持久层的方法。

那这种业务层和持久层的依赖关系，在使用 spring 之后，就让 spring 来维护了。简单的说，就是坐等框架把持久层对象传入业务层，而不用我们自己去获取。

3.2.5.2 构造函数注入：

就是使用类中的构造函数，给成员变量赋值。注意，赋值的操作不是我们自己做的，而是通过配置
的方式，让 spring 框架来为我们注入。

public class AccountServiceImpl implements IAccountService {
	private String name;
	private Integer age;
	private Date birthday;
	
	public AccountServiceImpl(String name, Integer age, Date birthday) {
		this.name = name;
		this.age = age;
		this.birthday = birthday; 
	}
	@Override
	public void saveAccount() {
		System.out.println(name+","+age+","+birthday);
	} 
}

使用构造函数的方式，给 service 中的属性传值，要求：类中需要提供一个对应参数列表的构造函数。

涉及的标签：
constructor-arg

属性：

• index：指定参数在构造函数参数列表的索引位置。
• type：指定参数在构造函数中的数据类型。
• name：指定参数在构造函数中的名称 用这个找给谁赋值。
• value：它能赋的值是基本数据类型和 String 类型。
• ref：它能赋的值是其他 bean 类型，也就是说，必须得是在配置文件中配置过的 bean。

<bean id="accountService" class="com.itheima.service.impl.AccountServiceImpl"> 
	<constructor-arg name="name" value="张三"></constructor-arg> 
	<constructor-arg name="age" value="18"></constructor-arg> 
	<constructor-arg name="birthday" ref="now"></constructor-arg>
</bean>

3.2.5.3 set 方法注入：

就是在类中提供需要注入成员的 set 方法。

public class AccountServiceImpl implements IAccountService {
	private String name;
	private Integer age;
	private Date birthday;
	
	public void setName(String name) {
		this.name = name; 
	}
	public void setAge(Integer age) {
		this.age = age; 
	}
	public void setBirthday(Date birthday) {
		this.birthday = birthday; 
	}
	
	@Override
	public void saveAccount() {
		System.out.println(name+","+age+","+birthday);
	} 
}

通过配置文件给 bean 中的属性传值：使用 set 方法的方式。

涉及的标签：property。

属性：
name：找的是类中 set 方法后面的部分。
ref：给属性赋值是其他 bean 类型的。
value：给属性赋值是基本数据类型和 string 类型的。

<bean id="accountService" class="com.itheima.service.impl.AccountServiceImpl"> 
	<property name="name" value="test"></property> 
	<property name="age" value="21"></property> 
	<property name="birthday" ref="now"></property>
</bean>

3.2.5.4 使用 p 名称空间注入数据（本质还是调用 set 方法）：

此种方式是通过在 xml 中导入 p 名称空间，使用 p:propertyName 来注入数据，它的本质仍然是调用类中的 set 方法实现注入功能。

/**
* 使用 p 名称空间注入，本质还是调用类中的 set 方法
*/
public class AccountServiceImpl4 implements IAccountService {
	private String name;
	private Integer age;
	private Date birthday;
	
	public void setName(String name) {
		this.name = name;
	}
	public void setAge(Integer age) {
		this.age = age;
	}
	public void setBirthday(Date birthday) {
		this.birthday = birthday;
	}
	
	@Override
	public void saveAccount() {
		System.out.println(name+","+age+","+birthday);
	} 
}

配置文件代码：

<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
 xmlns:p="http://www.springframework.org/schema/p"
 xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
 xsi:schemaLocation=" http://www.springframework.org/schema/beans 
http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">
	<bean id="accountService" class="com.itheima.service.impl.AccountServiceImpl4" p:name="test" p:age="21" p:birthday-ref="now"/>
</beans>

3.2.5.5 注入集合属性：

给类中的集合成员传值，它用的也是set方法注入的方式，只不过变量的数据类型都是集合。例如：注入数组，List,Set,Map,Properties。

public class AccountServiceImpl implements IAccountService {
	private String[] myStrs;
	private List<String> myList;
	private Set<String> mySet;
	private Map<String,String> myMap;
	private Properties myProps;
	
	public void setMyStrs(String[] myStrs) {
		this.myStrs = myStrs; 
	}
	public void setMyList(List<String> myList) {
		this.myList = myList; 
	}
	public void setMySet(Set<String> mySet) {
		this.mySet = mySet; 
	}
	public void setMyMap(Map<String, String> myMap) {
		this.myMap = myMap; 
	}
	public void setMyProps(Properties myProps) {
		this.myProps = myProps; 
	}
	
	@Override
	public void saveAccount() {
		System.out.println(Arrays.toString(myStrs));
		System.out.println(myList);
		System.out.println(mySet);
		System.out.println(myMap);
		System.out.println(myProps);
	} 
}

注入集合数据：
List 结构的：array , list , set 。
Map 结构的：map ,entry , props , prop 。

<bean id="accountService" class="com.itheima.service.impl.AccountServiceImpl">
	<!-- 在注入集合数据时，只要结构相同，标签可以互换 -->
	<!-- 给数组注入数据 --> 
	<property name="myStrs"> 
		<set>
			<value>AAA</value> 
			<value>BBB</value> 
			<value>CCC</value>
		</set>
	</property>
	
	<!-- 注入 list 集合数据 --> 
	<property name="myList"> 
		<array> 
			<value>AAA</value> 
			<value>BBB</value> 
			<value>CCC</value>
		</array>
	</property>
	
	<!-- 注入 set 集合数据 --> 
	<property name="mySet"> 
		<list>
			<value>AAA</value> 
			<value>BBB</value> 
			<value>CCC</value>
		</list>
	</property>
	
	<!-- 注入 Map 数据 --> 
	<property name="myMap"> 
		<props> 
			<prop key="testA">aaa</prop> 
			<prop key="testB">bbb</prop>
		</props>
	</property>
	
	<!-- 注入 properties 数据 -->
	<property name="myProps"> 
		<map>
			<entry key="testA" value="aaa"></entry> 
			<entry key="testB"> 
				<value>bbb</value>
			</entry>
		</map>
	</property>
</bean>

本文地址：https://blog.csdn.net/paynmind/article/details/107647418