Spring的核心机制依赖注入

原文地址：http://developer.51cto.com/art/200610/33311.htm

本文主要讲解依赖注入（设值注入、构造注入），作用是可以使Spring将各层的对象以松耦合的方式组织在一起，Action对象无须关心Service对象的具体实现，Service对象无须关心持久层对象的具体实现，各层对象的调用完全面向接口。当系统需要重构时，代码的改写量将大大减少。

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Spring能有效地组织J2EE应用各层的对象。不管是控制层的Action对象，还是业务层的Service对象，还是持久层的DAO对象，都可在Spring的管理下有机地协调、运行。Spring将各层的对象以松耦合的方式组织在一起，Action对象无须关心Service对象的具体实现，Service对象无须关心持久层对象的具体实现，各层对象的调用完全面向接口。当系统需要重构时，代码的改写量将大大减少。

上面所说的一切都得宜于Spring的核心机制，依赖注入。依赖注入让bean与bean之间以配置文件组织在一起，而不是以硬编码的方式耦合在一起。

理解依赖注入

依赖注入(Dependency Injection)和控制反转(Inversion of Control)是同一个概念。具体含义是：当某个角色(可能是一个Java实例，调用者)需要另一个角色(另一个Java实例，被调用者)的协助时，在传统的程序设计过程中，通常由调用者来创建被调用者的实例。但在Spring里，创建被调用者的工作不再由调用者来完成，因此称为控制反转;创建被调用者实例的工作通常由Spring容器来完成，然后注入调用者，因此也称为依赖注入。

不管是依赖注入，还是控制反转，都说明Spring采用动态、灵活的方式来管理各种对象。对象与对象之间的具体实现互相透明。在理解依赖注入之前，看如下这个问题在各种社会形态里如何解决:一个人(Java实例，调用者)需要一把斧子(Java实例，被调用者)。

(1)原始社会里，几乎没有社会分工。需要斧子的人(调用者)只能自己去磨一把斧子(被调用者)。对应的情形为:Java程序里的调用者自己创建被调用者。

(2)进入工业社会，工厂出现。斧子不再由普通人完成，而在工厂里被生产出来，此时需要斧子的人(调用者)找到工厂，购买斧子，无须关心斧子的制造过程。对应Java程序的简单工厂的设计模式。

(3)进入“按需分配”社会，需要斧子的人不需要找到工厂，坐在家里发出一个简单指令:需要斧子。斧子就自然出现在他面前。对应Spring的依赖注入。

第一种情况下，Java实例的调用者创建被调用的Java实例，必然要求被调用的Java类出现在调用者的代码里。无法实现二者之间的松耦合。

第二种情况下，调用者无须关心被调用者具体实现过程，只需要找到符合某种标准(接口)的实例，即可使用。此时调用的代码面向接口编程，可以让调用者和被调用者解耦，这也是工厂模式大量使用的原因。但调用者需要自己定位工厂，调用者与特定工厂耦合在一起。

第三种情况下，调用者无须自己定位工厂，程序运行到需要被调用者时，系统自动提供被调用者实例。事实上，调用者和被调用者都处于Spring的管理下，二者之间的依赖关系由Spring提供。

所谓依赖注入，是指程序运行过程中，如果需要调用另一个对象协助时，无须在代码中创建被调用者，而是依赖于外部的注入。Spring的依赖注入对调用者和被调用者几乎没有任何要求，完全支持对POJO之间依赖关系的管理。依赖注入通常有两种：

◆设值注入。
◆构造注入。

设值注入

设值注入是指通过setter方法传入被调用者的实例。这种注入方式简单、直观，因而在Spring的依赖注入里大量使用。看下面代码，是Person的接口。

//定义Person接口
public interface Person
{
　//Person接口里定义一个使用斧子的方法
　public void useAxe();
}

然后是Axe的接口

//定义Axe接口
public interface Axe
{
　//Axe接口里有个砍的方法
　public void chop();
}

Person的实现类

//Chinese实现Person接口
public class Chinese implements Person
{
　//面向Axe接口编程，而不是具体的实现类
　private Axe axe;
　//默认的构造器
　public Chinese()
　{}
　//设值注入所需的setter方法
　public void setAxe(Axe axe)
　{
this.axe = axe;
　}
　//实现Person接口的useAxe方法
　public void useAxe()
　{
System.out.println(axe.chop());
　}
}

Axe的第一个实现类

//Axe的第一个实现类 StoneAxe
public class StoneAxe implements Axe
{
　//默认构造器
　public StoneAxe()
　{}
　//实现Axe接口的chop方法
　public String chop()
　{
return "石斧砍柴好慢";
　}
}

下面采用Spring的配置文件将Person实例和Axe实例组织在一起。配置文件如下所示：

＜!-- 下面是标准的XML文件头 --＞
＜?xml version="1.0" encoding="gb2312"?＞
＜!-- 下面一行定义Spring的XML配置文件的dtd --＞
"http://www.springframework.org/dtd/spring-beans.dtd"＞
＜!-- 以上三行对所有的Spring配置文件都是相同的 --＞
＜!-- Spring配置文件的根元素 --＞
＜BEANS＞
　＜!—定义第一bean，该bean的id是chinese, class指定该bean实例的实现类 --＞
　＜BEAN class="lee".Chinese id=chinese＞
　＜!-- property元素用来指定需要容器注入的属性，axe属性需要容器注入此处是设值注入，因此
Chinese类必须拥有setAxe方法 --＞
＜property name="axe"＞
＜!-- 此处将另一个bean的引用注入给chinese bean --＞
＜REF local="”stoneAxe”/"＞
＜/property＞
＜/BEAN＞
＜!-- 定义stoneAxe bean --＞
＜BEAN class="lee".StoneAxe id=stoneAxe /＞
＜/BEANS＞

从配置文件中，可以看到Spring管理bean的灵巧性。bean与bean之间的依赖关系放在配置文件里组织，而不是写在代码里。通过配置文件的指定，Spring能精确地为每个bean注入属性。因此，配置文件里的bean的class元素，不能仅仅是接口，而必须是真正的实现类。

Spring会自动接管每个bean定义里的property元素定义。Spring会在执行无参数的构造器后、创建默认的bean实例后，调用对应的setter方法为程序注入属性值。property定义的属性值将不再由该bean来主动创建、管理，而改为被动接收Spring的注入。

每个bean的id属性是该bean的惟一标识，程序通过id属性访问bean，bean与bean的依赖关系也通过id属性完成。

下面看主程序部分：

public class BeanTest
{
　//主方法，程序的入口
　public static void main(String[] args)throws Exception
　{
//因为是独立的应用程序，显式地实例化Spring的上下文。
ApplicationContext ctx = new FileSystemXmlApplicationContext("bean.xml");
//通过Person bean的id来获取bean实例，面向接口编程，因此
//此处强制类型转换为接口类型
Person p = (Person)ctx.getBean("chinese");
//直接执行Person的userAxe()方法。
p.useAxe();
　}
}

程序的执行结果如下：

石斧砍柴好慢

主程序调用Person的useAxe()方法时，该方法的方法体内需要使用Axe的实例，但程序里没有任何地方将特定的Person实例和Axe实例耦合在一起。或者说，程序里没有为Person实例传入Axe的实例，Axe实例由Spring在运行期间动态注入。

Person实例不仅不需要了解Axe实例的具体实现，甚至无须了解Axe的创建过程。程序在运行到需要Axe实例的时候，Spring创建了Axe实例，然后注入给需要Axe实例的调用者。Person实例运行到需要Axe实例的地方，自然就产生了Axe实例，用来供Person实例使用。

调用者不仅无须关心被调用者的实现过程，连工厂定位都可以省略(真是按需分配啊!)。下面也给出使用Ant编译和运行该应用的简单脚本：

＜?xml version="1.0"?＞
＜!-- 定义编译该项目的基本信息-->
＜PROJECT name="spring" default="." basedir="."＞
＜!-- 定义编译和运行该项目时所需的库文件 --＞
＜PATH id=classpath＞
　＜!-- 该路径下存放spring.jar和其他第三方类库 --＞
　＜FILESET dir=..\..\lib＞
＜INCLUDE name="*.jar" /＞
　＜/FILESET＞
　＜!-- 同时还需要引用已经编译过的class文件--＞
　＜PATHELEMENT path="." /＞
＜/PATH＞
＜!-- 编译全部的java文件--＞
＜TARGET description="Compile all source code" name="compile"＞
＜!-- 指定编译后的class文件的存放位置 --＞
＜JAVAC debug="true" destdir="."＞
　deprecation="false" optimize="false" failonerror="true"＞
　＜!-- 指定需要编译的源文件的存放位置 --＞
　＜SRC path="." /＞
　＜!-- 指定编译这些java文件需要的类库位置--＞
　＜CLASSPATH refid="classpath" /＞
＜/JAVAC＞
＜/TARGET＞
＜!-- 运行特定的主程序 --＞
＜TARGET description="run the main class" name="run" depends="compile"＞
＜!-- 指定运行的主程序:lee.BeanTest。--＞
＜JAVA failonerror="true" fork="yes" classname="lee.BeanTest"＞
　＜!-- 指定运行这些java文件需要的类库位置--＞
　＜CLASSPATH refid="classpath" /＞
＜/JAVA＞
＜/TARGET＞
＜/PROJECT＞

如果需要改写Axe的实现类。或者说，提供另一个实现类给Person实例使用。Person接口、Chinese类都无须改变。只需提供另一个Axe的实现，然后对配置文件进行简单的修改即可。

Axe的另一个实现如下：

//Axe的另一个实现类 SteelAxe
public class SteelAxe implements Axe
{
　//默认构造器
　public SteelAxe()
　{}
　//实现Axe接口的chop方法
　public String chop()
　{
return "钢斧砍柴真快";
　}
}

然后，修改原来的Spring配置文件，在其中增加如下一行：

＜!-- 定义一个steelAxe bean--＞
＜BEAN class="lee".SteelAxe id=steelAxe />

该行重新定义了一个Axe的实现:SteelAxe。然后修改chinese bean的配置，将原来传入stoneAxe的地方改为传入steelAxe。也就是将

＜REF local="”stoneAxe”/"＞

改成

＜REF local="”steelAxe”/"＞

此时再次执行程序，将得到如下结果：

钢斧砍柴真快

Person与Axe之间没有任何代码耦合关系，bean与bean之间的依赖关系由Spring管理。采用setter方法为目标bean注入属性的方式，称为设值注入。

业务对象的更换变得相当简单，对象与对象之间的依赖关系从代码里分离出来，通过配置文件动态管理。

构造注入

所谓构造注入，指通过构造函数来完成依赖关系的设定，而不是通过setter方法。对前面代码Chinese类做简单的修改，修改后的代码如下：

//Chinese实现Person接口
public class Chinese implements Person
{
　//面向Axe接口编程，而不是具体的实现类
　private Axe axe;
　//默认的构造器
　public Chinese()
　{}
　//构造注入所需的带参数的构造器
　public Chinse(Axe axe)
　{
this.axe = axe;
　}
　//实现Person接口的useAxe方法
　public void useAxe()
　{
System.out.println(axe.chop());
　}
}

此时无须Chinese类里的setAxe方法，构造Person实例时，Spring为Person实例注入所依赖的Axe实例。构造注入的配置文件也需做简单的修改，修改后的配置文件如下：

＜!-- 下面是标准的XML文件头 --＞
＜xml version="1.0" encoding="gb2312"?＞
＜!-- 下面一行定义Spring的XML配置文件的dtd --＞
　"http://www.springframework.org/dtd/spring-beans.dtd"＞
＜!-- 以上三行对所有的Spring配置文件都是相同的 --＞
＜!-- Spring配置文件的根元素 --＞
＜BEANS＞
　＜!—定义第一个bean，该bean的id是chinese, class指定该bean实例的实现类 --＞
　＜BEAN class="lee".Chinese id=chinese>
＜/BEAN＞
＜!-- 定义stoneAxe bean --＞
＜BEAN class="lee".SteelAxe id=steelAxe />
＜/BEANS＞

执行效果与使用steelAxe设值注入时的执行效果完全一样。区别在于：创建Person实例中Axe属性的时机不同——设值注入是现创建一个默认的bean实例，然后调用对应的构造方法注入依赖关系。而构造注入则在创建bean实例时，已经完成了依赖关系的设置。