控制反转的类型

控制反转(IOC)旨在提供一种更简单的机制,来设置组件的依赖项,并在整个生命周期管理这些依赖项。通常,控制反转可以分成两种子类型:依赖注入(DI)和依赖查找(DL),这些子类型各自又可以被进一步分解为 IOC 服务的具体实现

1. 依赖查找

1.1 依赖拉取

依赖拉取(Dependency Pull),即根据需要,从注册表中提取依赖项,以下代码显示了基于 Spring 的依赖拉取

public class DependencyPull {

    public static void main(String[] args) {
ClassPathXmlApplicationContext ctx = new ClassPathXmlApplicationContext("spring/app-context.xml");
ctx.getBean("renderer", MessageRenderer.class);
}
}
1.2 上下文依赖查找

上下文依赖查找(contextualized dependency lookup,CDL),同样属于依赖查找的子类型,和依赖拉取有点类似,但在 CDL 中,查找是针对管理资源的容器执行的,这个容器通常由应用程序服务器或框架(Tomcat、JBoss、Spring)提供,比如以下代码显示了一个提供依赖查找服务的容器接口

public interface Container {
// 根据key获取相应的依赖项
Object getDependency(String key);
}

CDL 通过让组件实现以下代码接口来进行工作

public interface ManagedComponent {
void performLookup(Container container);
}

组件需要实现该接口,当容器准备好将依赖项传递给组件时,会依次调用每个组件的 performLookup() 方法,然后组件就可以使用 Container 接口查找所需的依赖项

public class ContextualizedDependencyLookup implements ManagedComponent {

    private Dependency dependency;

    @Override
public void performLookup(Container container) {
this.dependency = (Dependency) container.getDependency("myDependency");
} @Override
public String toString() {
return dependency.toString();
}
}

2. 依赖注入

2.1 构造函数注入

当在组件的构造函数中提供依赖项时,就会发生构造函数依赖注入

public class ConstructorInjection {

    private Dependency dependency;

    public ConstructorInjection(Dependency dependency) {
this.dependency = dependency;
} @Override
public String toString() {
return dependency.toString();
}
}
2.2 setter 函数注入

Ioc 容器通过 JavaBean 样式的 setter 方法注入组件的依赖项

public class SetterInjection {

    private Dependency dependency;

    public void setDependency(Dependency dependency) {
this.dependency = dependency;
} @Override
public String toString() {
return dependency.toString();
}
}

在 Spring 中,还支持另一种被称为字段注入(field injection)的注入类型,在后面学习使用 @Autowire 注解进行自动装配时将介绍该注入类型

Spring 中的控制反转

1. Bean 和 BeanFactory

Spring 的依赖注入容器的核心是 BeanFactory,它负责管理组件,包括依赖项以及它们的生命周期。如果我们想获得一个组件(Bean),就必须创建一个实现了 BeanFactory 接口的实例,并对其进行配置

虽然 BeanFactory 可以通过编程方式配置,但更常见的做法是使用某种配置文件在外部对其进行配置。Bean 配置可以由实现 BeanDefinition 接口的类的实例来表示,对于任何实现了 BeanDefinitionReader 接口的 BeanFactory 实现类来说,都可以使用 PropertiesBeanDefinitionReader 或 XmlBeanDefinitionReader 从配置文件读取 BeanDefinition 数据

定义一组接口:

public interface Oracle {
String output();
} public class OracleImpl implements Oracle { @Override
public String output() {
return "hello world";
}
}

接下来我们来看一看,Spring 的 BeanFactory 如何被初始化并用于获取 Bean 实例

public class XmlConfigWithBeanFactory {

    public static void main(String[] args) {
// DefaultListableBeanFactory是Spring提供的两个主要BeanFactory实现之一
DefaultListableBeanFactory factory = new DefaultListableBeanFactory();
XmlBeanDefinitionReader rdr = new XmlBeanDefinitionReader(factory);
// 使用XmlBeanDefinitionReader从XML文件读取BeanDefinition信息
rdr.loadBeanDefinitions(new ClassPathResource("spring/xml-bean-factory-config.xml"));
// 使用在XML配置文件中配置的名称oracle来获取bean
Oracle oracle = (Oracle) factory.getBean("oracle");
System.out.println(oracle.getInfo());
}
}
<?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"> <bean id="oracle" name="oracle" class="com.example.OracleImpl"/> </beans>

ApplicationContext 接口是 BeanFactory 的一个扩展,除了 DI 服务外,还提供其他如事务和 AOP 等服务。在开发基于 Spring 的应用程序时,建议通过 ApplicationContext 接口与 Spring 交互

2. 设置 Spring 配置

2.1 XML 配置

对于 XML 配置,需要声明应用程序需要的由 Spring 提供的名称空间基础信息,下面所示配置仅声明用于定义 bean 的名称空间

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xmlns:p="http://www.springframework.org/schema/p"
xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd"> <bean id="provider" class="com.example.HelloWorldMessageProvider"/> <bean id="render" class="com.example.StandardOutMessageRender"
p:messageProvider-ref="provider"/> </beans>
2.2 注解配置

要想在应用程序使用 Spring 的注解支持,需要在 XML 配置中声明

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

<context:component-scan> 标记告诉 Spring 扫描代码,从而找到 @Component 等注解注入的 bean,以及支持在指定包(及其所有子包)下使用 @Autowire 等注解的 bean

2.3 Java 配置

配置类使用 @Configuration 注解,并包含用 @Bean 注解的方法,这些方法由 IOC 容器直接调用来实例化 bean,bean 名称与用于创建它的方法的名称相同

@Configuration
public class HelloWorldConfiguration { @Bean
public MessageProvider provider() {
return new HelloWorldMessageProvider();
} @Bean
public MessageRender render() {
StandardOutMessageRender render = new StandardOutMessageRender();
render.setMessageProvider(provider());
return render;
}
}

如果想从该类中读取配置信息,需要一个不同的 ApplicationContext 实现

public class HelloWorldSpringAnnotated {

    public static void main(String[] args) {
AnnotationConfigApplicationContext ctx
= new AnnotationConfigApplicationContext(HelloWorldConfiguration.class);
MessageRender render = ctx.getBean("render", MessageRender.class);
render.render();
}
}

3. setter 注入

使用 XML 配置来配置 setter 注入,需要在 <bean> 标记下指定 <property> 标记,为其注入一个依赖项

<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xmlns:p="http://www.springframework.org/schema/p"
xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd"> <bean id="provider" class="com.example.HelloWorldMessageProvider"/> <bean id="render" class="com.example.StandardOutMessageRender">
<property name="messageProvider" ref="provider"/>
</bean> </beans>

如果使用注解,只需要向 setter 方法添加一个 @Autowired 注解

@Service("render")
public class StandardOutMessageRender implements MessageRender { ... @Override
@Autowired
public void setMessageProvider(MessageProvider messageProvider) {
this.messageProvider = messageProvider;
}
}

4. 构造函数注入

public class ConfigurableMessageProvider implements MessageProvider {

    private String message;

    public ConfigurableMessageProvider(String message) {
this.message = message;
} @Override
public String getMessage() {
return null;
}
}

使用 XML 方式注入

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xmlns:c="http://www.springframework.org/schema/c"
xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd"> <bean id="oracle" name="oracle" class="com.example.OracleImpl"/> <!-- 使用 <constructor-arg> 标记 -->
<bean id="messageProvider" class="com.example.ConfigurableMessageProvider">
<constructor-arg value="hello world" />
</bean> <!-- 使用c名称空间 -->
<bean id="provider" class="com.example.ConfigurableMessageProvider"
c:message="hello world"/> </beans>

使用注解方式

@Service
public class ConfigurableMessageProvider implements MessageProvider { private String message; @Autowired
public ConfigurableMessageProvider(
@Value("hello world") String message) {
this.message = message;
} @Override
public String getMessage() {
return null;
}
}

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