Spring 的本质系列之依赖注入

前言： Spring 这个轻量级的框架已经成为Web开发事实上的标准，阅读本篇文章之前希望你对OO,设计模式，单元测试，XML，反射等技术有一定了解。

概念：什么是IOC？

IoC(Inversion of Control)，意为控制反转，不是什么技术，而是一种设计思想。Ioc意味着将你设计好的对象交给容器控制，而不是传统的在你的对象内部直接控制。

如何理解好Ioc呢？理解好Ioc的关键是要明确“谁控制谁，控制什么，为何是反转(有反转就应该有正转了)，哪些方面反转了”，那我们来深入分析一下：

• 谁控制谁，控制什么：传统Java程序设计，我们直接在对象内部通过new进行创建对象，是程序主动去创建依赖对象；而IoC是有专门一个容器来创建这些对象，即由Ioc容器来控制对象的创建；谁控制谁？当然是IoC 容器控制了对象；控制什么？那就是主要控制了外部资源获取(不只是对象包括比如文件等)。
• 为何是反转，哪些方面反转了：有反转就有正转，传统应用程序是由我们自己在对象中主动控制去直接获取依赖对象，也就是正转；而反转则是由容器来帮忙创建及注入依赖对象；为何是反转？因为由容器帮我们查找及注入依赖对象，对象只是被动的接受依赖对象，所以是反转；哪些方面反转了？依赖对象的获取被反转了。

1.对象的创建

面向对象的编程语言是用类(Class)来对现实世界进行抽象，在运行时这些类会生成对象(Object)。

当然，单独的一个或几个对象根本没办法完成复杂的业务， 实际的系统是由千千万万个对象组成的， 这些对象需要互相协作才能干活，例如对象A调用对象B的方法，那必然会提出一个问题：对象A怎么才能获得对象B的引用呢？

最简单的办法无非是： 当对象A需要使用对象B的时候，把它给new 出来 ，这也是最常用的办法，java 不就是这么做的？例如：

Apple a = new Apple();

后来业务变复杂了， 抽象出了一个水果(Fruit)的类， 创建对象会变成这个样子：

Fruit f1 = new Apple();Fruit f2 = new Banana();Fruit f3 = ......

很自然的，类似下面的代码就会出现：

这样的代码如果散落在各处，维护起来将会痛苦不堪， 例如你新加一个水果的类型Orange, 那得找到系统中所有的这些创建Fruit的地方，进行修改， 这绝对是一场噩梦。

解决办法也很简单，前辈们早就总结好了：工厂模式

工厂模式，以及其他模式像抽象工厂， Builder模式提供的都是创建对象的方法。

这背后体现的都是“封装变化”的思想。

这些模式只是一些最佳实践而已： 起了一个名称、描述一下解决的问题、使用的范围和场景，码农们在项目中还得自己去编码实现他们。

2.解除依赖

我们再来看一个稍微复杂一点，更加贴近实际项目的例子：

一个订单处理类，它会被定时调用：查询数据库中订单的处理情况，必要时给下订单的用户发信。

看起来也没什么难度， 需要注意的是很多类一起协作了， 尤其是OrderProcessor , 它依赖于OrderService 和 EmailService这两个服务，它获取依赖的方式就是通过单例方法。

如果你想对这个process方法进行单元测试--这也是很多优秀的团队要求的-- 麻烦就来了。

首先OrderService 确实会从真正的数据库中取得Order信息，你需要确保数据库中有数据， 数据库连接没问题，实际上如果数据库连接Container(例如Tomcat)管理的， 你没有Tomcat很难建立数据库连接。

其次这个EmailService 真的会对外发邮件， 你可不想对真正的用户发测试邮件，当然你可以修改数据库，把邮件地址改成假的，但那样很麻烦， 并且EmailService 会抛出一堆错误来，很不爽。

所有的这些障碍，最终会导致脆弱的单元测试： 速度慢， 不可重复，需要手工干预，不能独立运行。

想克服这些障碍，一个可行的办法就是不在方法中直接调用OrderService和EmailService的getInstance()方法， 而是把他们通过setter方法传进来。

通过这种方式，你的单元测试就可以构造一个假的OrderService 和假的EmailService 了。

例如OrderService 的冒牌货可以是MockOrderService , 它可以返回你想要的任何Order 对象， 而不是从数据库取。

MockEmailService 也不会真的发邮件， 而是把代码中试图发的邮件保存下来， 测试程序可以检查是否正确。

你的测试代码可能是这样的：

当然， 有经验的你马上就会意识到：需要把OrderService 和 EmailService 变成 接口或者抽象类， 这样才可以把Mock对象传进来。

这其实也遵循了面向对象编程的另外一个要求：对接口编程，而不是对实现编程。

3.Spring 依赖注入

啰啰嗦嗦说了这么多，快要和Spring扯上关系了。

上面的代码其实就是实现了一个依赖的注入，把两个冒牌货注入到业务类中(通过set方法)， 这个注入的过程是在一个测试类中通过代码完成的。

既然能把冒牌货注入进去，那毫无疑问肯定也能把一个正经的类安插进去，因为setter 方法接受的是接口，而不是具体类。

用这种方式来处理对象之间的依赖，会强迫你对接口编程，好处显而易见。

随着系统复杂度的增长，这样的代码会越来越多，最后也会变得难于维护。

能不能把各个类之间的依赖关系统一维护呢？能不能把系统做的更加灵活一点，用声明的方式而不是用代码的方式来描述依赖关系呢？

肯定可以，在Java 世界里，如果想描述各种逻辑关系，XML是不二之选：

这个xml 挺容易理解的，但是仅仅有它还不够，还缺一个解析器(假设叫做XmlAppContext)来解析，处理这个文件，基本过程是：

1. 解析xml, 获取各种元素
2. 通过Java反射把各个bean 的实例创建起来：com.coderising.OrderProcessor, OrderServiceImpl, EmailServiceImpl.
3. 还是通过Java反射调用OrderProcessor的两个方法：setOrderService(....) 和 setEmailService(...) 把orderService, emailService 实例 注入进去。

应用程序使用起来就简单了：

XmlAppContext ctx = new XmlAppContext("c:bean.xml");OrderProcessor op = (OrderProcessor) ctx.getBean("order-processor");op.process();

其实Spring的处理方式和上面说的非常类似，当然Spring 处理了更多的细节，例如不仅仅是setter方法注入， 还可以构造函数注入，init 方法，destroy方法等等，基本思想是一致的。

既然对象的创建过程和装配过程都是Spring做的，那Spring 在这个过程中就可以玩很多把戏了， 比如对你的业务类做点字节码级别的增强，搞点AOP什么的，这都不在话下了。

4.IoC vs DI

“不要给我们打电话，我们会打给你的(don‘t call us, we‘ll call you)”这是著名的好莱坞原则。

在好莱坞，把简历递交给演艺公司后就只有回家等待。由演艺公司对整个娱乐项目完全控制，演员只能被动式的接受公司的差使,在需要的环节中，完成自己的演出。

这和软件开发有一定的相似性，演员们就像一个个Java Object, 最早的时候自己去创建自己所依赖的对象， 有了演艺公司(Spring容器)的介入，所有的依赖关系都是演艺公司搞定的，于是控制就翻转了Inversion of Control, 简称IoC。

但是IoC这个词不能让人更加直观和清晰的理解背后所代表的含义，于是Martin Flower先生就创造了一个新词 : 依赖注入 (Dependency Injection，简称DI), 是不是更加贴切一点？

总结

DI—Dependency Injection，即“依赖注入”：组件之间依赖关系由容器在运行期决定，形象的说，即由容器动态的将某个依赖关系注入到组件之中。依赖注入的目的并非为软件系统带来更多功能，而是为了提升组件重用的频率，并为系统搭建一个灵活、可扩展的平台。通过依赖注入机制，我们只需要通过简单的配置，而无需任何代码就可指定目标需要的资源，完成自身的业务逻辑，而不需要关心具体的资源来自何处，由谁实现。

理解DI的关键是：“谁依赖谁，为什么需要依赖，谁注入谁，注入了什么”，那我们来深入分析一下：

• 谁依赖于谁：当然是应用程序依赖于IoC容器；
• 为什么需要依赖：应用程序需要IoC容器来提供对象需要的外部资源；
• 谁注入谁：很明显是IoC容器注入应用程序某个对象，应用程序依赖的对象；
• 注入了什么：就是注入某个对象所需要的外部资源(包括对象、资源、常量数据)。

IoC和DI由什么关系呢？其实它们是同一个概念的不同角度描述，由于控制反转概念比较含糊(可能只是理解为容器控制对象这一个层面，很难让人想到谁来维护对象关系)，所以2004年大师级人物Martin Fowler又给出了一个新的名字：“依赖注入”，相对IoC 而言，“依赖注入”明确描述了“被注入对象依赖IoC容器配置依赖对象”。

对于Spring Ioc这个核心概念，我相信每一个学习Spring的人都会有自己的理解。这种概念上的理解没有绝对的标准答案，仁者见仁智者见智。理解了IoC和DI的概念后，一切都将变得简单明了，剩下的工作只是在框架中堆积木而已。

本文转载自“码农翻身”公众号

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