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1. IoC理論的背景
我們都知道吠架，在采用面向?qū)ο蠓椒ㄔO(shè)計(jì)的軟件系統(tǒng)中，它的底層實(shí)現(xiàn)都是由N個(gè)對象組成的，所有的對象通過彼此的合作诱鞠，最終實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)邏輯贱傀。
如果我們打開機(jī)械式手表的后蓋，就會看到與上面類似的情形哈打，各個(gè)齒輪分別帶動時(shí)針瑰排、分針和秒 針順時(shí)針旋轉(zhuǎn)殿托，從而在表盤上產(chǎn)生正確的時(shí)間昔穴。圖1中描述的就是這樣的一個(gè)齒輪組镰官，它擁有多個(gè)獨(dú)立的齒輪，這些齒輪相互嚙合在一起吗货，協(xié)同工作泳唠，共同完成某項(xiàng) 任務(wù)。我們可以看到宙搬，在這樣的齒輪組中笨腥，如果有一個(gè)齒輪出了問題，就可能會影響到整個(gè)齒輪組的正常運(yùn)轉(zhuǎn)勇垛。
齒輪組中齒輪之間的嚙合關(guān)系,與軟件系統(tǒng)中對象之間的耦合關(guān)系非常相似脖母。對象之間的耦合關(guān)系是無法避免的，也是必要的闲孤，這是協(xié)同工作的基礎(chǔ)∽患叮現(xiàn)在，伴隨著 工業(yè)級應(yīng)用的規(guī)模越來越龐大讼积，對象之間的依賴關(guān)系也越來越復(fù)雜肥照，經(jīng)常會出現(xiàn)對象之間的多重依賴性關(guān)系，因此币砂，架構(gòu)師和設(shè)計(jì)師對于系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)建峭，將面臨 更大的挑戰(zhàn)。對象之間耦合度過高的系統(tǒng)决摧，必然會出現(xiàn)牽一發(fā)而動全身的情形亿蒸。
耦合關(guān)系不僅會出現(xiàn)在對象與對象之間，也會出現(xiàn)在軟件系統(tǒng)的各模塊之間掌桩，以及軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)之間边锁。如何降低系統(tǒng)之間、模塊之間和對象之間的耦合度波岛，是軟件工程永遠(yuǎn)追求的目標(biāo)之一茅坛。為了解決對象之間的耦合度過高的問題，軟件專家Michael Mattson提出了IOC理論则拷，用來實(shí)現(xiàn)對象之間的“解耦”贡蓖，目前這個(gè)理論已經(jīng)被成功地應(yīng)用到實(shí)踐當(dāng)中，很多的J2EE項(xiàng)目均采用了IOC框架產(chǎn)品Spring煌茬。
2. 什么是控制反轉(zhuǎn)(IoC)
IOC是Inversion of Control的縮寫斥铺，多數(shù)書籍翻譯成“控制反轉(zhuǎn)”，還有些書籍翻譯成為“控制反向”或者“控制倒置”坛善。
1996年晾蜘，Michael Mattson在一篇有關(guān)探討面向?qū)ο罂蚣艿奈恼轮辛诰欤紫忍岢隽薎OC 這個(gè)概念。對于面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)及編程的基本思想剔交，前面我們已經(jīng)講了很多了肆饶，不再贅述，簡單來說就是把復(fù)雜系統(tǒng)分解成相互合作的對象岖常，這些對象類通過封裝以 后驯镊，內(nèi)部實(shí)現(xiàn)對外部是透明的，從而降低了解決問題的復(fù)雜度腥椒，而且可以靈活地被重用和擴(kuò)展阿宅。IOC理論提出的觀點(diǎn)大體是這樣的：借助于“第三方”實(shí)現(xiàn)具有依 賴關(guān)系的對象之間的解耦，如下圖：
大家看到了吧笼蛛，由于引進(jìn)了中間位置的“第三方”洒放，也就是IOC容器，使得A滨砍、B往湿、C、D這4個(gè)對象沒有了耦合關(guān)系惋戏，齒輪之間的傳動全部依靠“第三 方”了领追，全部對象的控制權(quán)全部上繳給“第三方”IOC容器，所以响逢，IOC容器成了整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵核心绒窑，它起到了一種類似“粘合劑”的作用，把系統(tǒng)中的所有 對象粘合在一起發(fā)揮作用舔亭，如果沒有這個(gè)“粘合劑”些膨，對象與對象之間會彼此失去聯(lián)系，這就是有人把IOC容器比喻成“粘合劑”的由來钦铺。
我們再來做個(gè)試驗(yàn)：把上圖中間的IOC容器拿掉订雾，然后再來看看這套系統(tǒng)：
我們現(xiàn)在看到的畫面，就是我們要實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)所需要完成的全部內(nèi)容矛洞。這時(shí)候洼哎，A、B沼本、C噩峦、D這4個(gè)對象之間已經(jīng)沒有了耦合關(guān)系，彼此毫無聯(lián)系抽兆，這樣 的話壕探，當(dāng)你在實(shí)現(xiàn)A的時(shí)候，根本無須再去考慮B郊丛、C和D了李请，對象之間的依賴關(guān)系已經(jīng)降低到了最低程度。所以厉熟，如果真能實(shí)現(xiàn)IOC容器导盅，對于系統(tǒng)開發(fā)而言， 這將是一件多么美好的事情揍瑟，參與開發(fā)的每一成員只要實(shí)現(xiàn)自己的類就可以了白翻，跟別人沒有任何關(guān)系！
我們再來看看绢片，控制反轉(zhuǎn)(IOC)到底為什么要起這么個(gè)名字滤馍？我們來對比一下：
軟件系統(tǒng)在沒有引入IOC容器之前，如圖1所示底循，對象A依賴于對象B巢株，那么對象A在初始化或者運(yùn)行到某一點(diǎn)的時(shí)候，自己必須主動去創(chuàng)建對象B或者使用已經(jīng)創(chuàng)建的對象B熙涤。無論是創(chuàng)建還是使用對象B阁苞，控制權(quán)都在自己手上。
軟件系統(tǒng)在引入IOC容器之后祠挫，這種情形就完全改變了那槽，如圖3所示，由于IOC容器的加入等舔，對象A與對象B之間失去了直接聯(lián)系骚灸，所以，當(dāng)對象A運(yùn)行到需要對象B的時(shí)候慌植，IOC容器會主動創(chuàng)建一個(gè)對象B注入到對象A需要的地方甚牲。
通過前后的對比，我們不難看出來：對象A獲得依賴對象B的過程,由主動行為變?yōu)榱吮粍有袨榈咏剑刂茩?quán)顛倒過來了鳖藕，這就是“控制反轉(zhuǎn)”這個(gè)名稱的由來。
3. IOC的別名：依賴注入(DI)
2004年只锭，Martin Fowler探討了同一個(gè)問題著恩，既然IOC是控制反轉(zhuǎn)，那么到底是“哪些方面的控制被反轉(zhuǎn)了呢蜻展？”喉誊，經(jīng)過詳細(xì)地分析和論證后，他得出了答案：“獲得依賴對 象的過程被反轉(zhuǎn)了”纵顾∥榍眩控制被反轉(zhuǎn)之后，獲得依賴對象的過程由自身管理變?yōu)榱擞蒊OC容器主動注入施逾。于是敷矫，他給“控制反轉(zhuǎn)”取了一個(gè)更合適的名字叫做“依賴 注入（Dependency Injection）”例获。他的這個(gè)答案，實(shí)際上給出了實(shí)現(xiàn)IOC的方法：注入曹仗。所謂依賴注入榨汤，就是由IOC容器在運(yùn)行期間，動態(tài)地將某種依賴關(guān)系注入到對 象之中怎茫。
所以收壕，依賴注入(DI)和控制反轉(zhuǎn)(IOC)是從不同的角度的描述的同一件事情，就是指通過引入IOC容器轨蛤，利用依賴關(guān)系注入的方式蜜宪，實(shí)現(xiàn)對象之間的解耦。
我們舉一個(gè)生活中的例子祥山，來幫助理解依賴注入的過程圃验。大家對USB接口和USB設(shè)備應(yīng)該都很熟悉吧，USB為我們使用電腦提供了很大的方便枪蘑，現(xiàn)在有很多的外部設(shè)備都支持USB接口损谦。
現(xiàn)在，我們利用電腦主機(jī)和USB接口來實(shí)現(xiàn)一個(gè)任務(wù)：從外部USB設(shè)備讀取一個(gè)文件岳颇。
電腦主機(jī)讀取文件的時(shí)候照捡，它一點(diǎn)也不會關(guān)心USB接口上連接的是什么外部設(shè)備，而且它確實(shí)也無須知道话侧。它的任務(wù)就是讀取USB接口栗精，掛接的外部設(shè)備只要符 合USB接口標(biāo)準(zhǔn)即可。所以瞻鹏，如果我給電腦主機(jī)連接上一個(gè)U盤悲立，那么主機(jī)就從U盤上讀取文件；如果我給電腦主機(jī)連接上一個(gè)外置硬盤新博，那么電腦主機(jī)就從外置 硬盤上讀取文件薪夕。掛接外部設(shè)備的權(quán)力由我作主，即控制權(quán)歸我赫悄，至于USB接口掛接的是什么設(shè)備原献，電腦主機(jī)是決定不了，它只能被動的接受埂淮。電腦主機(jī)需要外部 設(shè)備的時(shí)候姑隅，根本不用它告訴我，我就會主動幫它掛上它想要的外部設(shè)備倔撞，你看我的服務(wù)是多么的到位讲仰。這就是我們生活中常見的一個(gè)依賴注入的例子。在這個(gè)過程 中痪蝇，我就起到了IOC容器的作用鄙陡。
通過這個(gè)例子,依賴注入的思路已經(jīng)非常清楚：當(dāng)電腦主機(jī)讀取文件的時(shí)候冕房，我就把它所要依賴的外部設(shè)備，幫他掛接上趁矾。整個(gè)外部設(shè)備注入的過程和一個(gè)被依賴的對象在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)被注入另外一個(gè)對象內(nèi)部的過程完全一樣毒费。
我們把依賴注入應(yīng)用到軟件系統(tǒng)中，再來描述一下這個(gè)過程：
對象A依賴于對象B,當(dāng)對象 A需要用到對象B的時(shí)候愈魏，IOC容器就會立即創(chuàng)建一個(gè)對象B送給對象A。IOC容器就是一個(gè)對象制造工廠想际，你需要什么培漏，它會給你送去，你直接使用就行了胡本， 而再也不用去關(guān)心你所用的東西是如何制成的牌柄，也不用關(guān)心最后是怎么被銷毀的，這一切全部由IOC容器包辦侧甫。
在傳統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)中珊佣，由程序內(nèi)部代碼來控制組件之間的關(guān)系。我們經(jīng)常使用new關(guān)鍵字來實(shí)現(xiàn)兩個(gè)組件之間關(guān)系的組合披粟，這種實(shí)現(xiàn)方式會造成組件之間耦合咒锻。IOC 很好地解決了該問題，它將實(shí)現(xiàn)組件間關(guān)系從程序內(nèi)部提到外部容器守屉，也就是說由容器在運(yùn)行期將組件間的某種依賴關(guān)系動態(tài)注入組件中惑艇。
4. 依賴注入(DI)的方式
最后，我們用兩個(gè)實(shí)例來看DI的注入方式拇泛，代碼也是十分簡單的滨巴！
通過構(gòu)造函數(shù)注入
ClassB 類通過類構(gòu)造函數(shù)被注入到 ClassA 類中
ClassB.java文件
package com.wangc;
public class ClassB {
public ClassB() {
System.out.println("hello，我在ClassB的構(gòu)造器里俺叭！");
}
public void say() {
System.out.println("hello,我是ClassB!");
}
}
ClassA.java文件
package com.wangc;
public class ClassA {
private ClassB classB;
public ClassA(ClassB classB) {
System.out.println("hello恭取，我在ClassA的構(gòu)造器里！");
this.classB = classB;
}
public void sayHello() {
classB.say();
}
}
Beans.xml文件
<?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-3.0.xsd">
<bean id="classA" class="com.wangc.ClassA">
<!-- 如果你要把一個(gè)引用傳遞給一個(gè)對象熄守，那么你需要使用標(biāo)簽的 ref 屬性蜈垮，而如果你要直接傳遞一個(gè)值，那么你應(yīng)該使用 value 屬性柠横。 -->
<constructor-arg ref="classB" />
</bean>
<bean id="classB" class="com.wangc.ClassB"></bean>
</beans>
MainApp.java文件
package com.wangc;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;
public class MainApp {
public static void main(String[] args) {
ApplicationContext context =new ClassPathXmlApplicationContext("Beans.xml");
ClassA classA = (ClassA) context.getBean("classA");
classA.sayHello();
}
}
運(yùn)行結(jié)果：
hello窃款，我在ClassB的構(gòu)造器里！
hello牍氛，我在ClassA的構(gòu)造器里晨继！
hello,我是ClassB!
通過setter方法注入
當(dāng)容器調(diào)用一個(gè)無參的構(gòu)造函數(shù)或一個(gè)無參的靜態(tài) factory 方法來初始化你的 bean 后，通過容器在你的 bean 上調(diào)用設(shè)值函數(shù)搬俊，基于設(shè)值函數(shù)的 DI 就完成了紊扬。 將上面例子中的ClassA.java文件和Beans.xml文件作如下改動蜒茄，其他文件不變。
ClassA.java文件
package com.wangc;
public class ClassA {
private ClassB classB;
public ClassB getClassB() {
return classB;
}
public void setClassB(ClassB classB) {
System.out.println("hello餐屎，我在setClassB里檀葛！");
this.classB = classB;
}
public void sayHello() {
classB.say();
}
}
Beans.xml文件
<?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-3.0.xsd">
<bean id="classA" class="com.wangc.ClassA">
<!-- 如果你要把一個(gè)引用傳遞給一個(gè)對象，那么你需要使用標(biāo)簽的 ref 屬性腹缩，而如果你要直接傳遞一個(gè)值屿聋，那么你應(yīng)該使用 value 屬性。 -->
<property name="classB" ref="classB" />
</bean>
<bean id="classB" class="com.wangc.ClassB"></bean>
</beans>
運(yùn)行結(jié)果：
hello藏鹊，我在ClassB的構(gòu)造器里润讥！
hello，我在setClassB里盘寡！
hello,我是ClassB!
我的個(gè)人微信公眾號：Java編程社區(qū) 歡迎大家加入楚殿。。竿痰。
