Spring框架中IoC(控制反转)的原理

一.IoC的基础知识以及原理：

1.IoC理论的背景：在采用面向对象方法设计的软件系统中，底层实现都是由N个对象组成的，所有的对象通过彼此的合作，最终实现系统的业务逻辑。即软件系统中对象之间的耦合，对象A和对象B之间有关联，对象B又和对象C有依赖关系，这样对象和对象之间有着复杂的依赖关系，所以才有了控制反转这个理论。

2.什么是控制反转(IoC)：

(1).IoC是Inversion of Control的缩写，有的翻译成“控制反转”，还有翻译成为“控制反向”或者“控制倒置”。

(2).1996年，Michael Mattson在一篇有关探讨面向对象框架的文章中，首先提出了IoC 这个概念。简单来说就是把复杂系统分解成相互合作的对象，这些对象类通过封装以后，内部实现对外部是透明的，从而降低了解决问题的复杂度，而且可以灵活地被重用和扩展。IoC理论提出的观点大体是这样的：借助于“第三方”实现具有依赖关系的对象之间的解耦，如下图所示：

即把各个对象类封装之后，通过IoC容器来关联这些对象类。这样对象与对象之间就通过IoC容器进行联系，但对象与对象之间并没有什么直接联系。

如果去掉IoC容器后系统中的对象A与对象B就有了直接关系，如下图所示：

比如好多的对象类要关联起来的话，就会变得很复杂，如下图所示：

所以提出IoC控制反转是很有必要的。

(3).为什么要把这种方式叫做控制反转呢？

— 软件系统在没有引入IoC容器之前，对象A依赖对象B，那么A对象在实例化或者运行到某一点的时候，自己必须主动创建对象B或者使用已经创建好的对象B，其中不管是创建还是使用已创建的对象B，控制权都在我们自己手上。

— 如果软件系统引入了Ioc容器之后，对象A和对象B之间失去了直接联系，所以，当对象A实例化和运行时，如果需要对象B的话，IoC容器会主动创建一个对象B注入到对象A所需要的地方。

— 通过前面的对比，可以看到对象A获得依赖对象B的过程，由主动行为变成了被动行为，即把创建对象交给了IoC容器处理，控制权颠倒过来了，这就是控制反转的由来！

3.IoC的别名：依赖注入（DI）

(1).2004年，Martin Fowler探讨了同一个问题，既然IoC是控制反转，那么到底是“哪些方面的控制被反转了呢？”，经过详细地分析和论证后，他得出了答案：“获得依赖对象的过程被反转了”。控制被反转之后，获得依赖对象的过程由自身管理对象变为由IoC容器主动注入。于是，他给“控制反转”取了一个更合适的名字叫做“依赖注入（Dependency Injection，DI）”。他的这个答案，实际上给出了实现IoC的方法：注入。

(2).所谓依赖注入，就是由IoC容器在运行期间，动态地将某种依赖关系注入到对象之中。

(3).所以，依赖注入（DI）和控制反转（IoC）是从不同的角度描述的同一件事情，就是指通过引入IoC容器，利用依赖关系注入的方式，实现对象之间的解耦。

4.使用IoC的好处：

(1).可维护性比较好，非常便于进行单元测试，便于调试程序和诊断故障。代码中的每一个Class都可以单独测试，彼此之间互不影响，只要保证自身的功能无误即可，这就是组件之间低耦合或者无耦合带来的好处。

(2).每个开发团队的成员都只需要关注自己要实现的业务逻辑，完全不用去关心其他人的工作进展，因为你的任务跟别人没有任何关系，你的任务可以单独测试，你的任务也不用依赖于别人的组件，再也不用扯不清责任了。所以，在一个大中型项目中，团队成员分工明确、责任明晰，很容易将一个大的任务划分为细小的任务，开发效率和产品质量必将得到大幅度的提高。

(3).可复用性好，我们可以把具有普遍性的常用组件独立出来，反复应用到项目中的其它部分，或者是其它项目，当然这也是面向对象的基本特征。显然，IoC更好地贯彻了这个原则，提高了模块的可复用性。符合接口标准的实现，都可以插接到支持此标准的模块中。

(4).IoC生成对象的方式转为外置方式，也就是把对象生成放在配置文件里进行定义，这样，当我们更换一个实现子类将会变得很简单，只要修改配置文件就可以了，完全具有热插拨的特性。

5.IoC的原理：控制反转是Spring框架的核心。其原理是基于面向对象(OO)设计原则的The Hollywood Principle：Don‘t call us, we‘ll call you（别找我，我会来找你的）。也就是说，所有的组件都是被动的，所有的组件初始化和调用都由容器负责。组件处在一个容器当中，由容器负责管理。简单的来讲，就是由容器控制程序之间的关系，而非传统实现中，由程序代码直接操控，即在一个类中调用另外一个类。这也就是所谓“控制反转”的概念所在：控制权由应用代码中转到了外部容器，控制权的转移，即所谓反转。

6.工厂模式：

(1).在Spring IoC中经常用到一个设计模式，即工厂模式。工厂模式提供创建对象的接口。

(2).工厂模式是指当应用程序中甲组件需要乙组件协助时，并不是在甲组件中直接实例化乙组件对象，而是通过乙组件的工厂获取，即该工厂可以生成某一类型组件的实例对象。在这种模式下，甲组件无需与乙组件以硬编码的方式耦合在一起，而只需与乙组件的工厂耦合。

(3)接下来附上一个工厂模式的例子：

首先，新建一个Java项目FactoryTest，然后新建一个接口Animal，放在com.inter包下：

Animal.java文件代码如下：

package com.inter;

public interface Animal {
	void eat();//定义抽象的吃方法
	void shout();//定义抽象的叫方法
}

然后分别新建两个JavaBean，即Dog类和Cat类，放在com.bean包下，并都实现了Animal这个接口：

Dog.java文件代码如下：

package com.bean;

import com.inter.Animal;

public class Dog implements Animal{

	@Override
	public void eat() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println("狗吃狗粮");
	}

	@Override
	public void shout() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println("狗汪汪叫");
	}

}

Cat.java文件代码如下：

package com.bean;

import com.inter.Animal;

public class Cat implements Animal{

	@Override
	public void eat() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println("猫吃猫粮");
	}

	@Override
	public void shout() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println("猫喵喵叫");
	}

}

接着新建一个工厂类Factory，放在com.factory，使得Dog类和Cat类在工厂类上关联起来，Dog类和Cat类并不直接关联：

Factory.java文件代码如下：

package com.factory;

import com.bean.Cat;
import com.bean.Dog;
import com.inter.Animal;

public class Factory {
	public Animal getAnimal(String name){
		if(name.equals("dog")){
			return new Dog();
		}else if(name.equals("cat")){
			return new Cat();
		}else{
			throw new IllegalArgumentException("参数不正确！");
		}
	}
}

最后，写一个Test测试类，放在com.test包下，代码如下：

package com.test;

import com.factory.Factory;
import com.inter.Animal;

public class Test {
	public static void main(String[] args){
		Animal a=null;
		a=(Animal) new Factory().getAnimal("dog");
		a.eat();
		a.shout();
		a=(Animal)new Factory().getAnimal("cat");
		a.eat();
		a.shout();
	}
}

运行后，效果如下：