SpringBoot入门-(2) Spring IOC机制【附实例代码】

SpringBoot入门-(2) Spring IOC机制

Spring

Spring是一个当前主流的轻量级的框架，发展到形状已经不仅仅是一个框架，而是形成以Spring为基础的生态圈，如(Spring Boot,Spring Cloud,Spring Security等)

Spring 两大核心技术

控制反转(IoC)
面向切面编程(AOP)

本文先介绍其一

控制反转(IoC/DI)

依赖注入(DI：Dependency Injection ):Spring通过创建容器的方式，来负责对象的创建、对象和对象之间关系的维护等

动机

在面向对象的系统设计中，底层的业务逻辑是由多个对象组成，对象之间通常存在复杂的联系，导致系统的耦合度很高，例如：

public class UserServiceImp implements UserService{private UserDao userdao = new UserDaoImp();...}

上述UserServiceImp类实现UserService接口，其中创建的私有成员变量是通过UserDaoImp类创建出来的实例。

当UserDaoImp的业务逻辑产生变化或出现错误，都有可能需要修改UserServiceImp的代码，所谓产生了"牵一发而动全身"的系统高耦合度。

不难发现，系统越庞大，对象关系越复杂，系统耦合度越高，导致系统维护愈发困难。

因此，Spring横空出世，解决对象之间耦合度过高的问题。后来从产品发展为生态圈。

概念

究竟什么是控制反转？

先看下图：

在这里插入图片描述
首先是左图的情况，假设其他一个齿轮需要修改或不转动，都会导致其他的齿轮停止工作，这称为高耦合度。而右图，齿轮之间不存在依赖关系，工作相对独立，不会影响到其他齿轮的正常工作。这表现的就是"控制反转"的基本思想：

借助于“第三方”实现具有依赖关系的对象之间的解耦。

齿轮之间的传动全部依靠“第三方”了，全部对象的控制权全部上缴给“第三方”IOC容器，主动创建变为了被动注入, 这就是“控制反转”（依赖注入）这个名称的由来

代码

首先创建Maven项目(传送门:SpringBoot入门-(1) Maven【概念+流程】-CSDN博客)，pom.xml文件导入相关spring依赖，包括测试依赖：

    <dependencies><dependency><groupId>org.springframework</groupId><artifactId>spring-context</artifactId></dependency><dependency><groupId>org.springframework</groupId><artifactId>spring-aop</artifactId></dependency><dependency><groupId>org.junit.jupiter</groupId><artifactId>junit-jupiter-api</artifactId><scope>test</scope></dependency><dependency><groupId>org.junit.jupiter</groupId><artifactId>junit-jupiter-engine</artifactId><scope>test</scope></dependency><dependency><groupId>org.junit.jupiter</groupId><artifactId>junit-jupiter</artifactId><version>RELEASE</version><scope>test</scope></dependency></dependencies>

注意，这里没有定义依赖的版本，是通过父项目统一管理版本号。

without Spring

我们先用常规的MVC架构实现一些简单逻辑，后面对比Spring架构就可以明显发现其优势和作用。

首先我们实现一个非常简易的商品存入数据库的逻辑：

在这里插入图片描述
部分代码如下：

ProductDaoImpl

package com.example.Dao;import com.example.Dao.ProductDao;
import com.example.entity.Product;public class ProductDaoImpl implements ProductDao {//这里是模拟商品存入，并没有真正存入数据库@Overridepublic void saveProduct(Product product) {System.out.println("保存商品信息");System.out.println(product.toString());}
}

ProductServiceImpl

package com.example.Service;
import com.example.entity.Product;
import com.example.Dao.*;public class ProductServiceImpl implements ProductService{private ProductDao productDao =  new ProductDaoImpl();//其他业务逻辑，如检查是否合法等@Overridepublic void saveProduct(Product product) {productDao.saveProduct(product);}
}

可以看到在ProductServiceImpl中，我们通过new的方式创建实例对象并赋值给成员变量

测试代码：

在test目录底下进行测试：

package com.example.Service;import com.example.entity.Product;
import org.junit.jupiter.api.Test;public class ProductServiceTest { //如果 Calculator 类和测试类处于相同的包或者符合 Java 的包访问规则，那么测试类就可以直接访问 ProductServiceImpl 类。@Testpublic void testSaveProduct() {ProductService productService = new ProductServiceImpl();productService.saveProduct(new Product(0, "test",12.7));}
}

可以看到控制台输出信息：
在这里插入图片描述

with spring

我们现在使用spring框架实现相同的功能

方式一：配置文件

首先新建spring的配置文件，如图：
在这里插入图片描述

命名为applicationContext，可以看到文件中已经存在默认的内容(默认生成的XML文件的NameSpace，<bean>就是关键的标签。

容器中创建对象，本质就是在文件中配置一个bean。

在<beans></beans>中间添加我们想要创建的对象及注入依赖。

    <bean id="productDao" class="com.example.Dao.ProductDaoImpl"/><bean id="productService" class="com.example.Service.ProductServiceImpl"><property name="productDao" ref="productDao"/></bean>

容器通过com.example.Dao.ProductDaoImpl类创建id为productDao的对象

对象属性的赋值通过<property>标签，需要在com.example.Service.ProductServiceImpl提供对应的setter方法:
    public void setProductDao(ProductDaoImpl productDao) {this.productDao = productDao;}

下一步，在测试程序中创建容器，并获取指定对象进行测试。

public class ProductServiceTest {//如果 Calculator 类和测试类处于相同的包或者符合 Java 的包访问规则，那么测试类就可以直接访问 ProductServiceImpl 类。@Testpublic void testSaveProduct() {ApplicationContext ac = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");ProductService productService = (ProductService) ac.getBean("productService");productService.saveProduct(new Product(0, "test",12.7));}
}

上述代码中，我们先创建了容器，然后根据xml文件中的配置获取对象，返回的类型是Object，注意转换类型。

观察到上述两种方式，spring将层与层之间的联系解耦，可以比较一下下面两段代码：

//解耦前
private ProductDao productDao =  new ProductDaoImpl();//spring
private ProductDao productDao;
//在配置文件中注入依赖
<bean id="productService" class="com.example.Service.ProductServiceImpl"><property name="productDao" ref="productDao"/>
</bean>

这样，我们在"更换齿轮"的时候就不用去修改Service层的代码，修改配置文件即可。（注意，配置文件依赖注入一定要在相应的地方添加setter方法，底层会进行调用）

方式二：注解实现IOC

注解+配置

当我们的项目很大的时候，使用配置文件就会出现问题，配置文件信息内容过大让人眼花缭乱，所以spring提供了注解的方式。

在这里插入图片描述
根据注解，我们可以把配置文件中的：

<bean id="productDao" class="com.example.Dao.ProductDaoImpl"/>

等效为：

@Repository("productDao")
//如果不给注解起名字，默认的名字为类名(首字母小写)
public class ProductDaoImpl implements ProductDao {//这里是模拟示范@Overridepublic void saveProduct(Product product) {System.out.println("保存商品信息");System.out.println(product.toString());}
}

Spring 默认不使用注解装配 Bean,因此我们需要在 Spring 的 XML 配置中，通过**context:component-scan** 元素开启 Spring Beans的自动扫描功能
<context:component-scan base-package="com.example.*"></context:component-scan>
其中base-package是你希望自动扫描的路径。

Bean的自动装配

使用@AutoWired注解实现自动装配，如：

public class ProductServiceImpl implements ProductService{@Autowiredprivate ProductDao productDao;

全注解

不使用spring配置文件，而是进行全注解开发,因此我们需要使用注解写一个配置类实现和annotation.xml的功能。

在config/目录下创建类文件：

@Configuration
@ComponentScan("com.example")
public class SpringConfig {
}

对应的测试代码：

    @Testpublic void testSaveProduct() {ApplicationContext ac = new AnnotationConfigApplicationContext(SpringConfig.class);ProductService productService = ac.getBean("productService", ProductService.class);

当然也可以在配置类中使用@Bean标签：

@Configuration
@ComponentScan("com.example")
public class SpringConfig {@Bean(name = "productService")public ProductServiceImpl creat(){return new ProductServiceImpl();}
}

对应的测试代码修改一句即可：

ProductService productService = ac.getBean(ProductService.class);