浅谈Spring IOC的实现原理

目录

 

IoC与DI

IOC容器的技术剖析

反射

反射机制的作用

反射机制的优缺点

反射与工厂模式实现IOC


IoC与DI

  首先想说说IoC(Inversion of Control,控制倒转)。这是spring的核心,贯穿始终。所谓IoC,对于spring框架来说,就是由spring来负责控制对象的生命周期和对象间的关系。这是什么意思呢,举个简单的例子,我们是如何找女朋友的?常见的情况是,我们到处去看哪里有长得漂亮身材又好的mm,然后打听她们的兴趣爱好、qq号、电话号、ip号、iq号………,想办法认识她们,投其所好送其所要,然后嘿嘿……这个过程是复杂深奥的,我们必须自己设计和面对每个环节。传统的程序开发也是如此,在一个对象中,如果要使用另外的对象,就必须得到它(自己new一个,或者从JNDI中查询一个),使用完之后还要将对象销毁(比如Connection等),对象始终会和其他的接口或类藕合起来。

  那么IoC是如何做的呢?有点像通过婚介找女朋友,在我和女朋友之间引入了一个第三者:婚姻介绍所。婚介管理了很多男男女女的资料,我可以向婚介提出一个列表,告诉它我想找个什么样的女朋友,比如长得像李嘉欣,身材像林熙雷,唱歌像周杰伦,速度像卡洛斯,技术像齐达内之类的,然后婚介就会按照我们的要求,提供一个mm,我们只需要去和她谈恋爱、结婚就行了。简单明了,如果婚介给我们的人选不符合要求,我们就会抛出异常。整个过程不再由我自己控制,而是有婚介这样一个类似容器的机构来控制。Spring所倡导的开发方式就是如此,所有的类都会在spring容器中登记,告诉spring你是个什么东西,你需要什么东西,然后spring会在系统运行到适当的时候,把你要的东西主动给你,同时也把你交给其他需要你的东西。所有的类的创建、销毁都由 spring来控制,也就是说控制对象生存周期的不再是引用它的对象,而是spring。对于某个具体的对象而言,以前是它控制其他对象,现在是所有对象都被spring控制,所以这叫控制反转。

IoC的一个重点是在系统运行中,动态的向某个对象提供它所需要的其他对象。这一点是通过DI(Dependency Injection,依赖注入)来实现的。比如对象A需要操作数据库,以前我们总是要在A中自己编写代码来获得一个Connection对象,有了 spring我们就只需要告诉spring,A中需要一个Connection,至于这个Connection怎么构造,何时构造,A不需要知道。在系统运行时,spring会在适当的时候制造一个Connection,然后像打针一样,注射到A当中,这样就完成了对各个对象之间关系的控制。A需要依赖 Connection才能正常运行,而这个Connection是由spring注入到A中的,依赖注入的名字就这么来的。那么DI是如何实现的呢? Java 1.3之后一个重要特征是反射(reflection),它允许程序在运行的时候动态的生成对象、执行对象的方法、改变对象的属性,spring就是通过反射来实现注入的。在下面有关于反射的介绍。

 

IOC容器的技术剖析

  IOC中最基本的技术就是“反射(Reflection)”与“工厂模式”    。

 通俗来讲就是根据给出的类名(字符串方式)来动态地生成对象,这种编程方式可以让对象在生成时才被决定到底是哪一种对象。只是在Spring中要生产的对象都在配置文件中给出定义,目的就是提高灵活性和可维护性。

        我们可以把IOC容器的工作模式看做是工厂模式的升华,可以把IOC容器看作是一个工厂,这个工厂里要生产的对象都在配置文件中给出定义,然后利用编程语言提供的反射机制,根据配置文件中给出的类名生成相应的对象。从实现来看,IOC是把以前在工厂方法里写死的对象生成代码,改变为由配置文件来定义,也就是把工厂和对象生成这两者独立分隔开来,目的就是提高灵活性和可维护性。

反射

        我们考虑一个场景,如果我们在程序运行时,一个对象想要检视自己所拥有的成员属性,该如何操作?再考虑另一个场景,如果我们想要在运行期获得某个类的Class信息如它的属性、构造方法、一般方法后再考虑是否创建它的对象,这种情况该怎么办呢?这就需要用到反射!

        我们.java文件在编译后会变成.class文件,这就像是个镜面,本身是.java,在镜中是.class,他们其实是一样的;那么同理,我们看到镜子的反射是.class,就能通过反编译,了解到.java文件的本来面目

        对于反射,官方给出的概念:反射是Java语言的一个特性,它允许程序在运行时(注意不是编译的时候)来进行自我检查并且对内部的成员进行操作。例如它允许一个Java类获取它所有的成员变量和方法并且显示出来。

        反射主要是指程序可以访问,检测和修改它本身状态或行为的一种能力,并能根据自身行为的状态和结果,调整或修改应用所描述行为的状态和相关的语义。在Java中,只要给定类的名字,那么就可以通过反射机制来获得类的所有信息。

        反射是Java中一种强大的工具,能够使我们很方便的创建灵活的代码,这些代码可以再运行时装配,无需在组件之间进行源代码链接。但是反射使用不当会成本很高!类中有什么信息,利用反射机制就能可以获得什么信息,不过前提是得知道类的名字

反射机制的作用

        1、在运行时判断任意一个对象所属的类;

        2、在运行时获取类的对象;

        3、在运行时访问java对象的属性,方法,构造方法等。

        首先要搞清楚为什么要用反射机制?直接创建对象不就可以了吗,这就涉及到了动态与静态的概念。

        静态编译:在编译时确定类型,绑定对象,即通过。

        动态编译:运行时确定类型,绑定对象。动态编译最大限度发挥了Java的灵活性,体现了多态的应用,有以降低类之间的藕合性。

反射机制的优缺点

        反射机制的优点:可以实现动态创建对象和编译,体现出很大的灵活性(特别是在J2EE的开发中它的灵活性就表现的十分明显)。通过反射机制我们可以获得类的各种内容,进行反编译。对于JAVA这种先编译再运行的语言来说,反射机制可以使代码更加灵活,更加容易实现面向对象。

        比如,一个大型的软件,不可能一次就把把它设计得很完美,把这个程序编译后,发布了,当发现需要更新某些功能时,我们不可能要用户把以前的卸载,再重新安装新的版本,假如这样的话,这个软件肯定是没有多少人用的。采用静态的话,需要把整个程序重新编译一次才可以实现功能的更新,而采用反射机制的话,它就可以不用卸载,只需要在运行时动态地创建和编译,就可以实现该功能。

        反射机制的缺点:对性能有影响。使用反射基本上是一种解释操作,我们可以告诉JVM,我们希望做什么并且让它满足我们的要求。这类操作总是慢于直接执行相同的操作。.

反射与工厂模式实现IOC

        Spring中的IoC的实现原理就是工厂模式加反射机制。 我们首先看一下不用反射机制时的工厂模式:

interface fruit{
    public abstract void eat();
} 
class Apple implements fruit{
     public void eat(){
         System.out.println("Apple");
     }
} 
class Orange implements fruit{
     public void eat(){
         System.out.println("Orange");
     }
}
//构造工厂类
//也就是说以后如果我们在添加其他的实例的时候只需要修改工厂类就行了
class Factory{
     public static fruit getInstance(String fruitName){
         fruit f=null;
         if("Apple".equals(fruitName)){
             f=new Apple();
         }
         if("Orange".equals(fruitName)){
             f=new Orange();
         }
         return f;
     }
}
class hello{
     public static void main(String[] a){
         fruit f=Factory.getInstance("Orange");
         f.eat();
     }
}

上面写法的缺点是当我们再添加一个子类的时候,就需要修改工厂类了。如果我们添加太多的子类的时候,改动就会很多。下面用反射机制实现工厂模式:

interface fruit{
     public abstract void eat();
}
class Apple implements fruit{
public void eat(){
         System.out.println("Apple");
     }
}
class Orange implements fruit{
public void eat(){
        System.out.println("Orange");
    }
}
class Factory{
    public static fruit getInstance(String ClassName){
        fruit f=null;
        try{
            f=(fruit)Class.forName(ClassName).newInstance();
        }catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return f;
    }
}
class hello{
    public static void main(String[] a){
        fruit f=Factory.getInstance("Reflect.Apple");
        if(f!=null){
            f.eat();
        }
    }
}

 现在就算我们添加任意多个子类的时候,工厂类都不需要修改。使用反射机制实现的工厂模式可以通过反射取得接口的实例,但是需要传入完整的包和类名。而且用户也无法知道一个接口有多少个可以使用的子类,所以我们通过属性文件的形式配置所需要的子类。

        下面编写使用反射机制并结合属性文件的工厂模式(即IoC)。首先创建一个fruit.properties的资源文件:

apple=Reflect.Apple
orange=Reflect.Orange

 然后编写主类代码:

interface fruit{
    public abstract void eat();
}
class Apple implements fruit{
    public void eat(){
        System.out.println("Apple");
    }
}
class Orange implements fruit{
    public void eat(){
        System.out.println("Orange");
    }
}
//操作属性文件类
class init{
    public static Properties getPro() throws FileNotFoundException, IOException{
        Properties pro=new Properties();
        File f=new File("fruit.properties");
        if(f.exists()){
            pro.load(new FileInputStream(f));
        }else{
            pro.setProperty("apple", "Reflect.Apple");
            pro.setProperty("orange", "Reflect.Orange");
            pro.store(new FileOutputStream(f), "FRUIT CLASS");
        }
        return pro;
    }
}
class Factory{
    public static fruit getInstance(String ClassName){
        fruit f=null;
        try{
            f=(fruit)Class.forName(ClassName).newInstance();
        }catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return f;
    }
}
class hello{
    public static void main(String[] a) throws FileNotFoundException, IOException{
        Properties pro=init.getPro();
        fruit f=Factory.getInstance(pro.getProperty("apple"));
        if(f!=null){
            f.eat();
        }
    }
}

运行结果:Apple

文章摘自:https://blog.csdn.net/fuzhongmin05/article/details/61614873

文章摘自:https://blog.csdn.net/it_man/article/details/4402245

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转载自blog.csdn.net/fury97/article/details/81167088
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