Spring基本用法1——Spring的核心机制：IOC、DI
前言：一直想写一个关于Spring的系列文章，但是构思许久却不知道以什么方式阐述，毕竟要把一个复杂框架说清楚并不是那么容易的，我也只能尽力而为了。Spring系列文章打算以这样的顺序展开：以思维导图的方式统筹介绍Spring -> 介绍Spring基本用法 -> 深入使用Spring -> 窥探Spring源码 -> 如有必要以思维导图总结概述Spring。本文介绍Spring基本用法，目的更多的是入门Spring的使用方法，demo、附件项目更是快速查询Spring基本用法的工具。
本篇文章重点关注以下问题：
- 概述Spring核心功能
- IOC、DI基本概念
- 两种依赖注入的方式
1. Spring核心功能
Spring是一个非常活跃的开源框架，它以一种非侵入式的方式来管理你的代码，Spring提倡”最少侵入”，甚至在项目开发过程中，你完全没感到Spring在发挥作用。
Spring框架的核心功能有两个：
- 一是Spring容器作为超级工厂，负责创建、管理所有的java对象，这些java对象称为Bean。(IOC实现)
- 二是Spring容器管理Bean之间的依赖关系。(DI实现)
2. IOC、DI基本概念
IOC：即控制反转，把对象的创建、初始化、销毁等工作交给spring容器来做，由spring容器控制对象的生命周期。
* 控制：就是指对对象的创建、维护、销毁等生命周期的控制，这个过程一般是由我
们的程序去主动控制的，如使用new关键字去创建一个对象（创建），在使
用过程中保持引用（维护），在失去全部引用后由GC去回收对象（销
毁）。
* 反转：就是指对对象的创建、维护、销毁等生命周期的控制由程序控制改为由IOC
容器控制，需要某个对象时就直接通过名字去IOC容器中获取。
DI：即依赖注入，是IOC的一种重要实现，与IOC描述的是同一个概念。
一个对象的创建往往会涉及到其他对象的创建，比如一个对象A的成员变量持有着另一个对象B的引用，这就是依赖，A依赖于B。IOC机制既然负责了对象的创建，那么这个依赖关系也就必须由IOC容器负责起来。负责的方式就是DI——依赖注入，通过将依赖关系写入配置文件，然后在创建有依赖关系的对象时，由IOC容器注入依赖的对象，如在创建A时，检查到有依赖关系，IOC容器就把A依赖的对象B创建后注入到A中（组装，通过反射机制实现），然后把A返回给对象请求者，完成工作。
其工作过程如下图所示：
对应于Spring的两个核心功能，程序员所要做的工作就两点：
- 一是开发Bean：Spring建议面向接口编程，java对象间的耦合仅在接口层面，无需关心服务的具体实现；
- 二是配置Bean：通过xml配置文件或注解的方式告知Spring，需要Spring管理哪些Bean，以及Bean之间的依赖关系；
在需要使用Bean时，直接从容器中去拿即可。
3. 依赖注入的方式
依赖注入(DI)通常有如下两种方式：
- 设值注入：IOC容器使用成员变量的setter方法来注入被依赖对象；
- 构造注入：IOC容器使用构造器来注入被依赖对象。
3.1 设值注入
设值注入：IOC容器使用成员变量的setter方法来注入被依赖对象。
开发过程如下：(此处以xml配置文件的形式说明)
步骤一：开发Bean
定义服务类接口：
* Pen.java：用于实现签名功能；
* Person.java：需要使用Pen来签名，即Person.java依赖于Pen.java
实现服务类功能：
* BallpointPen.java：提供用圆珠笔实现签名的功能；
* Pencil.java：提供用铅笔实现签名的功能；
* Chinese.java：Person的子类，表示中国人来签名；
Chinese.java代码如下，类中需要定义Pen接口对象的成员变量pen，并提供其setter方法，用于设值注入：
package com.wj.chapter1.ioc.setter.xml.Service;
import com.wj.chapter1.ioc.setter.xml.IService.Pen;
import com.wj.chapter1.ioc.setter.xml.IService.Person;
public class Chinese implements Person {
private Pen pen; /** 代码耦合的层次仅限于接口层次. */
// 设值需要的setter方法
public void setPen(Pen pen) {
this.pen = pen;
}
@Override
public void signOwnName() {
pen.signName("中国人");
}
}步骤二：配置Bean
通过xml配置文件的方式告知Spring，需要Spring管理哪些Bean，以及Bean之间的依赖关系。
<?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-4.3.xsd">
<!-- 设值注入(XML方式)：通过成员变量的setter方法注入被依赖对象. -->
<!-- 属性id : Bean在Spring容器中的唯一标识. -->
<!-- 属性class : 指定该Bean的具体实现类，而不能是接口. -->
<bean id="chinese" class="com.wj.chapter1.ioc.setter.xml.Service.Chinese">
<!-- 驱动调用chinese的setPen()方法，将容器中pencil(或ballpointPen)作为传入参数 -->
<!-- property子节点指明依赖关系 -->
<property name="pen" ref="pencil"></property>
</bean>
<!-- 定义Pen.class的两个实现类Bean. -->
<bean id="pencil" class="com.wj.chapter1.ioc.setter.xml.Service.Pencil"></bean>
<bean id="ballpointPen" class="com.wj.chapter1.ioc.setter.xml.Service.BallpointPen"></bean>
</beans>xml配置文件中，每个Bean对应Spring容器里的一个java实例，property节点元素指明Bean之间的依赖关系。
步骤三：调用Bean
使用前面定义的服务，实现中国人用铅笔签名的功能：
package com.wj.chapter1.ioc.setter.xml.main;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;
import com.wj.chapter1.ioc.setter.xml.IService.Person;
public class Main {
// 1.指明xml配置文件位置，便于Spring读取，从而知道Bean的相关信息
private static final String PATH_XML = "com/wj/chapter1/ioc/setter/xml/applicationContext-setter.xml";
@SuppressWarnings("resource")
public static void main(String[] args) {
// 2.根据xml配置文件，创建Spring IOC容器的上下文
ApplicationContext cxt = new ClassPathXmlApplicationContext(PATH_XML);
// 3.在需要使用服务的时候，直接从Spring容器中获取
Person chinese = cxt.getBean("chinese", Person.class);
// 4.获取提供服务的对象后，调用Bean的服务
chinese.signOwnName();
}
}步骤四：查看调用结果
3.2 构造注入
构造注入：IOC容器使用构造器来注入被依赖对象。
开发过程如下：(此处以xml配置文件的形式说明)
步骤一：开发Bean
定义服务类接口：
* Pen.java：用于实现签名功能；
* Person.java：需要使用Pen来签名，即Person.java依赖于Pen.java
实现服务类功能：
* BallpointPen.java：提供用圆珠笔实现签名的功能；
* Pencil.java：提供用铅笔实现签名的功能；
* Chinese.java：Person的子类，表示中国人来签名；
Chinese.java代码如下，类中需要定义Pen接口对象的成员变量pen，并提供带参数的构造函数，用于构造注入：
package com.wj.chapter1.ioc.constructor.xml.Service;
import com.wj.chapter1.ioc.constructor.xml.Iservice.Pen;
import com.wj.chapter1.ioc.constructor.xml.Iservice.Person;
public class Chinese implements Person {
private Pen pen; /** 代码耦合的层次仅限于接口层次. */
// 构造注入所需的带参数的构造器
public Chinese(Pen pen) {
this.pen = pen;
}
@Override
public void signOwnName() {
pen.signName("中国人");
}
}步骤二：配置Bean
通过xml配置文件的方式告知Spring，需要Spring管理哪些Bean，以及Bean之间的依赖关系。
<?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-4.3.xsd">
<!-- 构造注入(XML方式)：通过调用构造函数注入被依赖对象. -->
<!-- 属性id : Bean在Spring容器中的唯一标识. -->
<!-- 属性class : 指定该Bean的具体实现类，而不能是接口. -->
<bean id="chinese" class="com.wj.chapter1.ioc.constructor.xml.Service.Chinese">
<!-- 下面只有一个constructor-arg子元素，驱动Spring调用Chinese带一个参数的构造器来创建对象 -->
<constructor-arg name="pen" ref="ballpointPen" index="0"></constructor-arg>
</bean>
<bean id="pencil" class="com.wj.chapter1.ioc.constructor.xml.Service.Pencil"></bean>
<bean id="ballpointPen" class="com.wj.chapter1.ioc.constructor.xml.Service.BallpointPen"></bean>
</beans>步骤三：调用Bean
使用前面定义的服务，实现中国人用圆珠笔签名的功能：
package com.wj.chapter1.ioc.constructor.xml.main;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;
import com.wj.chapter1.ioc.constructor.xml.Iservice.Person;
public class Main {
// 1.指明xml配置文件位置，便于Spring读取，从而知道Bean的相关信息
private static final String PATH_XML = "com/wj/chapter1/ioc/constructor/xml/applicationContext-constructor.xml";
@SuppressWarnings("resource")
public static void main(String[] args) {
// 2.根据xml配置文件，创建Spring IOC容器的上下文
ApplicationContext cxt = new ClassPathXmlApplicationContext(PATH_XML);
// 3.在需要使用服务的时候，直接从Spring容器中获取
Person chinese = cxt.getBean("chinese", Person.class);
// 4.获取提供服务的对象后，调用Bean的服务
chinese.signOwnName();
}
}步骤四：查看调用结果
3.3 两种注入方式的对比
建议采用以设值注入为主，构造注入为辅的注入策略。对于依赖关系无需变化的注入，可以考虑采用构造注入，其他依赖关系的注入，则尽量用设值注入。