Spring 依赖注入(控制反转)



一篇比较好的关于Spring依赖注入的文章。

来源:http://developer.51cto.com/art/200610/33311.htm

Spring能有效地组织J2EE应用各层的对象。不管是控制层的Action对象,还是业务层的Service对象,还是持久层的DAO对象,都
可在Spring的管理下有机地协调、运行。Spring将各层的对象以松耦合的方式组织在一起,Action对象无须关心Service对象的具体实
现,Service对象无须关心持久层对象的具体实现,各层对象的调用完全面向接口。当系统需要重构时,代码的改写量将大大减少。

上面所说的一切都得宜于Spring的核心机制,依赖注入。依赖注入让bean与bean之间以配置文件组织在一起,而不是以硬编码的方式耦合在一起。

理解依赖注入

依赖注入(Dependency Injection)和控制反转(Inversion of
Control)是同一个概念。具体含义是:当某个角色(可能是一个Java实例,调用者)需要另一个角色(另一个Java实例,被调用者)的协助时,在
传统的程序设计过程中,通常由调用者来创建被调用者的实例。但在Spring里,创建被调用者的工作不再由调用者来完成,因此称为控制反转;创建被调用者
实例的工作通常由Spring容器来完成,然后注入调用者,因此也称为依赖注入。

不管是依赖注入,还是控制反转,都说明Spring采用动态、灵活的方式来管理各种对象。对象与对象之间的具体实现互相透明。在理解依赖注入之前,看如下这个问题在各种社会形态里如何解决:一个人(Java实例,调用者)需要一把斧子(Java实例,被调用者)。

(1)原始社会里,几乎没有社会分工。需要斧子的人(调用者)只能自己去磨一把斧子(被调用者)。对应的情形为:Java程序里的调用者自己创建被调用者。

(2)进入工业社会,工厂出现。斧子不再由普通人完成,而在工厂里被生产出来,此时需要斧子的人(调用者)找到工厂,购买斧子,无须关心斧子的制造过程。对应Java程序的简单工厂的设计模式。

(3)进入“按需分配”社会,需要斧子的人不需要找到工厂,坐在家里发出一个简单指令:需要斧子。斧子就自然出现在他面前。对应Spring的依赖注入。

第一种情况下,Java实例的调用者创建被调用的Java实例,必然要求被调用的Java类出现在调用者的代码里。无法实现二者之间的松耦合。

第二种情况下,调用者无须关心被调用者具体实现过程,只需要找到符合某种标准(接口)的实例,即可使用。此时调用的代码面向接口编程,可以让调用者和被调用者解耦,这也是工厂模式大量使用的原因。但调用者需要自己定位工厂,调用者与特定工厂耦合在一起。

第三种情况下,调用者无须自己定位工厂,程序运行到需要被调用者时,系统自动提供被调用者实例。事实上,调用者和被调用者都处于Spring的管理下,二者之间的依赖关系由Spring提供。

所谓依赖注入,是指程序运行过程中,如果需要调用另一个对象协助时,无须在代码中创建被调用者,而是依赖于外部的注入。Spring的依赖注入对调用者和被调用者几乎没有任何要求,完全支持对POJO之间依赖关系的管理。依赖注入通常有两种:

◆设值注入。

◆构造注入。

设值注入

设值注入是指通过setter方法传入被调用者的实例。这种注入方式简单、直观,因而在Spring的依赖注入里大量使用。看下面代码,是Person的接口。









//定义Person接口

public interface Person

{

 //Person接口里定义一个使用斧子的方法

 public void useAxe();

}



然后是Axe的接口









//定义Axe接口

public interface Axe

{

 //Axe接口里有个砍的方法

 public void chop();

}



Person的实现类









//Chinese实现Person接口

public class Chinese implements Person

{

 //面向Axe接口编程,而不是具体的实现类

 private Axe axe;

 //默认的构造器

 public Chinese()

 {}

 //设值注入所需的setter方法

 public void setAxe(Axe axe)

 {

this.axe = axe;

 }

 //实现Person接口的useAxe方法

 public void useAxe()

 {

System.out.println(axe.chop());

 }

}



Axe的第一个实现类









//Axe的第一个实现类 StoneAxe

public class StoneAxe implements Axe

{

 //默认构造器

 public StoneAxe()

 {}

 //实现Axe接口的chop方法

 public String chop()

 {

return "石斧砍柴好慢";

 }

}



下面采用Spring的配置文件将Person实例和Axe实例组织在一起。配置文件如下所示:









<!– 下面是标准的XML文件头 –>

<?xml version="1.0" encoding="gb2312"?>

<!– 下面一行定义Spring的XML配置文件的dtd –>

"http://www.springframework.org/dtd/spring-beans.dtd">

<!– 以上三行对所有的Spring配置文件都是相同的 –>

<!– Spring配置文件的根元素 –>

<BEANS>

 <!—定义第一bean,该bean的id是chinese, class指定该bean实例的实现类 –>

 <BEAN class=lee.Chinese id=chinese>

 <!– property元素用来指定需要容器注入的属性,axe属性需要容器注入此处是设值注入,因此

Chinese类必须拥有setAxe方法 –>

<property name="axe">

<!– 此处将另一个bean的引用注入给chinese bean –>

<REF local="”stoneAxe”/">

</property>

</BEAN>

<!– 定义stoneAxe bean –>

<BEAN class=lee.StoneAxe id=stoneAxe />

</BEANS>



从配置文件中,可以看到Spring管理bean的灵巧性。bean与bean之间的依赖关系放在配置文件里组织,而不是写在代码里。通过配置文件
的指定,Spring能精确地为每个bean注入属性。因此,配置文件里的bean的class元素,不能仅仅是接口,而必须是真正的实现类。

Spring会自动接管每个bean定义里的property元素定义。Spring会在执行无参数的构造器后、创建默认的bean实例后,调用对
应的setter方法为程序注入属性值。property定义的属性值将不再由该bean来主动创建、管理,而改为被动接收Spring的注入。

每个bean的id属性是该bean的惟一标识,程序通过id属性访问bean,bean与bean的依赖关系也通过id属性完成。

下面看主程序部分:









public class BeanTest

{

 //主方法,程序的入口

 public static void main(String[] args)throws Exception

 {

//因为是独立的应用程序,显式地实例化Spring的上下文。

ApplicationContext ctx = new FileSystemXmlApplicationContext("bean.xml");

//通过Person bean的id来获取bean实例,面向接口编程,因此

//此处强制类型转换为接口类型

Person p = (Person)ctx.getBean("chinese");

//直接执行Person的userAxe()方法。

p.useAxe();

 }

}



程序的执行结果如下:

石斧砍柴好慢

主程序调用Person的useAxe()方法时,该方法的方法体内需要使用Axe的实例,但程序里没有任何地方将特定的Person实例和Axe实例
耦合在一起。或者说,程序里没有为Person实例传入Axe的实例,Axe实例由Spring在运行期间动态注入。

Person实例不仅不需要了解Axe实例的具体实现,甚至无须了解Axe的创建过程。程序在运行到需要Axe实例的时候,Spring创建了
Axe实例,然后注入给需要Axe实例的调用者。Person实例运行到需要Axe实例的地方,自然就产生了Axe实例,用来供Person实例使用。

调用者不仅无须关心被调用者的实现过程,连工厂定位都可以省略(真是按需分配啊!)。下面也给出使用Ant编译和运行该应用的简单脚本:









<?xml version="1.0"?>

<!– 定义编译该项目的基本信息–>

<PROJECT name="spring" default="." basedir=".">

<!– 定义编译和运行该项目时所需的库文件 –>

<PATH id=classpath>

 <!– 该路径下存放spring.jar和其他第三方类库 –>

 <FILESET dir=....\lib>

<INCLUDE name=".jar" />

 </FILESET>

 <!– 同时还需要引用已经编译过的class文件–>

 <PATHELEMENT path="." />

</PATH>

<!– 编译全部的java文件–>

<TARGET description="Compile all source code" name="compile">

<!– 指定编译后的class文件的存放位置 –>

<JAVAC debug="true" destdir=".">

 deprecation="false" optimize="false" failonerror="true">

 <!– 指定需要编译的源文件的存放位置 –>

 <SRC path="." />

 <!– 指定编译这些java文件需要的类库位置–>

 <CLASSPATH refid="classpath" />

</JAVAC>

</TARGET>

<!– 运行特定的主程序 –>

<TARGET description="run the main class" name="run" depends="compile">

<!– 指定运行的主程序:lee.BeanTest。–>

<JAVA failonerror="true" fork="yes" classname="lee.BeanTest">

 <!– 指定运行这些java文件需要的类库位置–>

 <CLASSPATH refid="classpath" />

</JAVA>

</TARGET>

</PROJECT>



如果需要改写Axe的实现类。或者说,提供另一个实现类给Person实例使用。Person接口、Chinese类都无须改变。只需提供另一个Axe的实现,然后对配置文件进行简单的修改即可。

Axe的另一个实现如下:









//Axe的另一个实现类 SteelAxe

public class SteelAxe implements Axe

{

 //默认构造器

 public SteelAxe()

 {}

 //实现Axe接口的chop方法

 public String chop()

 {

return "钢斧砍柴真快";

 }

}



然后,修改原来的Spring配置文件,在其中增加如下一行:









<!– 定义一个steelAxe bean–>

<BEAN class=lee.SteelAxe id=steelAxe />



该行重新定义了一个Axe的实现:SteelAxe。然后修改chinese bean的配置,将原来传入stoneAxe的地方改为传入steelAxe。也就是将









<REF local="”stoneAxe”/">



改成









<REF local="”steelAxe”/">



此时再次执行程序,将得到如下结果:

钢斧砍柴真快

Person与Axe之间没有任何代码耦合关系,bean与bean之间的依赖关系由Spring管理。采用setter方法为目标bean注入属性的方式,称为设值注入。

业务对象的更换变得相当简单,对象与对象之间的依赖关系从代码里分离出来,通过配置文件动态管理。

*构造注入

所谓构造注入,指通过构造函数来完成依赖关系的设定,而不是通过setter方法。对前面代码Chinese类做简单的修改,修改后的代码如下:









//Chinese实现Person接口

public class Chinese implements Person

{

 //面向Axe接口编程,而不是具体的实现类

 private Axe axe;

 //默认的构造器

 public Chinese()

 {}

 //构造注入所需的带参数的构造器

 public Chinse(Axe axe)

 {

this.axe = axe;

 }

 //实现Person接口的useAxe方法

 public void useAxe()

 {

System.out.println(axe.chop());

 }

}



此时无须Chinese类里的setAxe方法,构造Person实例时,Spring为Person实例注入所依赖的Axe实例。构造注入的配置文件也需做简单的修改,修改后的配置文件如下:









<!– 下面是标准的XML文件头 –>

<xml version="1.0" encoding="gb2312"?>

<!– 下面一行定义Spring的XML配置文件的dtd –>

 "http://www.springframework.org/dtd/spring-beans.dtd">

<!– 以上三行对所有的Spring配置文件都是相同的 –>

<!– Spring配置文件的根元素 –>

<BEANS>

 <!—定义第一个bean,该bean的id是chinese, class指定该bean实例的实现类 –>

 <BEAN class=lee.Chinese id=chinese>

</BEAN>

<!– 定义stoneAxe bean –>

<BEAN class=lee.SteelAxe id=steelAxe />

</BEANS>



执行效果与使用steelAxe设值注入时的执行效果完全一样。区别在于:创建Person实例中Axe属性的时机不同——设值注入是现创建一个默认的
bean实例,然后调用对应的构造方法注入依赖关系。而构造注入则在创建bean实例时,已经完成了依赖关系的设置。