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探秘 Spring IoC

2020/8/11 20:25:02 文章标签:

前言:

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  • 在采用面向对象方法设计的软件系统中,它的底层实现都是由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。齿轮组中齿轮之间的啮合关系,与软件系统中对象之间的耦合关系非常相似。对象之间的耦合关系是无法避免的,也是必要的,这是协同工作的基础。
  • 为了解决对象之间的耦合度过高的问题,软件专家Michael Mattson提出了IOC理论,用来实现对象之间的“解耦”,目前这个理论已经被成功地应用到实践当中,很多的J2EE项目均采用了IOC框架产品Spring。

一. 什么是控制反转(IoC)

  • IOC是Inversion of Control的缩写,多数书籍翻译成“控制反转”,还有些书籍翻译成为“控制反向”或者“控制倒置”。
  • 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:

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  • 引进了中间位置的“第三方”,也就是IOC容器,使得A、B、C、D这4个对象没有了耦合关系,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,所以,IOC容器成了整个系统的关键核心,它起到了一种类似“粘合剂”的作用,把系统中的所有对象粘合在一起发挥作用,如果没有这个“粘合剂”,对象与对象之间会彼此失去联系,这就是有人把IOC容器比喻成“粘合剂”的由来。
  • 我们再来做个试验:把上图中间的IOC容器拿掉,然后再来看看这套系统:
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    控制反转(IOC)–到底为什么要起这么个名字?我们来对比一下:
  • 软件系统在没有引入IOC容器之前,如图1所示,对象A依赖于对象B,那么对象A在初始化或者运行到某一点的时候,自己必须主动去创建对象B或者使用已经创建的对象B。无论是创建还是使用对象B,控制权都在自己手上。
  • 软件系统在引入IOC容器之后,这种情形就完全改变了,如图3所示,由于IOC容器的加入,对象A与对象B之间失去了直接联系,所以,当对象A运行到需要对象B的时候,IOC容器会主动创建一个对象B注入到对象A需要的地方。
  • 通过前后的对比,我们不难看出来:对象A获得依赖对象B的过程,由主动行为变为了被动行为,控制权颠倒过来了,这就是“控制反转”这个名称的由来。

IOC的别名:依赖注入(DI)

  • 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变为了由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)”。他的这个答案,实际上给出了实现IOC的方法:注入所谓依赖注入,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

IOC为我们带来了什么好处?

  • 无论两者中的任何一方出现什么的问题,都不会影响另一方的运行。这种特性体现在软件工程中,就是可维护性比较好,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。
  • 每个开发团队的成员都只需要关心实现自身的业务逻辑,完全不用去关心其它的人工作进展,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
  • 可复用性我们可以把具有普遍性的常用组件独立出来,反复利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不仅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。
  • 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

IOC容器的技术剖析

  • IOC中最基本的技术就是“反射(Reflection)”编程,有关反射的概念和用法,大家应该都很清楚,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。 反射技术其实很早就出现了,但一直被忽略,没有被进一步的利用。当时的反射编程方式相对于正常的对象生成方式要慢至少得10倍。现在的反射技术经过改良优化,已经非常成熟,反射方式生成对象和通常对象生成方式,速度已经相差不大了,大约为1-2倍的差距。

  • 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,然后利用编程语言的的反射编程,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。

使用IOC框架应该注意什么

使用IOC框架产品能够给我们的开发过程带来很大的好处,但是也要充分认识引入IOC框架的缺点,做到心中有数,杜绝滥用框架。
第一、**软件系统中由于引入了第三方IOC容器,生成对象的步骤变得有些复杂,本来是两者之间的事情,又凭空多出一道手续,所以,我们在刚开始使用IOC框架的时候,会感觉系统变得不太直观。**所以,引入了一个全新的框架,就会增加团队成员学习和认识的培训成本,并且在以后的运行维护中,还得让新加入者具备同样的知识体系。
第二、**由于IOC容器生成对象是通过反射方式,在运行效率上有一定的损耗。**如果你要追求运行效率的话,就必须对此进行权衡。
第三、具体到IOC框架产品(比如:Spring)来讲,需要进行大量的配制工作,比较繁琐,对于一些小的项目而言,客观上也可能加大一些工作成本
第四、IOC框架产品本身的成熟度需要进行评估,如果引入一个不成熟的IOC框架产品,那么会影响到整个项目,所以这也是一个隐性的风险


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