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Spring工作原理

在水义方
 在水义方
发布于 2015/09/21 10:16
字数 1877
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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。如果你还不明白的话,我决定放弃。
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。关于反射的相关资料请查阅java doc。
 理解了IoC和DI的概念后,一切都将变得简单明了,剩下的工作只是在spring的框架中堆积木而已。

如果还不明白,放弃java吧!
 
下面来让大家了解一下Spring到底是怎么运行的。

Java代码 

public static void main(String[] args) {   
            ApplicationContext context = new FileSystemXmlApplicationContext(   
                    "applicationContext.xml");   
            Animal animal = (Animal) context.getBean("animal");   
            animal.say();   
        }  


这段代码你一定很熟悉吧,不过还是让我们分析一下它吧,首先是applicationContext.xml

Java代码 

<bean id="animal" class="phz.springframework.test.Cat">   
            <property name="name" value="kitty" />   
        </bean>  


他有一个类phz.springframework.test.Cat

Java代码 

public class Cat implements Animal {   
        private String name;   
        public void say() {   
            System.out.println("I am " + name + "!");   
        }   
        public void setName(String name) {   
            this.name = name;   
        }   
    }  

实现了phz.springframework.test.Animal接口

Java代码 

public interface Animal {   
        public void say();   
    }  


很明显上面的代码输出I am kitty! 

那么到底Spring是如何做到的呢? 
接下来就让我们自己写个Spring 来看看Spring 到底是怎么运行的吧! 

首先,我们定义一个Bean类,这个类用来存放一个Bean拥有的属性

Java代码 

/* Bean Id */
 private String id;
 /* Bean Class */
 private String type;
 /* Bean Property */
 private Map<String, Object> properties = new HashMap<String, Object>();

一个Bean包括id,type,和Properties。 

接下来Spring 就开始加载我们的配置文件了,将我们配置的信息保存在一个HashMap中,HashMap的key就是Bean 的 Id ,HasMap 的value是这个Bean,只有这样我们才能通过context.getBean("animal")这个方法获得Animal这个类。我们都知道 Spirng可以注入基本类型,而且可以注入像List,Map这样的类型,接下来就让我们以Map为例看看Spring是怎么保存的吧 

Map配置可以像下面的

Java代码 


<bean id="test" class="Test">
  <property name="testMap">
   <map>
    <entry key="a">
     <value>1</value>
    </entry>
    <entry key="b">
     <value>2</value>
    </entry>
   </map>
  </property>
 </bean>

Spring是怎样保存上面的配置呢?,代码如下:

Java代码 

if (beanProperty.element("map") != null) {   
                        Map<String, Object> propertiesMap = new HashMap<String, Object>();   
                        Element propertiesListMap = (Element) beanProperty   
                                .elements().get(0);   
                        Iterator<?> propertiesIterator = propertiesListMap   
                                .elements().iterator();   
                        while (propertiesIterator.hasNext()) {   
                            Element vet = (Element) propertiesIterator.next();   
                            if (vet.getName().equals("entry")) {   
                                String key = vet.attributeValue("key");   
                                Iterator<?> valuesIterator = vet.elements()   
                                        .iterator();   
                                while (valuesIterator.hasNext()) {   
                                    Element value = (Element) valuesIterator.next();   
                                    if (value.getName().equals("value")) {   
                                        propertiesMap.put(key, value.getText());   
                                    }   
                                    if (value.getName().equals("ref")) {   
                                        propertiesMap.put(key, new String[] { value   
                                                .attributeValue("bean") });   
                                    }   
                                }   
                            }   
                        }   
                        bean.getProperties().put(name, propertiesMap);   
                    }  


接下来就进入最核心部分了,让我们看看Spring 到底是怎么依赖注入的吧,其实依赖注入的思想也很简单,它是通过反射机制实现的,在实例化一个类时,它通过反射调用类中set方法将事先保存在HashMap中的类属性注入到类中。让我们看看具体它是怎么做的吧。 
首先实例化一个类,像这样

Java代码 

public static Object newInstance(String className) {   
            Class<?> cls = null;   
            Object obj = null;   
            try {   
                cls = Class.forName(className);   
                obj = cls.newInstance();   
            } catch (ClassNotFoundException e) {   
                throw new RuntimeException(e);   
            } catch (InstantiationException e) {   
                throw new RuntimeException(e);   
            } catch (IllegalAccessException e) {   
                throw new RuntimeException(e);   
            }   
            return obj;   
        }  


接着它将这个类的依赖注入进去,像这样

Java代码 

public static void setProperty(Object obj, String name, String value) {   
            Class<? extends Object> clazz = obj.getClass();   
            try {   
                String methodName = returnSetMthodName(name);   
                Method[] ms = clazz.getMethods();   
                for (Method m : ms) {   
                    if (m.getName().equals(methodName)) {   
                        if (m.getParameterTypes().length == 1) {   
                            Class<?> clazzParameterType = m.getParameterTypes()[0];   
                            setFieldValue(clazzParameterType.getName(), value, m,   
                                    obj);   
                            break;   
                        }   
                    }   
                }   
            } catch (SecurityException e) {   
                throw new RuntimeException(e);   
            } catch (IllegalArgumentException e) {   
                throw new RuntimeException(e);   
            } catch (IllegalAccessException e) {   
                throw new RuntimeException(e);   
            } catch (InvocationTargetException e) {   
                throw new RuntimeException(e);   
            }   
    }  


最后它将这个类的实例返回给我们,我们就可以用了。我们还是以Map为例看看它是怎么做的,我写的代码里面是创建一个HashMap并把该HashMap注入到需要注入的类中,像这样,

Java代码 

if (value instanceof Map) {   
                    Iterator<?> entryIterator = ((Map<?, ?>) value).entrySet()   
                            .iterator();   
                    Map<String, Object> map = new HashMap<String, Object>();   
                    while (entryIterator.hasNext()) {   
                        Entry<?, ?> entryMap = (Entry<?, ?>) entryIterator.next();   
                        if (entryMap.getValue() instanceof String[]) {   
                            map.put((String) entryMap.getKey(),   
                                    getBean(((String[]) entryMap.getValue())[0]));   
                        }   
                    }   
                    BeanProcesser.setProperty(obj, property, map);   
                }  


好了,这样我们就可以用Spring 给我们创建的类了,是不是也不是很难啊?当然Spring能做到的远不止这些,这个示例程序仅仅提供了


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