【Java开发】Spring 12 ：Spring IOC控制反转和依赖注入（解决单接口多实现类调用）

news2024/9/24 17:10:16

IOC 是 Inversion of Control 的简写，译为“控制反转”，Spring 通过 IOC 容器来管理所有 Java 对象的实例化和初始化，控制对象与对象之间的依赖关系。我们将由 IOC 容器管理的 Java 对象称为 Spring Bean，它与使用关键字 new 创建的 Java 对象没有任何区别。

1 控制反转（IOC）

抛开Spring等框架，一个类想要调用另一个类中的属性或方法，通常会先在其代码中通过 new Object() 的方式将后者的对象创建出来，然后才能实现属性或方法的调用，那么调用类掌握着被调用类的控制权。

在 Spring 应用中，Java 对象创建的控制权是掌握在 IOC 容器手里的，也就是说 IOC 容器掌握着这些被调用类的控制权。其步骤如下：

开发人员通过 XML 配置文件、注解、Java 配置类等方式，对 Java 对象进行定义，例如在 XML 配置文件中使用 <bean> 标签、在 Java 类上使用 @Component 注解等。

Spring 启动时， IOC 容器会自动根据对象定义，将这些对象创建并管理起来。这些被 IoC 容器创建并管理的对象被称为 Spring Bean。

当我们想要使用某个 Bean 时，可以直接从 IOC 容器中获取（例如通过 ApplicationContext 的 getBean() 方法），而不需要手动通过代码（例如 new Obejct() 的方式）创建。

IOC 使得应用开发从思想层面上发生了“主从换位”的改变。原本调用者是主动的一方，它想要使用什么资源就会主动出击，自己创建；但在 Spring 应用中，IOC 容器掌握着主动权，调用者则变成了被动的一方，被动的等待 IOC容器创建它所需要的对象（Bean）。

这个过程在职责层面发生了控制权的反转，把原本调用者通过代码实现的对象的创建，反转给 IoC 容器来帮忙实现，因此我们将这个过程称为 Spring 的“控制反转”，它最大的优势在于解耦合。

1.1 IOC 的工作原理

软件开发过程中，各对象和模块间不可避免地存在一定地耦合关系（比如B调用A，C调用B，A调用C），若一个系统的耦合度过高，那么就会造成难以维护的问题，但完全没有耦合的代码几乎无法完成任何工作。因此我们在程序设计时，所秉承的思想一般都是在不影响系统功能的前提下，最大限度的降低耦合度。

IoC 底层通过工厂模式、Java 的反射机制、XML 解析等技术，将代码的耦合度降低到最低限度，其主要步骤如下：

在配置文件（例如 Bean.xml）中，对各个对象以及它们之间的依赖关系进行配置；

我们可以把 IOC 容器当做一个工厂，这个工厂的产品就是 Spring Bean；

容器启动时会加载并解析这些配置文件，得到对象的基本信息以及它们之间的依赖关系；

IoC 利用 Java 的反射机制，根据类名生成相应的对象（即 Spring Bean），并根据依赖关系将这个对象注入到依赖它的对象中。

由于对象的基本信息、对象之间的依赖关系都是在配置文件中定义的，并没有在代码中紧密耦合，因此即使对象发生改变，IOC都会自动在配置文件中进行修改， Java 代码（涉及调用关系）则不需要变动，这就是 Spring IoC 实现解耦的原理。

1.2 以@Component举例

关于实现控制反转，将类Spring Bean注入到IOC容器中，主要有以下注解：

@controller ：用于标注控制层；

@service ：用于标注服务层，主要用来进行业务的逻辑处理；

@repository：用于标注数据访问层，也可以说用于标注数据访问组件，即DAO组件；

@component：用于标注各种组件，若该类不同于以上归类，可使用该注解。

那么如果想将对应的Spring Bean从IOC容器中取出来，一般是用 @Autowired或 @Resourse注解，这将在依赖注入部分进行举例。

首先创建一个类，然后以new形式和@Component注解形式分别解释

① 创建Called类

编写该类的无参构造，若该类被调用，就会在控制台上输出"该类被创建成功"

public class Called {

    public Called(){
        System.out.println("该类被创建成功");
    }
}

② new方式创建对象

我们在Call类中的main方法中new一个Called对象

public class Call {

    public static void main(String[] args) {
        Called called = new Called();
    }
}

执行main方法，输出成功，说明Called对象创建成功👇

③ 给Called类标注@Component注解

@Component
public class Called {

    public Called(){
        System.out.println("该类被创建成功");
    }
}

④ 执行项目启动类

控制台输出成功，说明项目启动后Called类已作为Spring Bean注入Spring的IOC容器👇

2 依赖注入（DI）

依赖注入（Denpendency Injection，简写为 DI）是 Martin Fowler 在 2004 年在对“控制反转”进行解释时提出的。Martin Fowler 认为“控制反转”一词很晦涩，无法让人很直接的理解“到底是哪里反转了”，因此他建议使用“依赖注入”来代替“控制反转”。

在面向对象中，对象和对象之间是存在一种叫做“依赖”的关系。简单来说，依赖关系就是在一个对象中需要用到另外一个对象，即对象中存在一个属性，该属性是另外一个类的对象，比如A调用B，那么可以说A依赖B。

依赖注入本质上是Spring Bean属性注入的一种，只不过这个属性是一个对象属性而已。

我在这边加大点难度，以“调用类->接口->实现类（最终的被调用方）“形式，可能需要一点关于接口的java基础。

2.1 单接口单实现类

顾名思义，调用类调用接口的方法，且该方法只被一个实现类实现

① 创建CalledInterface接口

在里边写一个抽象方法

public interface CalledInterface {

    String getString();

}

② 使Called类实现该接口

也重写了getString抽象方法

@Component
public class Called implements CalledInterface{

    public Called(){
        System.out.println("该类被创建成功");
    }

    @Override
    public String getString() {
        return "getString 方法被调用";
    }
}

③ Call类注入该接口并作为控制层

以@Autowired为例

@RestController
public class Call {

    @Autowired
    private CalledInterface calledInterface;

    @RequestMapping("/call")
    public String call() {
        return calledInterface.getString();
    }
}

④ 执行项目启动类并访问该接口

输出成功，说明注入成功。

2.2 单接口多实现类

如果该接口有多个实现类呢，该如何处理？

首先增加另一个实现类试试：

@Component
public class CalledAnother implements CalledInterface{

    @Override
    public String getString() {
        return "CalledAnother 的 getString 方法被调用";
    }
}

然后执行启动类，可以看到项目报错了👇，说明系统不知道该调用哪个实现类的getString()方法。

主要有以下几种解决方法：

@Qualifier("类名")：@Autowired + @Qualifier("类名") 指定具体实现类（用在控制层）

@Resource(name = "类名")：这也可以实现（用在控制层）

@Primary：表示该实现类是主实现类，默认使用该类方法。（用在实现类）

而且可以使用 @Component("自定义类名") 和 @Service("自定义类名") 在实现类上自定义类名。

这里以@Resource(name = "类名")和@Service("自定义类名")为例：

① Called类使用@Service("自定义类名")

@Service("自定义类名")
public class Called implements CalledInterface{

    public Called(){
        System.out.println("该类被创建成功");
    }

    @Override
    public String getString() {
        return "Called 的 getString 方法被调用";
    }
}

② Call类使用@Resource(name = "类名")

@RestController
public class Call {

    @Resource(name = "自定义类名")
    private CalledInterface calledInterface;

    @RequestMapping("/call")
    public String call() {
        return calledInterface.getString();
    }

}