简单谈谈Spring Ioc原理解析

业务场景: 在使用Java进行开发业务的过程中，很多时候一个业务是由各种组件组成，在每个使用到这些组件时都会毫不犹豫的new一个组件对象来使用，在小项目中这样的做法无可厚非，也不存在什么问题。但是在业务逻辑复杂并且多人协作开发的项目中，这会导致业务和组件之间的关系错综复杂而且不便于管理，对象之间的耦合度变得很高，这就是所谓的牵一发而动全身吧。 而这个问题在spring中得到了解决，它的核心在于Ioc思想：

Ioc：全文是Inversion of Control。翻译过来就是控制反转，意思是对象之间的关系不再由传统的程序来控制，而是由spring容器来统一控制这些对象创建、协调、销毁，而对象只需要完成业务逻辑即可。

这里引用一个叫Bromon的blog对Ioc的讲解：

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。举个例子，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…，想办法认识她们，投其所好送其所好，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，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。

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。

下面来让大家了解一下Spring到底是怎么运行的

 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

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

他有一个类phz.springframework.test.Cat

 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

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

/* 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

<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：

(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

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

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：

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);
      }

到这里大体可以了解到spring实现Ioc的原理。