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SpringBoot入门-(2) Spring IOC机制【附实例代码】

news 来源：原创 2025/4/27 2:26:07

SpringBoot入门-(2) Spring IOC机制

Spring

Spring是一个当前主流的轻量级的框架，发展到形状已经不仅仅是一个框架，而是形成以Spring为基础的生态圈，如(Spring Boot,Spring Cloud,Spring Security等)

Spring 两大核心技术

  • 控制反转(IoC)
  • 面向切面编程(AOP)

本文先介绍其一

控制反转(IoC/DI)

依赖注入(DI：Dependency Injection ):Spring通过创建容器的方式，来负责对象的创建、对象和对象之间关系的维护等

动机

在面向对象的系统设计中，底层的业务逻辑是由多个对象组成，对象之间通常存在复杂的联系，导致系统的耦合度很高，例如：

public class UserServiceImp implements UserService{
    private UserDao userdao = new UserDaoImp();
    ...
    
}

上述UserServiceImp类实现UserService接口，其中创建的私有成员变量是通过UserDaoImp类创建出来的实例。

当UserDaoImp的业务逻辑产生变化或出现错误，都有可能需要修改UserServiceImp的代码，所谓产生了"牵一发而动全身"的系统高耦合度。

不难发现，系统越庞大，对象关系越复杂，系统耦合度越高，导致系统维护愈发困难。

因此，Spring横空出世，解决对象之间耦合度过高的问题。后来从产品发展为生态圈。

概念

究竟什么是控制反转？

先看下图：

在这里插入图片描述
首先是左图的情况，假设其他一个齿轮需要修改或不转动，都会导致其他的齿轮停止工作，这称为高耦合度。而右图，齿轮之间不存在依赖关系，工作相对独立，不会影响到其他齿轮的正常工作。这表现的就是"控制反转"的基本思想：

借助于“第三方”实现具有依赖关系的对象之间的解耦。

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，主动创建变为了被动注入, 这就是“控制反转”（依赖注入）这个名称的由来

代码

首先创建Maven项目(传送门:SpringBoot入门-(1) Maven【概念+流程】-CSDN博客)，pom.xml文件导入相关spring依赖，包括测试依赖：

    <dependencies>
        <dependency>
                <groupId>org.springframework</groupId>
                <artifactId>spring-context</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework</groupId>
            <artifactId>spring-aop</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.junit.jupiter</groupId>
            <artifactId>junit-jupiter-api</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.junit.jupiter</groupId>
            <artifactId>junit-jupiter-engine</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.junit.jupiter</groupId>
            <artifactId>junit-jupiter</artifactId>
            <version>RELEASE</version>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
    </dependencies>

注意，这里没有定义依赖的版本，是通过父项目统一管理版本号。

without Spring

我们先用常规的MVC架构实现一些简单逻辑，后面对比Spring架构就可以明显发现其优势和作用。

首先我们实现一个非常简易的商品存入数据库的逻辑：

在这里插入图片描述
部分代码如下：

  • ProductDaoImpl

    package com.example.Dao;

import com.example.Dao.ProductDao;
import com.example.entity.Product;

public class ProductDaoImpl implements ProductDao {
    //这里是模拟商品存入，并没有真正存入数据库
    @Override
    public void saveProduct(Product product) {
        System.out.println("保存商品信息");
        System.out.println(product.toString());
    }
}

  • ProductServiceImpl

    package com.example.Service;
import com.example.entity.Product;
import com.example.Dao.*;

public class ProductServiceImpl implements ProductService{
    private ProductDao productDao =  new ProductDaoImpl();

    //其他业务逻辑，如检查是否合法等
    @Override
    public void saveProduct(Product product) {
        productDao.saveProduct(product);
    }
}

可以看到在ProductServiceImpl中，我们通过new的方式创建实例对象并赋值给成员变量

测试代码：

在test目录底下进行测试：

package com.example.Service;

import com.example.entity.Product;
import org.junit.jupiter.api.Test;

public class ProductServiceTest { 
    //如果 Calculator 类和测试类处于相同的包或者符合 Java 的包访问规则，那么测试类就可以直接访问 ProductServiceImpl 类。
    @Test
    public void testSaveProduct() {
        ProductService productService = new ProductServiceImpl();
        productService.saveProduct(new Product(0, "test",12.7));
    }
}

可以看到控制台输出信息：
在这里插入图片描述

with spring

我们现在使用spring框架实现相同的功能

  • 方式一：配置文件

首先新建spring的配置文件，如图：
在这里插入图片描述

命名为applicationContext，可以看到文件中已经存在默认的内容(默认生成的XML文件的NameSpace，<bean>就是关键的标签。

容器中创建对象，本质就是在文件中配置一个bean。

在<beans></beans>中间添加我们想要创建的对象及注入依赖。

    <bean id="productDao" class="com.example.Dao.ProductDaoImpl"/>
    <bean id="productService" class="com.example.Service.ProductServiceImpl">
        <property name="productDao" ref="productDao"/>
    </bean>

容器通过com.example.Dao.ProductDaoImpl类创建id为productDao的对象

对象属性的赋值通过<property>标签，需要在com.example.Service.ProductServiceImpl提供对应的setter方法:

    public void setProductDao(ProductDaoImpl productDao) {
        this.productDao = productDao;
    }

下一步，在测试程序中创建容器，并获取指定对象进行测试。

public class ProductServiceTest {
    //如果 Calculator 类和测试类处于相同的包或者符合 Java 的包访问规则，那么测试类就可以直接访问 ProductServiceImpl 类。
    @Test
    public void testSaveProduct() {
        ApplicationContext ac = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
        ProductService productService = (ProductService) ac.getBean("productService");
        productService.saveProduct(new Product(0, "test",12.7));
    }
}

上述代码中，我们先创建了容器，然后根据xml文件中的配置获取对象，返回的类型是Object，注意转换类型。

观察到上述两种方式，spring将层与层之间的联系解耦，可以比较一下下面两段代码：

//解耦前
private ProductDao productDao =  new ProductDaoImpl();

//spring
private ProductDao productDao;
//在配置文件中注入依赖
<bean id="productService" class="com.example.Service.ProductServiceImpl">
    <property name="productDao" ref="productDao"/>
</bean>

这样，我们在"更换齿轮"的时候就不用去修改Service层的代码，修改配置文件即可。（注意，配置文件依赖注入一定要在相应的地方添加setter方法，底层会进行调用）

  • 方式二： 注解实现IOC
  1. 注解+配置

当我们的项目很大的时候，使用配置文件就会出现问题，配置文件信息内容过大让人眼花缭乱，所以spring提供了注解的方式。

在这里插入图片描述
根据注解，我们可以把配置文件中的：

<bean id="productDao" class="com.example.Dao.ProductDaoImpl"/>

等效为：

@Repository("productDao")
//如果不给注解起名字，默认的名字为类名(首字母小写)
public class ProductDaoImpl implements ProductDao {
    //这里是模拟示范
    @Override
    public void saveProduct(Product product) {
        System.out.println("保存商品信息");
        System.out.println(product.toString());
    }
}

Spring 默认不使用注解装配 Bean,因此我们需要在 Spring 的 XML 配置中，通过**context:component-scan** 元素开启 Spring Beans的自动扫描功能

<context:component-scan base-package="com.example.*"></context:component-scan>

其中base-package是你希望自动扫描的路径。

Bean的自动装配

使用@AutoWired注解实现自动装配，如：

public class ProductServiceImpl implements ProductService{
    @Autowired
    private ProductDao productDao;
  1. 全注解

不使用spring配置文件，而是进行全注解开发,因此我们需要使用注解写一个配置类实现和annotation.xml的功能。

在config/目录下创建类文件：

@Configuration
@ComponentScan("com.example")
public class SpringConfig {
}

对应的测试代码：

    @Test
    public void testSaveProduct() {
        ApplicationContext ac = new AnnotationConfigApplicationContext(SpringConfig.class);
        ProductService productService = ac.getBean("productService", ProductService.class);

当然也可以在配置类中使用@Bean标签：

@Configuration
@ComponentScan("com.example")
public class SpringConfig {
    @Bean(name = "productService")
    public ProductServiceImpl creat(){
        return new ProductServiceImpl();
    }
}

对应的测试代码修改一句即可：

ProductService productService = ac.getBean(ProductService.class);

​

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