IoC容器總結與簡單模擬

作者：信仰や欺騙 2012-02-02 13:04:50

當一個組件需要外部資源時，最直接也最明智的方法是執行查找，這種行為稱為主動查找。但這種查找存在一個缺點——組件需要知道如何獲得資源。那么它的解決方案是什么呢？請看下文。

當一個組件需要外部資源時，最直接也最明智的方法是執行查找，這種行為稱為主動查找。但這種查找存在一個缺點——組件需要知道如何獲得資源。一個好的獲取資源的解決方案是應用IoC（Inversion of Control，控制反轉）。它的思想是反轉資源獲取的方向。傳統的資源查找方式是要求組件向容器發起請求來查找資源，作為回應，容器適時的返回資源。而應用了IoC之后，則是容器主動的將資源推送到它所管理的組件里，組件所要做的僅僅是選擇一種合適的方式接受資源。

IoC是一種通用的設計原則，而DI（Dependency Injection，依賴注入）則是具體的設計模式，它體現了IoC的設計原則。DI是IoC典型的實現，所以IoC與DI術語會被混用。IoC與DI的關系就好比Java中的"接口"和"接口的實現類"的關系一樣。

在DI模式下，容器全權負責的組件的裝配，容器以一些預先定義好的方式（例如setter方法或構造函數）將匹配的資源注入到每個組件里。目前有三種類型的DI：

setter注入，setter注入會存在一些問題，1. 容易出現忘記調用setter方法注入組件所需要的依賴，將會導致NullPointerException異常。2. 代碼會存在安全問題，第一次注入后，不能阻止再次調用setter，除非添加額外的處理工作。但是由于setter注入非常簡單所以非常流行（絕大多數Java IDE都支持自動生成setter方法）。
構造器注入，構造器注入能夠一定程度上解決setter注入的問題。但是該中注入方式也會帶來一些問題，如果組件有很多的依賴，則構造函數的參數列表將變得冗長，會降低代碼可讀性。
接口注入，該注入方式使用的非常少，它要求組件必須實現某個接口，容器正是通過這個接口實現注入依賴的。接口注入的缺點比較明顯，使用接口注入需要實現特定的接口，而接口又特定于容器，所以組件對容器產生了依賴，一旦脫離容器，組件不能重用。這是一種"侵入式"注入。

其中"setter注入"和"構造器注入"是被廣泛運用的，絕大多數的IoC容器都支持這兩種DI類型。

模仿Spring IoC容器

假設一個系統的功能之一是能夠生成PDF或HTML格式的報表。

/*生成報表的通用接口*/ 
public interface ReportBuilder  
{  
    public void build(String data);  
}

生成PDF和HTML格式的實現類：

/*生成HTML格式報表*/ 
public class ReportHtmlBuilder implements ReportBuilder {  
    @Override 
    public void build(String data) {  
        /*示意代碼*/ 
        System.out.println("build html report!");  
    }  
}  
 
/*生成PDF格式報表*/ 
public class ReportPdfBuilder implements ReportBuilder {  
    @Override 
    public void build(String data) {  
        System.out.println("build pdf report!");  
    }  
}

報表服務類：

/*報表服務類*/ 
public class ReportService   
{  
    /*依賴"ReportBuilder"*/ 
    private ReportBuilder builder;  
      
    public ReportBuilder getBuilder()  
    {  
        return builder;  
    }  
      
    /*setter注入*/ 
    public void setBuilder(ReportBuilder builder)  
    {  
        this.builder = builder;  
    }  
 
    public void builderYearReport(int year)  
    {  
        this.builder.build("data");  
    }  
}

IoC容器配置文件"component.properties"

pdfBuilder=com.beliefbitrayal.ioc.inter.imp.ReportPdfBuilder  
htmlBuilder=com.beliefbitrayal.ioc.inter.imp.ReportHtmlBuilder  
reportService=com.beliefbitrayal.ioc.server.ReportService  
reportService.builder=htmlBuilder

IoC容器：

public class Container  
{  
    /*用于儲存Component的容器*/ 
    private Map<String, Object> repository = new HashMap<String, Object>();  
 
    public Container()  
    {  
        try 
        {  
            /*讀取容器配置文件"component.properties"*/ 
            Properties properties = new Properties();  
            properties.load(new FileInputStream("src/component.properties"));  
              
            /*獲取配置文件的每一行信息*/ 
            for(Map.Entry<Object, Object> entry : properties.entrySet())  
            {  
                String key = (String)entry.getKey();  
                String value = (String)entry.getValue();  
                  
                /*處理配置文件的每一行信息*/ 
                this.handler(key, value);  
            }  
        }  
        catch (Exception e)  
        {  
            e.printStackTrace();  
        }  
    }  
      
    private void handler(String key,String value) throws Exception  
    {  
        /*  
         * reportService=com.beliefbitrayal.ioc.server.ReportService  
         * reportService.builder=htmlBuilder  
         * 第一種情況，key值中間沒有"."說明為一個新組件。對它的處理為創建它的對象，將其對象放入Map中。  
         * 第二種情況，key值中間出現"."說明這個屬性條目是一個依賴注入。根據"."的位置將這個key值劃分為兩部分，第一部分為組件的名字，第二部分為  
         * 該組件需要設置的屬性。  
         */ 
        String[] parts = key.split("\\.");  
          
        /*情況1*/ 
        if(parts.length == 1)  
        {  
            /*通過反射的方式創建組件的對象*/ 
            Object object = Class.forName(value).newInstance();  
              
            this.repository.put(key, object);  
        }  
        else 
        {  
            /*對于情況2，首先用key值的第一部分（組件名）獲取組件*/ 
            Object object = this.repository.get(parts[0]);  
              
            /*再使用value值指定的組件名從Map對象中獲取依賴*/ 
            Object reference = this.repository.get(value);  
              
            /*將獲取的依賴注入到指定的組件的相應屬性上，"PropertyUtils"類屬于Apache下Commons BeanUtil第三方類庫，  
             * 要使用它還需要下載Commons Logging第三方類庫  
             */ 
            PropertyUtils.setProperty(object, parts[1], reference);  
        }  
    }  
 
    public Object getComponent(String key)  
    {  
        return this.repository.get(key);  
    }  
}

根據配置文件，我們在場景類中使用的報表應該是HTML格式的：

public class Client  
{  
    public static void main(String[] args)  
    {  
        /*創建容器*/ 
        Container container = new Container();  
          
        /*從容器中獲取"報表服務類"*/ 
        ReportService reportService = (ReportService)container.getComponent("reportService");  
          
        /*顯示報表*/ 
        reportService.builderYearReport(0);  
    }  
}

控制臺的輸出：

build html report!

我們若需要PDF格式的只需要修改屬性文件即可：

pdfBuilder=com.beliefbitrayal.ioc.inter.imp.ReportPdfBuilder  
htmlBuilder=com.beliefbitrayal.ioc.inter.imp.ReportHtmlBuilder  
reportService=com.beliefbitrayal.ioc.server.ReportService  
reportService.builder=pdfBuilder

場景類不變，控制臺輸出：

build pdf report!

容器可以從基于文本的控制文件中讀取組件的定義，這使得容器可以重用。現在即使隨意改變組件的定義，都不用修改容器的代碼。這個例子很好的演示了IoC容器的核心原理和機制。

通過以上分析和舉例，控制反轉IoC就是一個組件的依賴是由容器來裝配，組件不做定位查詢，只提供普通的Java方法讓容器去裝配依賴關系，IoC容器是一般通過setter注入或構造函數注入的方式將依賴注入到組件中的，組件的依賴我們一般通過一個配置文件來描述（XML或Properties），配置文件在IoC容器被構建時讀取解析。

原文鏈接：http://www.cnblogs.com/beliefbetrayal/archive/2012/02/02/2335192.html

【編輯推薦】

Java編程語言的認識誤區
Java Thread的概述與總結
Java路線圖：甲骨文的兩年計劃
Java 8將支持無符號整型
深入研究Java虛擬機的類加載機制

責任編輯：林師授來源：信仰や欺騙的博客

Java Spring