之前小V分享面试经历时说到了这个问题,发现之前使用spring时只是单纯的使用,并没有深入思考spring的IOC相较于传统的工厂模式到底有什么优势,为什么要使用它。因此经过查找资料和参考别人的博客,记录下了这个问题。

示例

先通过一个例子来对比Spring Ioc与工厂模式。
假设有三个类,Human(人类)是接口,Chinese(中国人)是一个子类,American(美国人)是另外一个子类。源码如下:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
package cn.com.chengang.spring;
public interface Human {
void eat();
void walk();
}
package cn.com.chengang.spring;
public class Chinese implements Human {
/* (非 Javadoc)
* @see cn.com.chengang.spring.Human#eat()
*/
public void eat() {
System.out.println("中国人对吃很有一套");
}
/* (非 Javadoc)
* @see cn.com.chengang.spring.Human#walk()
*/
public void walk() {
System.out.println("中国人行如飞");
}
}
package cn.com.chengang.spring;
public class American implements Human {
/* (非 Javadoc)
* @see cn.com.chengang.spring.Human#eat()
*/
public void eat() {
System.out.println("美国人主要以面包为主");
}
/* (非 Javadoc)
* @see cn.com.chengang.spring.Human#walk()
*/
public void walk() {
System.out.println("美国人以车代步,有四肢退化的趋势");
}
}

对以上对象采用工厂模式的用法如下

创建一个工厂类Factory,如下。这个工厂类里定义了两个字符串常量,所标识不同的人种。getHuman方法根据传入参数的字串,来判断要生成什么样的人种。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
package cn.com.chengang.spring;
public class Factory {
public final static String CHINESE = "Chinese";
public final static String AMERICAN = "American";
public Human getHuman(String ethnic) {
if (ethnic.equals(CHINESE))
return new Chinese();
else if (ethnic.equals(AMERICAN))
return new American();
else
throw new IllegalArgumentException("参数(人种)错误");
}
}

下面是一个测试的程序,使用工厂方法来得到了不同的“人种对象”,并执行相应的方法。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
package cn.com.chengang.spring;
public class ClientTest {
public static void main(String[] args) {
Human human = null;
human = new Factory().getHuman(Factory.CHINESE);
human.eat();
human.walk();
human = new Factory().getHuman(Factory.AMERICAN);
human.eat();
human.walk();
}
}

采用Spring的IoC的用法如下

在项目根目录下创建一个bean.xml文件

1
2
3
4
5
6
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE beans PUBLIC "-//SPRING//DTD BEAN//EN" "http://www.springframework.org/dtd/spring-beans.dtd">
<beans>
<bean id="Chinese" class="cn.com.chengang.spring.Chinese"/>
<bean id="American" class="cn.com.chengang.spring.American"/>
</beans>

修改ClientTest程序如下:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
package cn.com.chengang.spring;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.support.FileSystemXmlApplicationContext;
public class ClientTest {
public final static String CHINESE = "Chinese";
public final static String AMERICAN = "American";
public static void main(String[] args) {
// Human human = null;
// human = new Factory().getHuman(Factory.CHINESE);
// human.eat();
// human.walk();
// human = new Factory().getHuman(Factory.AMERICAN);
// human.eat();
// human.walk();
ApplicationContext ctx = new FileSystemXmlApplicationContext("bean.xml");
Human human = null;
human = (Human) ctx.getBean(CHINESE);
human.eat();
human.walk();
human = (Human) ctx.getBean(AMERICAN);
human.eat();
human.walk();
}
}

从这个程序可以看到,ctx就相当于原来的Factory工厂,原来的Factory就可以删除掉了。然后又把Factory里的两个常量移到了ClientTest类里,整个程序结构基本一样。

再回头看原来的bean.xml文件的这一句:

1
<bean id="Chinese" class="cn.com.chengang.spring.Chinese"/>

id就是ctx.getBean的参数值,一个字符串。class就是一个类(包名+类名)。然后在ClientTest类里获得Chinese对象就是这么一句

1
human = (Human) ctx.getBean(CHINESE);

因为getBean方法返回的是Object类型,所以前面要加一个类型转换。

总结

1. 也许有人说,IoC和工厂模式不是一样的作用吗,用IoC好象还麻烦一点。

举个例子,如果用户需求发生变化,要把Chinese类修改一下。那么前一种工厂模式,就要更改Factory类的方法,并且重新编译布署。而IoC只需 要将class属性改变一下,并且由于IoC利用了Java反射机制,这些对象是动态生成的,这时我们就可以热插拨Chinese对象(不必把原程序停止 下来重新编译布署)

2. 也许有人说,即然IoC这么好,那么我把系统所有对象都用IoC方式来生成。

注意,IoC的灵活性是有代价的:设置步骤麻烦、生成对象的方式不直观、反射比正常生成对象在效率上慢一点。因此使用IoC要看有没有必要,我认为比较通用的判断方式是:用到工厂模式的地方都可以考虑用IoC模式。

3. 关于IoC的低侵入性。

什么是低侵入性?如果你用过Struts或EJB就会发现,要继承一些接口或类,才能利用它们的框架开发。这样,系统就被绑定在Struts、EJB上 了,对系统的可移植性产生不利的影响。如果代码中很少涉及某一个框架的代码,那么这个框架就可以称做是一个低侵入性的框架。

Spring的侵入性很低,Humen.java、Chinese.java等几个类都不必继承什么接口或类。但在ClientTest里还是有一些 Spring的影子:FileSystemXmlApplicationContext类和ctx.getBean方式等。

现在,低侵入性似乎也成了判定一个框架的实现技术好坏的标准之一。

4. spring解决的问题

Spring能有效地组织J2EE应用各层的对象。不管是控制层的Action对象,还是业务层的Service对象,还是持久层的DAO对象, 都可在Spring的管理下有机地协调、运行。Spring将各层的对象以松耦合的方式组织在一起,Action对象无须关心Service对象的具体实 现,Service对象无须关心持久层对象的具体实现,各层对象的调用完全面向接口。当系统需要重构时,代码的改写量将大大减少。

上面所说的一切都得宜于Spring的核心机制,依赖注入。依赖注入让bean与bean之间以配置文件组织在一起,而不是以硬编码的方式耦合在一起。理解依赖注入

依赖注入(Dependency Injection)和控制反转(Inversion of Control)是同一个概念。具体含义是:当某个角色(可能是一个Java实例,调用者)需要另一个角色(另一个Java实例,被调用者)的协助时,在 传统的程序设计过程中,通常由调用者来创建被调用者的实例。但在Spring里,创建被调用者的工作不再由调用者来完成,因此称为控制反转;创建被调用者 实例的工作通常由Spring容器来完成,然后注入调用者,因此也称为依赖注入。

不管是依赖注入,还是控制反转,都说明Spring采用动态、灵活的方式来管理各种对象。对象与对象之间的具体实现互相透明。在理解依赖注入之前,看如下这个问题在各种社会形态里如何解决:一个人(Java实例,调用者)需要一把斧子(Java实例,被调用者)。

  • 原始社会里,几乎没有社会分工。需要斧子的人(调用者)只能自己去磨一把斧子(被调用者)。对应的情形为:Java程序里的调用者自己创建被调用者。

  • 进入工业社会,工厂出现。斧子不再由普通人完成,而在工厂里被生产出来,此时需要斧子的人(调用者)找到工厂,购买斧子,无须关心斧子的制造过程。对应Java程序的简单工厂的设计模式。

  • 进入“按需分配”社会,需要斧子的人不需要找到工厂,坐在家里发出一个简单指令:需要斧子。斧子就自然出现在他面前。对应Spring的依赖注入。

  • 对应在工作中,则有以下区别

  • 第一种情况下,Java实例的调用者创建被调用的Java实例,必然要求被调用的Java类出现在调用者的代码里。无法实现二者之间的松耦合。

  • 第二种情况下,调用者无须关心被调用者具体实现过程,只需要找到符合某种标准(接口)的实例,即可使用。此时调用的代码面向接口编程,可以让调用者和被调用者解耦,这也是工厂模式大量使用的原因。但调用者需要自己定位工厂,调用者与特定工厂耦合在一起。

  • 第三种情况下,调用者无须自己定位工厂,程序运行到需要被调用者时,系统自动提供被调用者实例。事实上,调用者和被调用者都处于Spring的管理下,二者之间的依赖关系由Spring提供。

所谓依赖注入,是指程序运行过程中,如果需要调用另一个对象协助时,无须在代码中创建被调用者,而是依赖于外部的注入。

Spring的依赖注入对调用者和被调用者几乎没有任何要求,完全支持对POJO之间依赖关系的管理。依赖注入通常有两种:

  • 设值注入。

  • 构造注入。