spring依赖注入原理

赵雪丹
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IOC（Inverse of Control）可翻译为“控制反转”，但大多数人都习惯将它称为“依赖注入”。在Spring中，通过IOC可以将实现类 、参数信息等配置在其对应的配置文件中 ，那么当需要更改实现类或参数信息时，只需要修改配置文件即可，这种方法在上例的基础上更进一步的降低了类与类之间的耦合。我们还可以对某对象所需要的其它对象进行注入 ，这种注入都是在配置文件中做的，Spring的IOC的实现原理利用的就是Java的反射机制，Spring还充当了工厂的角色，我们不需要自己建立工厂类 。Spring的工厂类会帮我们完成配置文件的读取、利用反射机制注入对象等工作，我们可以通过bean的名称获取对应的对象。下面让我们看看如下的模拟Spring的bean工厂类：

1、BeanFactory.java

Java代码
  1. packagecom.yt.manager.spring;
  3. importjava.io.InputStream;
  4. importjava.lang.reflect.Method;
  5. importjava.util.HashMap;
  6. importjava.util.Iterator;
  7. importjava.util.Map;
  8. importorg.apache.log4j.Logger;
  9. importorg.dom4j.Attribute;
  10. importorg.dom4j.Document;
  11. importorg.dom4j.Element;
  12. importorg.dom4j.io.SAXReader;
  14. /**
  15. *@ClassName:BeanFactory
  16. *@Project:base-info
  17. *@Author:zxf
  18. *@Date:2011-5-19
  19. */
  20. publicclassBeanFactory{
  22. Loggerlog=Logger.getLogger(BeanFactory.class);
  23. privateMap<String,Object>beanMap=newHashMap<String,Object>();
  25. /**
  26. *bean工厂的初始化
  27. *
  28. *@paramxml
  29. */
  30. publicvoidinit(Stringxml){
  31. try{
  32. //读取指定的配置文件
  33. SAXReaderreader=newSAXReader();
  34. //从class目录下获取指定的配置文件
  35. ClassLoaderclassLoader=Thread.currentThread().getContextClassLoader();
  36. InputStreaminputStream=classLoader.getResourceAsStream(xml);
  37. //读取xml文件
  38. Documentdocument=reader.read(inputStream);
  39. //获取跟节点
  40. Elementroot=document.getRootElement();
  41. //遍历bean节点
  42. Elementfoo;
  43. for(IteratoriteBean=root.elementIterator("bean");iteBean.hasNext();){
  44. foo=(Element)iteBean.next();
  45. //获取bean的属性id和class
  46. Attributeid=foo.attribute("id");
  47. Attributecls=foo.attribute("class");
  48. //利用java反射机制，通过class的名称获取Class对象
  49. Classbean=Class.forName(cls.getText());
  50. //获取对应class信息
  51. java.beans.BeanInfoinfo=java.beans.Introspector.getBeanInfo(bean);
  52. //获取其属性描述
  53. java.beans.PropertyDescriptorpd[]=info.getPropertyDescriptors();
  54. //设置值的方法
  55. MethodmSet=null;
  56. //创建一个对象(创建此Class对象所表示的类的一个新实例。如同用一个带有一个空参数列表的new表达式实例化该类。如果该类尚未初始化，则初始化这个类。)
  57. Objectobj=bean.newInstance();
  59. //遍历该bean的property属性
  60. for(IteratoriteProperty=foo.elementIterator("property");iteProperty.hasNext();){
  61. ElementelementProperty=(Element)iteProperty.next();
  62. //获取该property的name属性
  63. Attributename=elementProperty.attribute("name");
  64. Stringvalue=null;
  65. //获取该property的子元素value的值
  66. for(IteratoriteValue=elementProperty.elementIterator("value");iteValue.hasNext();){
  67. ElementelementValue=(Element)iteValue.next();
  68. value=elementValue.getText();
  69. break;
  70. }
  72. for(intk=0;k<pd.length;k++){
  73. log.info(pd[k].getName());
  74. if(pd[k].getName().equalsIgnoreCase(name.getText())){
  75. mSet=pd[k].getWriteMethod();
  76. //利用Java的反射机制调用对象的某个set方法，并将值设置进去
  77. mSet.invoke(obj,value);
  78. }
  79. }
  80. }
  81. //将对象放入beanMap中，其中key为id值，value为对象
  82. beanMap.put(id.getText(),obj);
  83. }
  85. }catch(Exceptione){
  86. e.printStackTrace();
  87. }
  88. }
  90. /**
  91. *通过bean的id获取bean的对象.
  92. *@parambeanNamebean的id
  93. *@return返回对应对象
  94. */
  95. publicObjectgetBean(StringbeanName){
  96. Objectobj=beanMap.get(beanName);
  97. returnobj;
  98. }
  100. publicstaticvoidmain(String[]args){
  101. BeanFactoryfactory=newBeanFactory();
  102. factory.init("config.xml");
  103. JavaBeanjavaBean=(JavaBean)factory.getBean("javaBean");
  104. System.out.println("userName="+javaBean.getUserName());
  105. System.out.println("password="+javaBean.getPassWord());
  106. }
  107. }

2、JavaBean.java

Java代码
  1. packagecom.yt.manager.spring;
  3. /**
  4. *@Description:
  5. *@ClassName:JavaBean
  6. *@Project:base-info
  7. *@Author:zxf
  8. *@Date:2011-5-19
  9. */
  10. publicclassJavaBean{
  11. privateStringuserName;
  12. privateStringpassWord;
  14. publicStringgetUserName(){
  15. returnuserName;
  16. }
  18. publicvoidsetUserName(StringuserName){
  19. this.userName=userName;
  20. }
  22. publicStringgetPassWord(){
  23. returnpassWord;
  24. }
  26. publicvoidsetPassWord(StringpassWord){
  27. this.passWord=passWord;
  28. }
  30. }

3、config.xml

Xml代码
  1. <?xmlversion="1.0"encoding="UTF-8"?>
  2. <beans>
  3. <beanid="javaBean"class="com.yt.manager.spring.JavaBean">
  4. <propertyname="userName">
  5. <value>这是姓名</value>
  6. </property>
  7. <propertyname="passWord">
  8. <value>这是密码</value>
  9. </property>
  10. </bean>
  11. </beans>

可以看到，虽然在main()方法中没有对属性赋值，但属性值已经被注入，在BeanFactory类中的Class bean = Class.forName(cls.getText()); 通过类名来获取对应的类，mSet.invoke(obj, value);通过invoke方法来调用特定对象的特定方法，实现的原理都是基于Java的反射机制，在此我们有一次见证了Java反射机制的强大。当然，这只是对IOC的一个简单演示，在Spring中，情况要复杂得多，例如，可以一个bean引用另一个bean，还可以有多个配置文件、通过多种方式载入配置文件等等。不过原理还是采用Java的反射机制来实现IOC的。
在本文中，笔者通过讲述Java反射机制概述与初探、IOC使用的背景、IOC粉墨登场等内容，演示了Java反射机制API的强大功能，并通过编写自己的简单的IOC框架，让读者更好的理解了IOC的实现原理。本文通过IOC的一个简要实现实例，模拟了Spring中IOC的实现，虽然只是完成了Spring中依赖注入的一小部分工作， 但是很好的展现了Java反射机制在Spring中的应用，能使我们能更好的从原理上了解IOC的实现，也能为我们实现自己的准Spring框架提供方案，有兴趣的朋友可以通过Spring的源码进行IOC的进一步的学习。

附：通过java反射机制获取指定类的属性和方法

Java代码
  1. packagecom.yt.manager.spring;
  3. importjava.beans.BeanInfo;
  4. importjava.beans.Introspector;
  5. importjava.beans.MethodDescriptor;
  6. importjava.beans.PropertyDescriptor;
  8. /**
  9. *@Description:java.beans包的使用
  10. *@ClassName:JavaBeans
  11. *@Project:base-info
  12. *@Author:zxf
  13. *@Date:2011-5-19
  14. */
  15. publicclassJavaBeans{
  17. /**
  18. *@paramargs
  19. *@throwsException
  20. */
  21. @SuppressWarnings("rawtypes")
  22. publicstaticvoidmain(String[]args)throwsException{
  23. //返回与带有给定字符串名的类或接口相关联的Class对象
  24. Classbean=Class.forName("com.yt.manager.spring.JavaBean");
  25. //获取指定类的信息
  26. BeanInfoinfo=Introspector.getBeanInfo(bean);
  27. //遍历指定类的方法
  28. MethodDescriptor[]methods=info.getMethodDescriptors();
  29. for(inti=0;i<methods.length;i++){
  30. System.out.println("方法："+methods[i].getDisplayName());
  31. }
  32. //遍历指定类的属性
  33. PropertyDescriptor[]propertys=info.getPropertyDescriptors();
  34. for(intj=0;j<propertys.length;j++){
  35. System.out.println("属性："+propertys[j].getName());
  36. }
  37. }
  39. }

Java代码
  1. packagecom.yt.manager.spring;
  3. importjava.lang.reflect.Method;
  5. /**
  6. *@Description:java.lang.reflect.method类中invoke方法的使用
  7. *@ClassName:MethodInvoke
  8. *@Project:base-info
  9. *@Author:zxf
  10. *@Date:2011-5-19
  11. */
  12. publicclassMethodInvoke{
  14. /**
  15. *@paramargs
  16. *@throwsClassNotFoundException
  17. */
  18. publicstaticvoidmain(String[]args)throwsException{
  20. JavaBeanjavaBean=newJavaBean();
  21. //获取指定类的指定方法，
  22. Classc=Class.forName("com.yt.manager.spring.JavaBean");
  23. Methodmethod=c.getMethod("setUserName",newClass[]{String.class});
  24. //对带有指定参数的指定对象调用由此Method对象表示的底层方法,调用对象javaBean的setuserName方法，参数为"testName"
  25. method.invoke(javaBean,"testName");
  27. System.out.println(javaBean.getUserName());
  28. }
  30. }

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