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【Spring面试题】IOC控制反转和DI依赖注入(详解)

IOC

Inversion of Control

控制反转,是一种面向对象的思想。

控制反转就是把创建和管理 bean 的过程转移给了第三方。而这个第三方,就是 Spring IoC Container,对于 IoC 来说,最重要的就是容器。

通俗点讲,因为项目中每次创建对象是很麻烦的,所以我们使用 Spring IoC 容器来管理这些对象,需要的时候你就直接用,不用管它是怎么来的、什么时候要销毁,只管用就好了。

IOC思想

首先想说说IoC(Inversion of Control,控制反转)。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。这是什么意思呢,举个简单的例子,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、ip号、iq号………,想办法认识她们,投其所好送其所要,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,唱歌像周杰伦,速度像卡洛斯,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代码层面去理解

先看下面几种管理对象的方式

原始方式:

如果不用IOC,我们自己管理对象,通常我们创建A类,创建B类,然后在A类调用B类的某个方法。

缺点:A和B耦合度太高了,你改了B,你也得改A,不好维护。

 

工厂模式:

建立一个工厂类,A类调用工厂类,工厂类调用B类,这样你修改了B,不需要修改A,降低了耦合度。

 

IOC:

实现方式:IOC通过依赖注入来实现,依赖注入的关键是IOC容器SpringContainer,IOC容器的本质也是一个工厂。

 

在执行SpringBoot的run方法之后,会自动创建Spring容器,会自动扫描某些包下的某些bean。 

Spring容器、bean?

Spring容器也叫做IOC容器,本质上就是一个工厂,它不但能管理Bean,还能管理Bean的生命周期、作用域

Bean是Spring容器管理的对象,可以是任何一个java类的实例,例如数据库连接、业务逻辑类、控制器等。

哪些类会被注册到Spring容器?

@ComponentScan,该注解告诉Spring扫描那些包路径下的类,然后判断如果类使用了@Component,@Controller, @Service...等注解,就注入到Spring容器中

Spring容器如何配置第三方的Bean?

Spring容器管理自己写的Bean,你可以加注解来注册到容器里,但是第三方的Bean你如何装配?第三方的类,人家代码是在jar包里面的,你不能轻易改别人的代码,所以不能通过加注解的方式注入。

解决方法:通过配置文件来解决。

配置类,你加一个@Configuration注解,这样这个类就是配置类了。

DI依赖注入? 

DI思想

  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。

  理解了IoC和DI的概念后,一切都将变得简单明了,剩下的工作只是在spring的框架中堆积木而已。

@Autowired实现

一旦你通过@Autowired注解将某个类或成员变量注入到你的类中,你就可以在你的代码中使用这个实例,调用它的方法或访问它的属性。

@Autowired会告诉Spring容器尝试为被注解的类或成员变量自动注入合适的Bean,以满足它们的依赖关系。

当你使用@Autowired时,Spring容器会在应用程序启动时扫描你的类,并尝试查找匹配的Bean,然后自动将它们注入到被注解的类或成员变量中。这样,你就不需要手动实例化和管理这些Bean,Spring容器会为你完成这些任务,从而使你的应用程序更加易于维护和扩展。

大白话来说就是:

你用@Autowired这个注解,就能直接从Spring容器中获取对应类的实例,就可以不用new的方式来创建Spring容器管理的Bean实例。

例如:

假设你有一个服务类MyService,你可以在另一个类中使用@Autowired注解将它注入进来,然后调用MyService的方法:

@Service
public class MyService {public void doSomething() {// 执行某些操作}
}@Controller
public class MyController {@Autowiredprivate MyService myService;public void handleRequest() {// 调用MyService的方法myService.doSomething();}
}

在这个示例中,MyService被注入为MyController的私有成员变量myService。Spring容器会自动将MyService的实例注入到myService成员变量中,然后你可以在handleRequest方法中使用myService来调用MyService的方法。

依赖注入获取Bean的好处:

解耦和可维护性:

直接使用new创建Bean会导致你的代码与具体的Bean实现紧密耦合,降低了代码的可维护性和灵活性。如果将Bean的创建过程放在代码中,当需要更改Bean实现时,你需要修改所有使用new创建Bean的地方,而使用依赖注入可以让你在不修改代码的情况下轻松切换实现。

单一职责原则:

使用new来创建Bean实例将责任混杂在一个类中,可能违反了单一职责原则。Spring的IoC容器负责管理Bean的创建和生命周期,这使得你的类可以专注于其核心职责,而不必关心如何创建依赖的Bean。

依赖注入的好处:

通过依赖注入,你可以在类的外部配置Bean的依赖关系,而不是硬编码在类内部。这样,你可以在不修改代码的情况下配置不同的Bean实现,以满足不同的需求或环境。

测试和模拟:

当你直接使用new创建Bean实例时,很难进行单元测试,因为你无法轻松地替换Bean的实现。使用依赖注入可以方便地使用模拟对象或替代实现进行单元测试。

Spring容器的管理:

Spring容器负责管理Bean的生命周期、作用域和依赖关系。使用容器管理Bean可以确保它们按照预期方式创建和销毁,以及在需要时进行依赖注入

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