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Spring IOC容器详解：深入理解控制反转与依赖注入

article 2025/3/25 21:25:35

一、什么是IOC？

在java当中一个类想要使用另一个类的方法，就必须在这个类当中创建这个类的对象，那么可能会出现如下情况，比如A类当中创建着B对象，B类当中有C对象，C类当中有A对象，这个如果一个类出了问题，那么可能会导致这个框架出现问题。 Spring 将创建对象的权利给了IOC，在IOC当中创建了ABC三个对象吗，那么我们我们其他的类只需要调用集合，大大的解决了程序耦合性的问题。

IOC（Inversion of Control，控制反转） 是Spring框架的基石，其核心在于将对象的创建、依赖注入和生命周期管理权交给容器。传统开发中，对象间的强耦合关系会导致“牵一发而动全身”的问题，而IOC通过工厂模式+反射机制实现了彻底的解耦。例如：

// 传统方式：类A直接依赖类B
class A {
    B b = new B();
}

IOC的优势：

解耦：通过Spring容器统一管理对象生命周期，避免类之间的直接依赖。
灵活性：修改依赖关系时无需改动源码，只需调整配置文件或注解。

二、IOC容器的底层原理

IOC的实现基于以下技术：

dom4j解析XML：读取配置文件中的Bean定义。
工厂模式：通过工厂类解耦对象创建过程。
反射机制：动态创建对象实例。

实现流程：

定义Bean：在XML中配置对象信息。
创建工厂类：

<bean id="user" class="com.qcby.entity.User"/>

public class BeanFactory {
    public static Object getBean(String id) {
        // 1. 解析XML获取类路径
        String className = "com.qcby.entity.User";
        // 2. 反射创建对象
        return Class.forName(className).newInstance();
    }
}

三、IOC容器的两种实现

1. BeanFactory（基础容器）

特点：懒加载，仅在首次请求对象时创建实例。
适用场景：资源受限环境，如移动应用。

2. ApplicationContext（高级容器）

特点：预加载，启动时即创建所有单例Bean。
功能增强：支持国际化、事件传播等。
常用实现类：
- ClassPathXmlApplicationContext：从类路径加载配置。
- FileSystemXmlApplicationContext：从文件系统加载配置。

四、Bean管理：XML配置方式

1. 创建对象

<bean id="user" class="com.qcby.entity.User"/>

默认调用无参构造器，若类没有无参构造器会报错。

2. 属性注入

(1) Setter注入

public class User {
    private String name;
    public void setName(String name) { this.name = name; }
}

<bean id="user" class="com.qcby.entity.User">
    <property name="name" value="张三"/>
</bean>

(2) 构造器注入

public class Car {
    private String name;
    public Car(String name) { this.name = name; }
}

<bean id="car" class="com.qcby.eneity.Car">
    <constructor-arg name="name" value="宝马"/>
</bean>

(3) 集合类型注入

<bean id="collectionBean" class="com.qcby.entity.CollectionBean">
    <property name="list">
        <list>
            <value>元素1</value>
            <value>元素2</value>
        </list>
    </property>
    <property name="map">
        <map>
            <entry key="k1" value="v1"/>
        </map>
    </property>
</bean>

五、Bean管理：注解方式

1. 常用注解

@Component：通用组件标记。
@Controller：表现层组件。
@Service：业务层组件。
@Repository：持久层组件。

2. 使用步骤

(1) 开启注解扫描

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

(2) 定义Bean

@Service("userService")
public class UserServiceImpl implements UserService {
    // ...
}

(3) 属性注入

@Autowired：按类型自动装配。
@Qualifier：按名称装配，需与@Autowired配合。
@Value：注入基本类型值。

@Service
public class UserService {
    @Autowired
    @Qualifier("userDao")
    private UserDao userDao;
    
    @Value("${jdbc.url}")
    private String jdbcUrl;
}

六、纯注解配置（Spring Boot风格）

1. 核心注解

@Configuration：标记类为配置类。
@ComponentScan：指定扫描包路径。

2. 配置示例

@Configuration
@ComponentScan("com.qcby")
public class AppConfig {
    @Bean
    public DataSource dataSource() {
        return new DruidDataSource();
    }
}

3. 测试代码

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        ApplicationContext ctx = 
            new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
        UserService userService = ctx.getBean(UserService.class);
    }
}