本文主要讲解依赖注入(设值注入、构造注入),作用是可以使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益于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。
一、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)。
(1)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。
(2)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(简单工厂的设计模式可以研究下)。
(3)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。
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。
二、依赖注入方式
1. 设值注入:设值注入是指通过setter方法传入被调用者的实例。这种注入方式简单、直观,因而在Spring的依赖注入里大量使用。
demo程序:
package test.di; /** * 定义Person接口 * * @author quyang.ybb * */ public interface Person { // Person接口里定义一个使用斧子的方法 public void useAxe(); }
package test.di; /** * 定义Axe的接口 * * @author quyang.ybb * */ public interface Axe { // Axe接口里有个砍的方法 public String chop(); }
/** * */ package test.di.impl; import test.di.Axe; import test.di.Person; /** * Chinese实现Person接口 * * @author quyang.ybb * */ public class Chinese implements Person { // 面向Axe接口编程,而不是具体的实现类 private Axe axe; // 默认的构造器 public Chinese() { } public void setAxe(Axe axe) { this.axe = axe; } @Override public void useAxe() { System.out.println(axe.chop()); } }
/** * */ package test.di.impl; import test.di.Axe; /** * @author quyang.ybb * */ public class StoneAxe implements Axe { @Override public String chop() { return "石斧砍柴好慢"; } }xml配置文件context.xml:
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:p="http://www.springframework.org/schema/p" xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context" xmlns:webflow="http://www.springframework.org/schema/webflow-config" xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd" default-autowire="byName "> <bean id="axe" class="test.di.impl.StoneAxe" /> <bean id="chinese" class="test.di.impl.Chinese"> <property name="axe" ref="axe"></property> </bean> </beans>
从配置文件中,可以看到Spring管理bean的灵巧性。bean与bean之间的依赖关系放在配置文件里组织,而不是写在代码里。通过配置文件的指定,Spring能精确地为每个bean注入属性。因此,配置文件里的bean的class元素,不能仅仅是接口,而必须是真正的实现类。
Spring会自动接管每个bean定义里的property元素定义。Spring会在执行无参数的构造器后、创建默认的bean实例后,调用对应的setter方法为程序注入属性值。property定义的属性值将不再由该bean来主动创建、管理,而改为被动接收Spring的注入。
每个bean的id属性是该bean的惟一标识,程序通过id属性访问bean,bean与bean的依赖关系也通过id属性完成。
测试程序1:
package test.di.main; import org.springframework.context.ApplicationContext; import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext; import test.di.Person; /** * @author quyang.ybb * */ public class MainTest { /** * @param args */ public static void main(String[] args) { ApplicationContext applicationContext = new ClassPathXmlApplicationContext("test/di/main/context.xml"); Person person = (Person) applicationContext.getBean("chinese"); person.useAxe(); } }
程序的执行结果如下:
七月 26,2015 9:30:26 上午 org.springframework.context.support.AbstractApplicationContext prepareRefresh 信息: Refreshing org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext@1edad6d0: startup date [Sun Jul 26 09:30:26 CST 2015]; root of context hierarchy 七月 26,2015 9:30:26 上午 org.springframework.beans.factory.xml.XmlBeanDefinitionReader loadBeanDefinitions 信息: Loading XML bean definitions from class path resource [test/di/main/context3.xml] 七月 26,2015 9:30:27 上午 org.springframework.beans.factory.support.DefaultListablebeanfactory preInstantiateSingletons 信息: Pre-instantiating singletons in org.springframework.beans.factory.support.DefaultListablebeanfactory@26d82faa: defining beans [axe,chinese3]; root of factory hierarchy 钢斧砍柴真快 七月 26,chinese3]; root of factory hierarchy 钢斧砍柴真快
主程序调用Person的useAxe()方法时,该方法的方法体内需要使用Axe的实例,但程序里没有任何地方将特定的Person实例和Axe实例耦合在一起。或者说,程序里没有为Person实例传入Axe的实例,Axe实例由Spring在运行期间动态注入。
Person实例不仅不需要了解Axe实例的具体实现,甚至无须了解Axe的创建过程。程序在运行到需要Axe实例的时候,Spring创建了Axe实例,然后注入给需要Axe实例的调用者。Person实例运行到需要Axe实例的地方,自然就产生了Axe实例,用来供Person实例使用。调用者不仅无须关心被调用者的实现过程,连工厂定位都可以省略(真是按需分配啊!)。
如果需要改写Axe的实现类。或者说,提供另一个实现类给Person实例使用。Person接口、Chinese类都无须改变。只需提供另一个Axe的实现,然后对配置文件进行简单的修改即可。
Axe的另一个实现如下:
/** * */ package test.di.impl; import test.di.Axe; /** * @author quyang.ybb * */ public class SteelAxe implements Axe { @Override public String chop() { return "钢斧砍柴真快"; } }然后,修改原来的Spring配置文件,配置文件context2.xml如下:
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:p="http://www.springframework.org/schema/p" xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context" xmlns:webflow="http://www.springframework.org/schema/webflow-config" xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd" default-autowire="byName "> <bean id="axe" class="test.di.impl.SteelAxe" /> <bean id="chinese" class="test.di.impl.Chinese"> <property name="axe" ref="axe"></property> </bean> </beans>测试程序2:
package test.di.main; import org.springframework.context.ApplicationContext; import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext; import test.di.Person; /** * @author quyang.ybb * */ public class MainTest2 { /** * @param args */ public static void main(String[] args) { ApplicationContext applicationContext = new ClassPathXmlApplicationContext("test/di/main/context2.xml"); Person person = (Person) applicationContext.getBean("chinese"); person.useAxe(); } }程序执行结果:
七月 26,2015 9:54:52 上午 org.springframework.context.support.AbstractApplicationContext prepareRefresh 信息: Refreshing org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext@1edad6d0: startup date [Sun Jul 26 09:54:51 CST 2015]; root of context hierarchy 七月 26,2015 9:54:52 上午 org.springframework.beans.factory.xml.XmlBeanDefinitionReader loadBeanDefinitions 信息: Loading XML bean definitions from class path resource [test/di/main/context2.xml] 七月 26,2015 9:54:52 上午 org.springframework.beans.factory.support.DefaultListablebeanfactory preInstantiateSingletons 信息: Pre-instantiating singletons in org.springframework.beans.factory.support.DefaultListablebeanfactory@57083eaa: defining beans [axe,chinese]; root of factory hierarchy 钢斧砍柴真快
Person与Axe间没有任何代码耦合,bean与bean间的依赖关系由Spring管理。采用setter方法为目标bean注入属性的方式,称为设值注入。
业务对象的更换变得相当简单,对象与对象之间的依赖关系从代码里分离出来,通过配置文件动态管理。
2. 构造注入:所谓构造注入,指通过构造函数来完成依赖关系的设定,而不是通过setter方法。对前面代码Chinese类做简单修改为Chinese3类,修改后的代码如下:
/** * */ package test.di.impl; import test.di.Axe; import test.di.Person; /** * Chinese1实现Person接口 * * @author quyang.ybb * */ public class Chinese3 implements Person { // 面向Axe接口编程,而不是具体的实现类 private Axe axe; // 默认的构造器 public Chinese3() { } // 构造注入所需的带参数的构造器 public Chinese3(Axe axe) { this.axe = axe; } // 实现Person接口的useAxe方法 @Override public void useAxe() { System.out.println(axe.chop()); } }
不需要原来Chinese类里的setAxe方法,构造Person实例时,Spring为Person实例注入所依赖的Axe实例。构造注入的配置文件也需做简单的修改,修改后的配置文件context3.xml:
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:p="http://www.springframework.org/schema/p" xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context" xmlns:webflow="http://www.springframework.org/schema/webflow-config" xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd" default-autowire="byName "> <bean id="axe" class="test.di.impl.SteelAxe" /> <bean id="chinese3" class="test.di.impl.Chinese3"> <constructor-arg ref="axe"> </constructor-arg> </bean> </beans>测试程序3:
package test.di.main; import org.springframework.context.ApplicationContext; import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext; import test.di.Person; /** * @author quyang.ybb * */ public class MainTest3 { /** * @param args */ public static void main(String[] args) { ApplicationContext applicationContext = new ClassPathXmlApplicationContext("test/di/main/context3.xml"); Person person = (Person) applicationContext.getBean("chinese3"); person.useAxe(); } }程序运行结果:
七月 26,2015 9:57:33 上午 org.springframework.context.support.AbstractApplicationContext prepareRefresh 信息: Refreshing org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext@1edad6d0: startup date [Sun Jul 26 09:57:33 CST 2015]; root of context hierarchy 七月 26,2015 9:57:33 上午 org.springframework.beans.factory.xml.XmlBeanDefinitionReader loadBeanDefinitions 信息: Loading XML bean definitions from class path resource [test/di/main/context3.xml] 七月 26,2015 9:57:33 上午 org.springframework.beans.factory.support.DefaultListablebeanfactory preInstantiateSingletons 信息: Pre-instantiating singletons in org.springframework.beans.factory.support.DefaultListablebeanfactory@26d82faa: defining beans [axe,chinese3]; root of factory hierarchy 钢斧砍柴真快执行效果与使用steelAxe设值注入时的执行效果完全一样。区别在于:创建Person实例中Axe属性的时机不同——设值注入是现创建一个默认的bean实例,然后调用对应的构造方法注入依赖关系。而构造注入则在创建bean实例时,已经完成了依赖关系的设置。
PS:Spring使用spring-beans.dtd文件来定义beanfactory的XML配置规范。可以在http://www.springframework.org/dtd/spring-beans.dtd找到该dtd文件
demo程序附图: