Spring IOC 概述

什么是IOC (控制反转)

控制反转（Inversion of Control，简称IOC）是Spring框架的核心原则之一，它表示将对象的创建、配置和生命周期管理的控制权从应用程序代码转移到框架。在传统的程序设计中，程序代码直接控制对象的创建和使用，而在IOC模式下，这种控制权被反转，由Spring容器负责对象的创建和管理。

IOC的核心优势

1. 松耦合设计：组件之间的依赖关系由容器管理，减少了组件间的直接依赖
2. 更好的可测试性：由于组件松散耦合，可以更容易地进行单元测试
3. 更好的模块化：应用程序分解为可重用的、松散耦合的组件
4. 减少样板代码：不需要手动创建对象和处理依赖关系
5. 统一的配置模型：提供了集中式的、一致的配置方式

Spring IOC容器的类型

Spring提供了两种类型的IOC容器：

1. BeanFactory

BeanFactory是Spring IOC容器的基本实现，提供了IOC的基本功能。特点包括：

• 延迟加载：只有在请求Bean时才会实例化
• 适合资源受限的环境
• API相对底层
• 不提供企业级服务(如AOP、国际化等)

Resource resource = new ClassPathResource("applicationContext.xml");
BeanFactory factory = new XmlBeanFactory(resource);
MyBean myBean = (MyBean) factory.getBean("myBean");

2. ApplicationContext

ApplicationContext是BeanFactory的子接口，提供了更多的企业级功能。它是更常用的IOC容器实现，特点包括：

• 预加载：在启动时实例化所有singleton Bean
• 提供企业级服务(如AOP、国际化、事件发布等)
• 支持多种配置方式(XML、注解、Java配置类)

ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
MyBean myBean = context.getBean("myBean", MyBean.class);

IOC容器的实现原理

Spring IOC容器的实现涉及以下几个关键步骤：

1. 配置元数据：定义Bean及其依赖关系
2. 实例化容器：创建IOC容器实例
3. 加载配置：容器读取配置元数据
4. Bean定义注册：将Bean定义注册到容器
5. Bean实例化：根据需要创建Bean实例
6. 依赖注入：注入Bean的依赖项
7. 初始化回调：执行Bean的初始化方法
8. 使用Bean：应用程序使用Bean
9. 销毁回调：在容器关闭时执行销毁方法

配置元数据的方式

Spring IOC容器支持多种配置方式：

1. XML配置

<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
                           http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">

    <bean id="userService" class="com.example.service.UserServiceImpl">
        <property name="userRepository" ref="userRepository"/>
    </bean>
    
    <bean id="userRepository" class="com.example.repository.JdbcUserRepository"/>
</beans>

2. 注解配置

@Service
public class UserServiceImpl implements UserService {
    
    private final UserRepository userRepository;
    
    @Autowired
    public UserServiceImpl(UserRepository userRepository) {
        this.userRepository = userRepository;
    }
    
    // 业务方法
}

@Repository
public class JdbcUserRepository implements UserRepository {
    // 实现方法
}

3. Java配置类

@Configuration
public class AppConfig {
    
    @Bean
    public UserRepository userRepository() {
        return new JdbcUserRepository();
    }
    
    @Bean
    public UserService userService() {
        return new UserServiceImpl(userRepository());
    }
}

依赖注入的方式

Spring支持多种依赖注入方式：

1. 构造器注入

通过构造函数注入依赖：

public class UserServiceImpl implements UserService {
    
    private final UserRepository userRepository;
    
    public UserServiceImpl(UserRepository userRepository) {
        this.userRepository = userRepository;
    }
}

XML配置：

<bean id="userService" class="com.example.service.UserServiceImpl">
    <constructor-arg ref="userRepository"/>
</bean>

2. Setter注入

通过setter方法注入依赖：

public class UserServiceImpl implements UserService {
    
    private UserRepository userRepository;
    
    public void setUserRepository(UserRepository userRepository) {
        this.userRepository = userRepository;
    }
}

XML配置：

<bean id="userService" class="com.example.service.UserServiceImpl">
    <property name="userRepository" ref="userRepository"/>
</bean>

3. 字段注入

通过字段直接注入依赖：

public class UserServiceImpl implements UserService {
    
    @Autowired
    private UserRepository userRepository;
}

总结

Spring的IOC容器是框架的核心，通过控制反转和依赖注入，它实现了松耦合、可测试和可维护的应用程序设计。Spring提供了多种配置方式和依赖注入策略，可以根据不同的需求选择合适的方式。理解IOC的原理和用法是掌握Spring框架的基础。