Spring 的本质系列(1) -- 依赖注入

前言： Spring 这个轻量级的框架已经成为Web开发事实上的标准， 不少同学建议我写一些Spring相关的技术， 我刚开始是拒绝的， 因为现在网上相关的文章是在太多了。

后来想想，这些文章更多的关注细节和实现，教大家怎么用，  关注how ,  真正讲解why 的还不多， 我觉得我可以给大家分享下我对Spring本质的感想和体会，这就是这篇文章的由来， 如果大家喜欢，就继续的写下去。

希望你对OO,设计模式，单元测试，XML，反射等技术有一定了解，  不了解也没关系，直接看下去就是了 :-)

1

对象的创建

面向对象的编程语言是用类(Class)来对现实世界进行抽象， 在运行时这些类会生成对象(Object)。 

当然，单独的一个或几个对象根本没办法完成复杂的业务， 实际的系统是由千千万万个对象组成的， 这些对象需要互相协作才能干活，例如对象A调用对象B的方法，那必然会提出一个问题：对象A怎么才能获得对象B的引用呢？

最简单的办法无非是： 当对象A需要使用对象B的时候， 把它给new 出来 ，这也是最常用的办法， java 不就是这么做的？例如：  

Apple a = new Apple();

后来业务变复杂了， 抽象出了一个水果(Fruit)的类， 创建对象会变成这个样子：

Fruit f1 = new Apple();

Fruit f2 = new Banana();

Fruit f3 = ......

很自然的，类似下面的代码就会出现：

这样的代码如果散落在各处，维护起来将会痛苦不堪， 例如你新加一个水果的类型Orange, 那得找到系统中所有的这些创建Fruit的地方，进行修改， 这绝对是一场噩梦。

 

解决办法也很简单， 前辈们早就总结好了：工厂模式 

工厂模式，以及其他模式像抽象工厂， Builder模式提供的都是创建对象的方法。

这背后体现的都是“封装变化”的思想。

 

这些模式只是一些最佳实践而已： 起了一个名称、描述一下解决的问题、使用的范围和场景，码农们在项目中还得自己去编码实现他们。

2

解除依赖

我们再来看一个稍微复杂一点， 更加贴近实际项目的例子：

一个订单处理类，它会被定时调用：  查询数据库中订单的处理情况， 必要时给下订单的用户发信。

（码农翻身注：点击图片看大图）

看起来也没什么难度， 需要注意的是很多类一起协作了， 尤其是OrderProcessor , 它依赖于

OrderService 和 EmailService这两个服务，它获取依赖的方式就是通过单例方法。

如果你想对这个process方法进行单元测试--这也是很多优秀的团队要求的-- 麻烦就来了。 

首先OrderService 确实会从真正的数据库中取得Order信息，你需要确保数据库中有数据， 数据库连接没问题，实际上如果数据库连接Container（例如Tomcat）管理的， 你没有Tomcat很难建立数据库连接。

其次这个EmailService 真的会对外发邮件， 你可不想对真正的用户发测试邮件，当然你可以修改数据库，把邮件地址改成假的，但那样很麻烦， 并且EmailService 会抛出一堆错误来，很不爽。

所有的这些障碍， 最终会导致脆弱的单元测试： 速度慢， 不可重复，需要手工干预，不能独立运行。

想克服这些障碍， 一个可行的办法就是不在方法中直接调用OrderService和EmailService的getInstance()方法， 而是把他们通过setter方法传进来。

通过这种方式，你的单元测试就可以构造一个假的OrderService 和假的EmailService 了。

例如OrderService 的冒牌货可以是MockOrderService , 它可以返回你想要的任何Order 对象， 而不是从数据库取。

MockEmailService 也不会真的发邮件， 而是把代码中试图发的邮件保存下来， 测试程序可以检查是否正确。

你的测试代码可能是这样的：

当然， 有经验的你马上就会意识到： 需要把OrderService 和 EmailService 变成 接口或者抽象类， 这样才可以把Mock对象传进来。 

这其实也遵循了面向对象编程的另外一个要求： 对接口编程， 而不是对实现编程。

3

Spring 依赖注入

啰啰嗦嗦说了这么多， 快要和Spring扯上关系了。

 

上面的代码其实就是实现了一个依赖的注入，把两个冒牌货注入到业务类中(通过set方法)， 这个注入的过程是在一个测试类中通过代码完成的。

既然能把冒牌货注入进去，  那毫无疑问，肯定也能把一个正经的类安插进去， 因为setter 方法接受的是接口，而不是具体类。

用这种方式来处理对象之间的依赖， 会强迫你对接口编程， 好处显而易见。 

随着系统复杂度的增长， 这样的代码会越来越多， 最后也会变得难于维护。 

能不能把各个类之间的依赖关系统一维护呢？

能不能把系统做的更加灵活一点，用声明的方式而不是用代码的方式来描述依赖关系呢？

肯定可以， 在Java 世界里，如果想描述各种逻辑关系， XML是不二之选：

(点击图片看大图)

公众号“码农翻身”友情提示：我们熟悉的bean 又出现了， 想了解历史的可以看下文章《Java帝国之Java bean (上)》 和《Java帝国之Java bean (下)》

这个xml 挺容易理解的， 但是仅仅有它还不够， 还缺一个解析器（假设叫做XmlAppContext）来解析，处理这个文件，基本过程是：

0. 解析xml, 获取各种元素

1. 通过Java反射把各个bean 的实例创建起来： com.coderising.OrderProcessor   , OrderServiceImpl, EmailServiceImpl. 

2. 还是通过Java反射调用OrderProcessor的两个方法：setOrderService(....)  和 setEmailService(...) 把orderService , emailService 实例 注入进去。

应用程序使用起来就简单了：

XmlAppContext ctx = new XmlAppContext("c:\\bean.xml");

OrderProcessor op = (OrderProcessor) ctx.getBean("order-processor");

op.process();

其实Spring的处理方式和上面说的非常类似， 当然Spring 处理了更多的细节，例如不仅仅是setter方法注入， 还可以构造函数注入，init 方法， destroy方法等等， 基本思想是一致的。

既然对象的创建过程和装配过程都是Spring做的， 那Spring 在这个过程中就可以玩很多把戏了， 比如对你的业务类做点字节码级别的增强， 搞点AOP什么的， 这都不在话下了。 

4

IoC vs DI

“不要给我们打电话，我们会打给你的(don‘t call us, we‘ll call you)”这是著名的好莱坞原则。

在好莱坞，把简历递交给演艺公司后就只有回家等待。由演艺公司对整个娱乐项目完全控制，演员只能被动式的接受公司的差使,在需要的环节中，完成自己的演出。

这和软件开发有一定的相似性， 演员们就像一个个Java Object, 最早的时候自己去创建自己所依赖的对象，   有了演艺公司（Spring容器）的介入，所有的依赖关系都是演艺公司搞定的， 于是控制就翻转了 

Inversion of Control, 简称IoC。 

但是IoC这个词不能让人更加直观和清晰的理解背后所代表的含义， 于是Martin Flower先生就创造了一个新词 : 依赖注入 (Dependency Injection，简称DI),  是不是更加贴切一点？

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