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Ioc 控制反转

前言

学习过程中,借助别人经验记录一下 原文:blog.csdn.net/wanghao7221…

背景

面向对象方法设计的软件系统中。它的底层实现都是由N个对象组成的,所有的对象通过彼此的合作,最终实现系统的业务逻辑。

图1

如果我们打开机械式手表的后盖,就会看到与上面类似的情形,各个齿轮分别带动时针、分针和秒针顺时针旋转,从而在表盘上产生正确的时间。上图描述的就是这样的一个齿轮组,它拥有多个独立的齿轮,这些齿轮相互啮合在一起,协同工作,共同完成某项任务。我们可以看到,在这样的齿轮组中,如果有一个齿轮出了问题,就可能会影响到整个齿轮组的正常运转。

齿轮组中齿轮之间的啮(nie)合关系,与软件系统中对象之间的耦合关系非常相似。对象之间的耦合关系是无法避免的,也是必要的,这是协同工作的基础。现在,伴随着工业级应用的规模越来越庞大,对象之间的依赖关系也越来越复杂,经常会出现对象之间的多重依赖性关系,因此,架构师和设计师对于系统的分析和设计,将面临更大的挑战。对象之间耦合度过高的系统,必然会出现牵一发而动全身的情形。

图2

耦合关系不仅会出现在对象与对象之间,也会出现在软件系统的各模块之间,以及软件系统和硬件系统之间。如何降低系统之间、模块之间和对象之间的耦合度,是软件工程永远追求的目标之一为了解决对象之间的耦合度过高的问题,软件专家 Michael Mattson 提出了IOC理论,用来实现对象之间的"解耦",目前这个理论已经被成功地应用到实践当中,很多的J2EE项目均采用了IOC框架产品Spring

概念

IOC:Inversion of Control,即控制反转.

"控制反转",不是什么技术,而是一种设计思想

1996年,Michael Mattson在一篇有关探讨面向对象框架的文章中,首先提出了IOC 这个概念。对于面向对象设计及编程的基本思想,前面我们已经讲了很多了,不再赘述,简单来说就是把复杂系统分解成相互合作的对象,这些对象类通过封装以后,内部实现对外部是透明的,从而降低了解决问题的复杂度,而且可以灵活地被重用和扩展。IOC理论提出的观点大体是这样的:借助于“第三方”实现具有依赖关系的对象之间的解耦

在Java开发中,Ioc意味着将你设计好的对象交给容器控制,而不是传统的在你的对象内部直接控制。理解好Ioc的关键是要明确谁控制谁,控制什么,为何是反转(有反转就应该有正转了),哪些方面反转了,那我们来深入分析一下:

  • **谁控制谁,控制什么:**传统Java SE程序设计,我们直接在对象内部通过new进行创建对象,是程序主动去创建依赖对象;而Ioc是有专门一个容器来创建这些对象,即由Ioc容器来控制对 象的创建;谁控制谁?当然是IoC 容器控制了对象;控制什么?那就是主要控制了外部资源获取(不只是对象包括比如文件等)。
  • 为何是反转,哪些方面反转了: 有反转就有正转,传统应用程序是由我们自己在对象中主动控制去直接获取依赖对象,也就是正转;而反转则是由容器来帮忙创建及注入依赖对象;为何是反转?因为由容器帮我们查找及注入依赖对象,对象只是被动的接受依赖对象,所以是反转;哪些方面反转了?依赖对象的获取被反转了

IOC解耦过程

图3

大家看到了吧,由于引进了中间位置的“第三方”,也就是IOC容器,使得A、B、C、D这4个对象没有了耦合关系,齿轮之间的传动全部依靠"第三方"了,全部对象的控制权全部上缴给“第三方”IOC容器,所以,IOC容器成了整个系统的关键核心,它起到了一种类似“粘合剂”的作用,把系统中的所有对象粘合在一起发挥作用,如果没有这个“粘合剂”,对象与对象之间会彼此失去联系,这就是有人把IOC容器比喻成“粘合剂”的由来。

我们再来做个试验:把上图中间的IOC容器拿掉,然后再来看看这套系统:

图4

拿掉IOC容器后的系统,我们现在看到的画面,就是我们要实现整个系统所需要完成的全部内容。这时候,A、B、C、D这4个对象之间已经没有了耦合关系,彼此毫无联系,这样的话,当你在实现A的时候,根本无须再去考虑B、C和D了,对象之间的依赖关系已经降低到了最低程度。所以,如果真能实现IOC容器,对于系统开发而言,这将是一件多么美好的事情,参与开发的每一成员只要实现自己的类就可以了,跟别人没有任何关系!

此时再来看看,控制反转(IOC)到底为什么要起这么个名字?我们来对比一下:软件系统在没有引入IOC容器之前,如图1所示,对象A依赖于对象B,那么对象A在初始化或者运行到某一点的时候,自己必须主动去创建对象B或者使用已经创建的对象B。无论是创建还是使用对象B,控制权都在自己手上。软件系统在引入IOC容器之后,这种情形就完全改变了,图3所示,由于IOC容器的加入,对象A与对象B之间失去了直接联系,所以,当对象A运行到需要对象B的时候,IOC容器会主动创建一个对象B注入到对象A需要的地方。通过前后的对比,我们不难看出来:对象A获得依赖对象B的过程,由主动行为变为了被动行为,控制权颠倒过来了,这就是"控制反转"这个名称的由来。

流程对比

IOC做什么的,可以做什么

IOC不是一种技术,只是一种思想,一个重要的面向对象编程的法则,它能指导我们如何设计出松耦合、更优良的程序。传统应用程序都是由我们在类内部主动创建依赖对象,从而导致类与类之间高耦合,难于测试;有了IOC容器后,把创建和查找依赖对象的控制权交给了容器,由容器进行注入组合对象,所以对象与对象之间是松散耦合,这样也方便测试,利于功能复用,更重要的是使得程序的整个体系结构变得非常灵活。

其实IOC对编程带来的最大改变不是从代码上,而是从思想上,发生了"主从换位"的变化。应用程序原本是老大,要获取什么资源都是主动出击,但是在IOC/DI思想中,应用程序就变成被动的了,被动的等待IoC容器来创建并注入它所需要的资源了。

IOC很好的体现了面向对象设计法则之一—— 好莱坞法则:"别找我们,我们找你";即由IoC容器帮对象找相应的依赖对象并注入,而不是由对象主动去找。

IOC优点

灵活性
- 可以简单的改变一个广泛使用的接口的实现类
- 改变检索策略对于一个给定的类更简单(例如移动服务从类路径的JNDI树)
- 在一个地方调价拦截器是简单的(如添加一个拦截器与基于jdbc的缓存DAO)

可读性
- 这些项目有一个统一的组件模型,而不是零散的。
- 代码更加简单。

可测试性
- 当他们通过构造函数的时候依赖关系很容易取代。
- 可维护性比较好并且便于进行单元测试
- 更多的测试会导致更高的代码质量

IOC缺点

  1. 软件系统中由于引入了第三方IOC容器,生成对象的步骤变得有些复杂,本来是两者之间的事情,又凭空多出一道手续,所以,我们在刚开始使用IOC框架的时候,会感觉系统变得不太直观。所以,引入了一个全新的框架,就会增加团队成员学习和认识的培训成本,并且在以后的运行维护中,还得让新加入者具备同样的知识体系。
  2. 由于IOC容器生成对象是通过反射方式,在运行效率上有一定的损耗。如果你要追求运行效率的话,就必须对此进行权衡。
  3. 具体到IOC框架产品(比如:Spring)来讲,需要进行大量的配制工作,比较繁琐,对于一些小的项目而言,客观上也可能加大一些工作成本。
  4. IOC框架产品本身的成熟度需要进行评估,如果引入一个不成熟的IOC框架产品,那么会影响到整个项目,所以这也是一个隐性的风险。

我们大体可以得出这样的结论:一些工作量不大的项目或者产品,不太适合使用IOC框架产品。另外,如果团队成员的知识能力欠缺,对于IOC框架产品缺乏深入的理解,也不要贸然引入。最后,特别强调运行效率的项目或者产品,也不太适合引入IOC框架产品,像WEB2.0网站就是这种情况。

IOC容器产品

Sun ONE技术体系下的IOC容器有:

   轻量级:Spring、Guice、Pico Container、Avalon、HiveMind;

   重量级:EJB

   不轻不重:JBoss,Jdon、....

Spring框架作为Java开发中SSH(Struts、Spring、Hibernate)三剑客之一,大中小项目中都有使用,非常成熟,应用广泛.
EJB在关键性的工业级项目中也被使用,比如某些电信业务.

.Net技术体系下的IOC容器有: Spring.Net、 Castle

Spring.Net是从Java的Spring移植过来的IOC容器,Castle的IOC容器就是Windsor部分。它们均是轻量级的框架,比较成熟,其中Spring.Net已经被广泛应用于各种项目中。

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