设计模式之—:控制反转IoC

还记得若干年前第一次接触到Spring框架,概念里它是一个很人性化的Web容器,通常只需要配置bean文件以及数据源,一个demo就能很顺利的跑起来,确实节省了很多代码,可以把更多的精力放在业务逻辑上,但是并不知道其博大精深之处,但凡看到什么设计模式、依赖倒置、控制反转、面向切面,就觉得很费解,很多书一上来就把控制反转的文字概念搬上来,甚至没有举例,让人无所适从。直到前段时间看了一些源码,重拾设计模式,才有点恍然大悟,原来没有那么难理解,当初只是被一些高深的文字唬住了,说这么多不就是为了解耦嘛。


首先了解一下解耦的最基本的原则,
依赖倒置原则(Dependence Inversion Principle,DIP)
A. 上层模块不应该依赖于下层模块,它们共同依赖于一个抽象。
B. 抽象不能依赖于具象,具象依赖于抽象。

DIP原则反复强调了一个词——抽象,意思就是让我们在底层模块或者说更通用的模块中少用具体实现,而应该把具体实现抽象出来,拿抽象来代替具体实现,不就是叫我们采用接口或者抽象类嘛。

举个很简单的例子,我是一个programmer,每天开车上班,假如我的车是奔驰,那么我开车这件事用代码可以表示成

public class Programmer {
    private Benz benz;
    public void driveBenz() {
        benz = new Benz();
        benz.start();
    }
}

public class Benz {
    public void start() {
        System.out.println("Benz is started");
    }
}

Benz是我的车,所以应当作为我的私有属性,注意Programmer调用了Benz,那么这就形成一个依赖关系,即Programmer类依赖于Benz类,假如没有车或者车子没有启动,我也没法drive嘛。

假如某一天我不想开奔驰了,买了一台宝马来开一开呢,那就得把以上代码几乎全部copy一遍,为Programmer类创建一个driveBMW()方法,同时新增一个BMW类,这样的代码导致我多买一辆车,就得多copy几行代码,我把车卖了,还得删改代码,是不是很繁琐。

其实繁琐的根源就是依赖方之间的耦合度太高,重复的修改代码没有任何好处,还会增加风险,这也违反了DIP原则,DIP要求我们尽可能的使用抽象。所以,不管是奔驰还是宝马,都可以把他们抽象成Car,我们把对具体车型的直接依赖变换成对Car的依赖,这样不管我新增什么车辆,都不用修改Programmer的代码了。假如某一天,我不再是一名programmer,成为一名manager了呢,那么我们又可以抽象出一个Person类出来,这样就不需要为不同的角色实现drive方法了,这就是解耦。

public interface Car {
    public void start();
}

public class Benz implements Car {
    public void start() {
        System.out.println("Benz is started");
    }
}

public class Programmer {

    // drive方法可以支持各种Car的子类
    public void drive(Car car) {
        car.start();
    }

    public static void main(String[] args) {
        Programmer p = new Programmer();
        Benz benz = new Benz();
        p.drive(benz);
    }
}

控制反转(Inversion of Control,IoC):调用者不再创建被调用者的实例,由容器创建。这很好理解,就是依赖的双方都不用负责类的实例化操作,我需要哪个对象,容器直接递上来,相当于多了一个管家,所谓衣来伸手、饭来张口,实例化这样的脏活累活全让容器包了。

依赖注入(Dependency Injection,DI):容器创建好实例后再注入调用者称为依赖注入。简单说来,就是容器new完对象然后传递给调用方。Spring支持的注入方式主要有两种:setter注入(setter injection,调用者通过set方法设置被调用类)和构造器注入(constructor injection,调用者通过构造器设置被调用类)。

// 被调用者的抽象
public interface Car {
    public void start();
}

// 调用者的抽象
public interface Person {
    public void setCar(Car car);
    public void drive();
}

// 被调用者的具体类
public class Benz implements Car {
    public void start() {
        System.out.println("Benz is started");
    }
}

// 调用者的具体类
public class Programmer implements Person{

    private Car car;

    // setter方式注入
    public void setCar(Car car) {
        this.car = car;
    }

    public void drive() {
        if (this.car != null)
            car.start();
    }
}

// 容器类
public class MyContainer {
    // 容器持有并管理调用者和被调用者,也可以说是容器的资源
    private Car car;
    private Person person;

    public MyContainer() {
         // 容器资源可以通过不同方式进行初始化
         // 例如,通过读取配置文件获得需要的具体类名称
    }

    public void programmerDrivesBenz() {
        car = new Benz();
        person = new Programmer();
        // 准备好资源并交付
        person.setCar(car);
        person.drive();
    }

    public static void main(String[] args) {
        MyContainer c = new MyContainer();
        c.programmerDrivesBenz();
    }
}

控制反转是依赖倒置的一类,描述调用者与被调用者产生依赖的过程的反转,可以理解为控制权的反转,而依赖注入则是具体的实现方式。控制反转和依赖注入根本目的是为了解耦,通过面向接口的编程,减少核心或者底层模块对具体实现的依赖,核心模块不必关注外部模块的具体实现,依赖关系的建立由第三方容器完成,如,调用不同数据源,这样减少程序的硬编码,提高可扩展性和可伸缩性以及复用性。

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