Spring实际上已经快成为了java后端开发标准的一部分。其框架结构如下图。
Spring Framework
理解Spring中IoC容器和依赖注入是理解Spring的基础。
1、类之间的依赖关系
类之间的依赖(dependency)是指一个类A使用到了另一个类B，所以，有些英文的材料中将这种关系表述为引用(using)。这种关系具有偶然性、临时性，也非常弱，但是，类B的变化会影响到类A。代码中，一般表现为，类A中的某个成员函数用到了某个类B类型的参数，或者类A中的某个成员函数，用到了类B类型的某个临时变量，等等。
在UML中，依赖关系用带箭头的虚线表示，箭头从使用类指向被依赖的类。如下：
依赖关系
如下的代码展示了一个类依赖关系的例子：
// Interface HelloWorld
public interface HelloWorld {
public void sayHello();
}
// Class implements HelloWorld
public class SpringHelloWorld implements HelloWorld {
public void sayHello() {
System.out.println("Spring say Hello!");
}
}
// Other class implements HelloWorld
public class StrutsHelloWorld implements HelloWorld {
public void sayHello() {
System.out.println("Struts say Hello!");
}
}
// And Service class
public class HelloWorldService {
// Field type HelloWorld
private HelloWorld helloWorld;
// Constructor HelloWorldService
// It initializes the values for the field 'helloWorld'
public HelloWorldService() {
this.helloWorld = new StrutsHelloWorld();
}
}
或者
// And Service class
public class HelloWorldService {
// Field type HelloWorld
private HelloWorld helloWorld;
// Constructor HelloWorldService
// It initializes the values for the field 'helloWorld'
public HelloWorldService() {
this.helloWorld = new SpringHelloWorld();
}
}
上面例子的类图如下。
示例类图
生成该类图的PlantUML脚本如下：
@startuml
Title "类图"
interface HelloWorld
HelloWorld <|.. SpringHelloWorld:实现
HelloWorld <|.. StrutsHelloWorld:实现
HelloWorldService ..> HelloWorld:依赖
@enduml
2、反转控制和依赖注入
在上面的例子中，HelloWorldService类通过HelloWorld接口依赖于StrutsHelloWorld和SpringHelloWorld类。
当HelloWorldService对象从它的构造创建时，HelloWorld对象也被创建了。它是从StrutsHelloWorld或者SpringHelloWorld创建的。
在这个例子中，要创建一个HelloWorldService对象，HelloWorld对象(SpringHelloWorld或者StrutsHelloWorld)也同时被创建。目前来看，HelloWorld对象的创建是由HelloWorldService类本身来控制的。
这样，HelloWorldService对象对于SpringHelloWorld和StrutsHelloWorld这两个类是紧耦合的，它们之间的依赖关系是通过java代码绑定的。如果要调整这种依赖，只能够修改java代码并重新编译。这样，是非常不科学，且不方便的。
从这里，我们引入“IoC、控制反转”的概念。控制反转(Inversion of Control，缩写为IoC)的意思是说，我们将创建HelloWorld的控制转交给第三方。通常来说的第三方，就是指IoC容器。
IoC容器充当管理者的角色，创建HelloWorldService对象和HelloWorld对象，并通过setter方法传递HelloWorld对象到HelloWorldService。
这种，实现IoC的方式，叫做“依赖注入”。也就是说，将HelloWorldService依赖的HelloWorld对象，注入到HelloWorldService中。下面是一个示意图。
IoC和依赖注入举例
3、例子
在IDEA中创建一个空的Maven项目(需要选任何archetype)，这里输入的groupid和artifactid如下。
<groupId>com.SpaceCat.SpringHelloWorld</groupId>
<artifactId>SpringHelloWorld</artifactId>
<version>1.0-SNAPSHOT</version>
然后，创建如下图的代码工程目录结构。
工程目录结构
其中，对应的代码如下。
HelloWorldProgram.java：
package com.SpaceCat.HelloWorld.spring;
import com.SpaceCat.HelloWorld.spring.helloworld.HelloWorld;
import com.SpaceCat.HelloWorld.spring.helloworld.HelloWorldService;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;
/**
* Created by chengxia on 2019/4/30.
*/
public class HelloWorldProgram {
public static void main(String[] args) {
ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("beans.xml");
HelloWorldService service = (HelloWorldService) context.getBean("helloWorldService");
HelloWorld hw= service.getHelloWorld();
hw.sayHello();
}
}
HelloWorld.java：
package com.SpaceCat.HelloWorld.spring.helloworld;
/**
* Created by chengxia on 2019/4/30.
*/
public interface HelloWorld {
public void sayHello();
}
HelloWorldService.java：
package com.SpaceCat.HelloWorld.spring.helloworld;
/**
* Created by chengxia on 2019/4/30.
*/
public class HelloWorldService {
private HelloWorld helloWorld;
public HelloWorldService() {
}
public void setHelloWorld(HelloWorld helloWorld) {
this.helloWorld = helloWorld;
}
public HelloWorld getHelloWorld() {
return this.helloWorld;
}
}
SpringHelloWorld.java：
package com.SpaceCat.HelloWorld.spring.helloworld.impl;
import com.SpaceCat.HelloWorld.spring.helloworld.HelloWorld;
/**
* Created by chengxia on 2019/4/30.
*/
public class SpringHelloWorld implements HelloWorld {
public void sayHello() {
System.out.println("Spring Say Hello!!");
}
}
StrutsHelloWorld.java：
package com.SpaceCat.HelloWorld.spring.helloworld.impl;
import com.SpaceCat.HelloWorld.spring.helloworld.HelloWorld;
/**
* Created by chengxia on 2019/4/30.
*/
public class StrutsHelloWorld implements HelloWorld {
public void sayHello() {
System.out.println("Structs Say Hello!!");
}
}
beans.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"
xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">
<bean id="springHelloWorld" class="com.SpaceCat.HelloWorld.spring.helloworld.impl.SpringHelloWorld">
</bean>
<bean id="strutsHelloWorld" class="com.SpaceCat.HelloWorld.spring.helloworld.impl.StrutsHelloWorld">
</bean>
<bean id="helloWorldService"
class="com.SpaceCat.HelloWorld.spring.helloworld.HelloWorldService">
<property name="helloWorld" ref="springHelloWorld"/>
</bean>
</beans>
ClassStructure.puml(该文件只是用于绘制这个工程的类结构图，这个是用的IDEA的PlantUML插件，和工程的运行没有关系，可以不用)：
@startuml
Title "类图"
interface HelloWorld
HelloWorld <|.. SpringHelloWorld:实现
HelloWorld <|.. StrutsHelloWorld:实现
HelloWorldService ..> HelloWorld:依赖
@enduml
pom.xml：
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
<modelVersion>4.0.0</modelVersion>
<groupId>com.SpaceCat.SpringHelloWorld</groupId>
<artifactId>SpringHelloWorld</artifactId>
<version>1.0-SNAPSHOT</version>
<dependencies>
<!-- Spring Core -->
<!-- http://mvnrepository.com/artifact/org.springframework/spring-core -->
<dependency>
<groupId>org.springframework</groupId>
<artifactId>spring-core</artifactId>
<version>4.1.4.RELEASE</version>
</dependency>
<!-- Spring Context -->
<!-- http://mvnrepository.com/artifact/org.springframework/spring-context -->
<dependency>
<groupId>org.springframework</groupId>
<artifactId>spring-context</artifactId>
<version>4.1.4.RELEASE</version>
</dependency>
</dependencies>
</project>
完成之后，运行HelloWorldProgram.java文件，得到如下控制台输出，程序正确运行。
四月 30, 2019 7:37:02 下午 org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext prepareRefresh
信息: Refreshing org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext@6267c3bb: startup date [Tue Apr 30 19:37:02 CST 2019]; root of context hierarchy
四月 30, 2019 7:37:02 下午 org.springframework.beans.factory.xml.XmlBeanDefinitionReader loadBeanDefinitions
信息: Loading XML bean definitions from class path resource [beans.xml]
Spring Say Hello!!
Process finished with exit code 0
如下图中展示了IoC容器依赖注入的示意图。
IoC依赖注入示意图
而在上面结构中，由于引入了Spring框架，如果我们想要调整HelloWorldService对象对于SpringHelloWorld和StrutsHelloWorld的依赖关系，只需要修改
beans.xml配置文件，无需修改java代码或者重新编译。Spring框架提供的这种依赖注入(DI)特性极大地方便了对象依赖关系的管理，使大型Java项目开发更优雅，更灵活和更便于维护。
接下来，我们通过在上面的工程根目录下运行命令
mvn dependency:tree来查看这个工程的用到的依赖和依赖之间的关系。如下。
$ mvn dependency:tree
[INFO] Scanning for projects...
[INFO]
[INFO] -----------< com.SpaceCat.SpringHelloWorld:SpringHelloWorld >-----------
[INFO] Building SpringHelloWorld 1.0-SNAPSHOT
[INFO] --------------------------------[ jar ]---------------------------------
[INFO]
[INFO] --- maven-dependency-plugin:2.8:tree (default-cli) @ SpringHelloWorld ---
[INFO] com.SpaceCat.SpringHelloWorld:SpringHelloWorld:jar:1.0-SNAPSHOT
[INFO] +- org.springframework:spring-core:jar:4.1.4.RELEASE:compile
[INFO] | \- commons-logging:commons-logging:jar:1.2:compile
[INFO] \- org.springframework:spring-context:jar:4.1.4.RELEASE:compile
[INFO] +- org.springframework:spring-aop:jar:4.1.4.RELEASE:compile
[INFO] | \- aopalliance:aopalliance:jar:1.0:compile
[INFO] +- org.springframework:spring-beans:jar:4.1.4.RELEASE:compile
[INFO] \- org.springframework:spring-expression:jar:4.1.4.RELEASE:compile
[INFO] ------------------------------------------------------------------------
[INFO] BUILD SUCCESS
[INFO] ------------------------------------------------------------------------
[INFO] Total time: 1.427 s
[INFO] Finished at: 2019-04-30T19:39:52+08:00
[INFO] ------------------------------------------------------------------------
$
