java八股文面试[Spring]——如何实现一个IOC容器

﹏ヽ暗。殇╰゛Y 2024-03-24 20:45 56阅读 0赞

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## 什么是[IOC容器][IOC] ##

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，更重要的使程序的整个体系结构变得非常灵活。在运行期，在外部容器动态的将**依赖对象注入**组件，当外部容器启动后，外部容器就会初始化。创建并管理bean对象，以及销毁他，这种应用本身不负责依赖对象的创建和维护，依赖对象的创建和维护是由外部容器负责的称为**控制反转**。

## IOC（控制反转）和 DI（[依赖注入][Link 1]） ##

**IOC（Inversion of Control，控制反转）**。这是spring的核心，贯穿始终。所谓IOC，对于spring框架来说，就是由spring来负责控制对象的生命周期和对象间的关系。

**DI（依赖注入）**。IOC的一个重点是在系统运行中，动态的向某个对象提供它所需要的其他对象。这一点是通过DI（Dependency Injection，依赖注入）来实现的

### **IOC容器的概念** ###

IOC容器就是具有依赖注入功能的容器，IOC容器负责实例化、定位、配置应用程序中的对象及建立这些对象间的依赖。应用程序无需直接在代码中new相关的对象，应用程序由IOC容器进行组装。在Spring中**BeanFactory**是IOC容器的实际代表者。

Spring IOC容器如何知道哪些是它管理的对象呢？这就需要配置文件，Spring IOC容器通过读取配置文件中的配置元数据，通过元数据对应用中的各个对象进行实例化及装配。一般使用基于**xml配置文件进行配置元数据**，而且Spring与配置文件完全解耦的，可以使用其他任何可能的方式进行配置元数据，比如注解、基于java文件的、基于属性文件的配置都可以。  
那Spring IOC容器管理的对象叫什么呢？

### **Bean的概念** ###

由IOC容器管理的那些组成你应用程序的对象我们就叫它Bean， Bean就是由Spring容器初始化、装配及管理的对象，除此之外，bean就与应用程序中的其他对象没有什么区别了。那IOC怎样确定如何实例化Bean、管理Bean之间的依赖关系以及管理Bean呢？这就需要配置元数据，在Spring中由BeanDefinition代表，后边会详细介绍，配置元数据指定如何实例化Bean、如何组装Bean等。概念知道的差不多了，让我们来做个简单的例子。

### 详解IOC容器 ###

在Spring IOC容器的代表就是org.springframework.beans包中的BeanFactory接口，BeanFactory接口提供了IOC容器最基本功能；而org.springframework.context包下的ApplicationContext接口扩展了BeanFactory，还提供了与Spring AOP集成、国际化处理、事件传播及提供不同层次的context实现 (如针对web应用的WebApplicationContext)。简单说， BeanFactory提供了IOC容器最基本功能，而 ApplicationContext 则增加了更多支持企业级功能支持。ApplicationContext完全继承BeanFactory，因而BeanFactory所具有的语义也适用于ApplicationContext。

#### ApplicationContext接口获取Bean方法简介 ####

*  Object getBean(String name) 根据名称返回一个Bean，客户端需要自己进行类型转换；
 *  T getBean(String name, Class<T> requiredType) 根据名称和指定的类型返回一个Bean，客户端无需自己进行类型转换，如果类型转换失败，容器抛出异常；
 *  T getBean(Class<T> requiredType) 根据指定的类型返回一个Bean，客户端无需自己进行类型转换，如果没有或有多于一个Bean存在容器将抛出异常；
 *  Map<String, T> getBeansOfType(Class<T> type) 根据指定的类型返回一个键值为名字和值为Bean对象的Map，如果没有Bean对象存在则返回空的Map。

#### IOC容器工作流程 ####

让我们来看下IOC容器到底是如何工作。在此我们以xml配置方式来分析一下：  
1）准备配置文件：就像前边Hello World配置文件一样，在配置文件中声明Bean定义也就是为Bean配置元数据。  
2）由IOC容器进行解析元数据： IOC容器的Bean Reader读取并解析配置文件，根据定义生成BeanDefinition配置元数据对象，IOC容器根据BeanDefinition进行实例化、配置及组装Bean。  
3）实例化IOC容器：由客户端实例化容器，获取需要的Bean。

整个过程是不是很简单，执行过程如下，其实IOC容器很容易使用，主要是如何进行Bean定义。下一章我们详细介绍定义Bean。

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### **小结** ###

除了测试程序的代码外，也就是程序入口，**所有代码都没有出现Spring任何组件**，而且所有我们写的代码没有实现框架拥有的接口，因而能非常容易的替换掉Spring，是不是非入侵。  
客户端代码完全面向接口编程，无需知道实现类，可以通过修改配置文件来更换接口实现，客户端代码不需要任何修改。是不是低耦合。  
如果在开发初期没有真正的实现，我们可以模拟一个实现来测试，不耦合代码，是不是很方便测试。  
Bean之间几乎没有依赖关系，是不是很容易重用。

知识来源：

[【基础】如何实现一个IOC容器\_哔哩哔哩\_bilibili][IOC_bilibili]

[什么是IOC容器\_renxingzhadan的博客-CSDN博客][IOC_renxingzhadan_-CSDN]

[c4e2a2958c904ad697a749995b0b86e3.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/13/c050770cd0ee4cfba7896736a9974b42.png
[IOC]: https://so.csdn.net/so/search?q=IOC%E5%AE%B9%E5%99%A8&spm=1001.2101.3001.7020
[Link 1]: https://so.csdn.net/so/search?q=%E4%BE%9D%E8%B5%96%E6%B3%A8%E5%85%A5&spm=1001.2101.3001.7020
[f021207ca7c074ef3cc030ca5c3691f9.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/13/776b3c1f40544895a57189bdb80fb017.png
[IOC_bilibili]: https://www.bilibili.com/video/BV1M24y1z7BR?p=13&vd_source=7ec3a2ec18181a9b64c9a3246305e511
[IOC_renxingzhadan_-CSDN]: https://blog.csdn.net/renxingzhadan/article/details/126510620