Spring-IOC诞生的缘由与其技术思想
- 友情提醒:
- 本文章 并没有深挖spring-IOC的源码与其具体的使用方法,只是讲述了spring-IOC所解决的问题以及其所应用的技术思想,并通过具体的实例来让读者对该技术思想有一个整体上的认识,方便读者今后对spring-IOC的深究。
- 本文所使用的代码如下,若有所需请自行下载:
- https://files.cnblogs.com/files/02SWD/yishen.rar?t=1646735522
1. 什么是程序耦合
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在介绍ioc之前,我们首先要了解一下什么是程序的耦合性:
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耦合性(Coupling),也叫耦合度,是对模块间关联程度的度量。耦合的强弱取决于模块间接口的复杂性、调用模块的方式以及通过界面传送数据的多少。模块间的耦合度是指模块之间的依赖关系,包括控制关系、调用关系、数据传递关系。
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模块间联系越多,其耦合性越强,同时表明其独立性越差( 降低耦合性,可以提高其独立性)。
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耦合性存在于各个领域,而非软件设计中独有的,但是我们只讨论软件工程中的耦合。在软件工程中,耦合指的就是就是对象之间的依赖性。对象之间的耦合越高,维护成本越高。因此对象的设计应使类和构件之间的耦合最小。软件设计中通常用耦合度和内聚度作为衡量模块独立程度的标准。划分模块的一个准则就是高内聚低耦合。它有如下分类:
- 内容耦合。当一个模块直接修改或操作另一个模块的数据时,或一个模块不通过正常入口而转入另一个模块时,这样的耦合被称为内容耦合。内容耦合是最高程度的耦合,应该避免使用之。
- 公共耦合。两个或两个以上的模块共同引用一个全局数据项,这种耦合被称为公共耦合。在具有大量公共耦合的结构中,确定究竟是哪个模块给全局变量赋了一个特定的值是十分困难的。
- 外部耦合。一组模块都访问同一全局简单变量而不是同一全局数据结构,而且不是通过参数表传递该全局变量的信息,则称之为外部耦合。
- 控制耦合。一个模块通过接口向另一个模块传递一个控制信号,接受信号的模块根据信号值而进行适当的动作,这种耦合被称为控制耦合。
- 标记耦合。若一个模块 A 通过接口向两个模块 B 和 C 传递一个公共参数,那么称模块 B 和 C 之间存在一个标记耦合。
- 数据耦合。模块之间通过参数来传递数据,那么被称为数据耦合。数据耦合是最低的一种耦合形式,系统中一般都存在这种类型的耦合,因为为了完成一些有意义的功能,往往需要将某些模块的输出数据作为另一些模块的输入数据。
- 非直接耦合。两个模块之间没有直接关系,它们之间的联系完全是通过主模块的控制和调用来实现的。
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总述:
- 耦合是影响软件复杂程度和设计质量的一个重要因素,在设计上我们应采用以下原则:如果模块间必须存在耦合,就尽量使用数据耦合,少用控制耦合,限制公共耦合的范围,尽量避免使用内容耦合。
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内聚与耦合:
- 内聚 标志一个模块内各个元素彼此结合的紧密程度,它是信息隐蔽和局部化概念的自然扩展。内聚是从功能角度来度量模块内的联系,一个好的内聚模块应当恰好做一件事。它描述的是模块内的功能联系。
- 耦合 是软件结构中各模块之间相互连接的一种度量,耦合强弱取决于模块间接口的复杂程度、进入或访问一个模块的点以及通过接口的数据。
- 程序讲究的是 低耦合,高内聚。就是同一个模块内的各个元素之间要高度紧密,但是各个模块之间的相互依存度却要不那么紧密。
- 内聚和耦合是密切相关的,同其他模块存在高耦合的模块意味着低内聚,而高内聚的模块意味着该模块同其他模块之间是低耦合。在进行软件设计时,应力争做到高内聚,低耦合。
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在我们的开发中,有些依赖关系是必须的,而有些依赖关系是可以通过优化代码来解除的:
- spring的IOC就是为此而诞生的。
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接下来,为了使大家更好的理解IOC技术思想,我们就使用一个简单的实例来进行演示
- 注意:这里的解耦演示并不使用spring-IOC技术,而是由我们自己编写代码来实现解耦。
2. 原始代码
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在这里我按照 三层架构 写了一个简单的程序,其 目录结构 和 程序代码 如下(由于这里只是为了演示,所以并没有去真正的调用数据库):
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原始代码运行结果
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由以上代码我们可以看到,在AccountServiceImpl.java中,我们new了一个AccountDaoImpl.java的对象,而又在Client.java中,new了一个AccountServiceImpl.java的对象。
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以这种方式来相互调用貌似看起来在正常不过了,但是这里存在一个致命的问题:一旦在程序中缺失了AccountServiceImpl.java或AccountDaoImpl.java,那么我们的程序将在编译期就会发生报错,如图:
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而这种 编译期依赖关系,应该在我们的开发中尽可能的降到最低。
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那么我们应该如何去解决这个问题呢?
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或许我们可以通过jdbc找到答案
- 还记得我们在 注册驱动 时,是通过 反射 来进行的吗?代码如下:
- Class.forName(\"com.mysql.jdbc.Driver\")
- 这样写的好处就是,我们的类不再依赖具体的驱动类,此时就算删除mysql的驱动jar包,依然可以编译成功(但是此时运行肯定是失败的)
- 但是在这里又会产生一个新的问题:mysql驱动的全限定类名字符串是在java类中写死的,一旦要发生改变,就需要去修改源码。对于这个问题也很简单,使用配置文件即可。
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有了以上引导,相信大家也不难想出解决方法了:
- 在实际的开发中,我们可以将三层中的类使用配置文件配置起来(即将其全限定类名写入配置文件中),当启动服务器应用加载的时候,让其中一个类的方法去读取配置文件,然后通过反射来创建对象并将其存储到容器中。这样的话,当我们需要使用的时候,就可以从容器中直接取得。
- 那么,这个读取配置文件,创建和获取三层对象的类就是工厂
- 这种方法也就是我们常说的 工厂模式减耦
3. 改进后的代码
- 那么接下来我们将运用这种方式来改善上述的原始代码,经过修改后的目录结构和代码如下:
- 由上述改进后的代码我们可知:
- 我们将dao层和service层中所有实现类的全限定类名以键值对的方式存储在了名为Bean.properties的配置文件中
- 然后在工厂类 BeanFactory.java 中加载了该配置文件,使用反射根据配置文件中的全限定类名创建了相应的对象,并将这些对象加入map容器中以便调用
- 最后在 AccountServiceImpl.java类 和 Client.java类 中通过BeanFactory工厂来获取相关的对象。
- 接下来让我们试运行一下:
- 成功运行。
- 再让我们看看,当删掉AccountDaoImpl.java实现类后,编译是否会出错
- 可以看到并没有出现编译错误。
- perfect!!!我们已经完美解决了 编译期依赖 的问题。
4. 总结
- 通过上述示例的演示,相信大家对于spring-ioc所应用的思想已经有了自己的判断,在这里我来稍微总结一下:
- 其实spring的IOC就是基于工厂模式的技术思想来实现的,它与上述的改进代码一样,都是为了对程序进行 减耦 操作,只不过IOC相比于我们自己的代码进行了更为系统化的管理改进,提供了更为强大的功能。
- 而之所以叫做 控制反转 是因为:
- 在原来我们获取对象时,都是采用new的方式创建的,相对于 调用程序本身 而言是 主动的,但是由于现在有了IOC(工厂)的加入,我们的对象就由IOC(工厂)来创建并由IOC(工厂)帮助我们将对象托管到了容器中,此时相对于 调用程序本身 而言,就 不再具有创建对象的主动权,而是 被动的 去容器中获取已经被创建好的对象,这种以被动的方式来获取对象的思想就是控制反转,即spring框架的核心之一。
来源:https://www.cnblogs.com/02SWD/p/15981905.html
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