Spring Ioc源码引入：什么是IoC，IoC解决了什么问题

技术分享 9个月前 (04-29) 0 999+

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什么是IoC

用一个故事举例🌰：

小陈想开一家咖啡店，于是独自创业。找咖啡豆供应商、买咖啡机、招员工，样样都要自己来。开店成本很高。后来，小陈选择加盟连锁咖啡店。总部帮他对接供应商、提供咖啡机，还负责员工培训。小陈只需按流程做好咖啡服务顾客，经营轻松许多。

独立开店时，小陈事事操心，就像没有 IOC，系统耦合度高，难以维护与扩展。加盟后，总部统一管理资源，小陈专注核心业务，如同引入 IOC，降低耦合度，经营变得高效。

上面的故事你可能还无法对应到程序开发场景中，下面我们进行Java代码模拟

用Java代码模拟：

没有IOC

如下可以看到构造一个咖啡店，需要依赖服务员、清洁工、咖啡豆供应商、以及咖啡机

所以，当我们需要开一个咖啡店的时候，需要自己处理好这些依赖，对应到下面代码，我们自己找到合适的服务员、清洁工、咖啡豆供应商、以及咖啡机，然后开店：

public class CoffeeShop {     // 服务员     private Waiter waiter;     // 清洁工     private Cleaner cleaner;     // 咖啡豆供应商     private CoffeeBeansSupplier coffeeBeansSupplier;     // 咖啡机     private CoffeeMachine coffeeMachine;     public CoffeeShop(Waiter waiter,                       Cleaner cleaner,                       CoffeeBeansSupplier coffeeBeansSupplier,                       CoffeeMachine coffeeMachine) {         this.waiter = waiter;         this.cleaner = cleaner;         this.coffeeBeansSupplier = coffeeBeansSupplier;         this.coffeeMachine = coffeeMachine;     }     public void saleCoffee() {      } }

public class BootStrap {      public static void main(String[] args) {          // 我们自己找到合适的服务员         Waiter waiter = null;         // 我们自己找到合适的清洁工         Cleaner cleaner = null;         // 我们自己找到合适的咖啡供应商         CoffeeBeansSupplier coffeeBeansSupplier = null;         // 我们自己找到合适的咖啡机         CoffeeMachine coffeeMachine = null;         // 开店，构造自己的咖啡店         CoffeeShop cacheShop = new CoffeeShop(waiter, cleaner, coffeeBeansSupplier, coffeeMachine);          // 开始售卖咖啡         cacheShop.saleCoffee();     } }

具备IOC（以SpringBoot 为例）

首先我们使用Autowired注解来描述CoffeeShop依赖服务员、清洁工、咖啡豆供应商、以及咖啡机

public class CoffeeShop {      // 表明我们需要服务员     @Autowired     private Waiter waiter;     // 表明我们需要清洁工     @Autowired     private Cleaner cleaner;     // 表明我们需要咖啡供应     @Autowired     private CoffeeBeansSupplier coffeeBeansSupplier;     // 表明我们需要咖啡机器     @Autowired     private CoffeeMachine coffeeMachine;      public void saleCoffee() {      } }

@SpringBootApplication public class BootStrap {      public static void main(String[] args) {         // ctx就如同总部         ConfigurableApplicationContext ctx = SpringApplication.run(BootStrap.class, args);                  // ctx.getBean就如同总部处理好各种依赖（服务员、清洁工、咖啡豆供应商、以及咖啡机）                 CoffeeShop shop = ctx.getBean(CoffeeShop.class);                   // 我们可以直接进行开店         shop.saleCoffee();     } }

再理解IoC：

IOC的全称是Inversion of Control，即控制反转。控制反转，从字面理解，就是控制权的反转。

没有IOC：传统的程序流程是由开发者自己控制的，比如对象A需要对象B，那么A会直接创建B或者通过工厂类获取B的实例。这种情况下，控制权在A手里
有了IOC：而IoC则是将这种控制权交给外部容器或框架，由外部来管理对象的创建和依赖关系。比如，通过依赖注入，对象A不需要自己创建B，而是由外部容器将B注入到A中。这样，控制权就从A转移到了容器，这就是所谓的反转。

不同的理解：有的人也认为是从程序员手里，转移到IOC容器

结合上面的例子：

没有IOC：咖啡店需要的各种依赖，需要小陈自己处理，自己找咖啡豆供应商等等，然后开店
有了IOC：咖啡店的所有配置，由总部这个容器来统一安排

IoC解决了什么问题

IOC（控制反转）主要解决对象间耦合度过高的问题。在传统编程中，对象直接通过new关键字创建依赖对象，导致代码高度耦合，难以维护和扩展。IOC将对象的创建、依赖管理和生命周期交给外部容器，从而解耦组件。

在上面场景中，总部就是我们的IOC容器，它管理了众多不同的咖啡供应商，咖啡机，可以根据你开店的需求，为你的咖啡店进行装配。

那么现在思考一下如何实现IOC呢？

IOC容器需要给CoffeeShop自动的填充依赖——依赖注入（Dependency Injection, DI）

何为依赖：

如果一个对象A缺少另外一个对象B那么将无法工作（方法不可用）那么我们可以说，A依赖B

那么如何实现依赖注入呢？

如何实现IoC or DI

3.1 如何描述依赖

首先需要清楚如何描述依赖

在Java中一般有三种方式：

字段+注解
如下面代码中的waiter，标注@Autowired说明这个字段需要进行依赖注入
构造器
如下面的构造方法，每一个方法参数都可以视为CoffeeShop在描述自己依赖哪些外部组件
setter方法

如下面的setCleaner，同样是实验@Autowired来说明自己依赖Cleaner

public class CoffeeShop {     @Autowired //字段+注解     private Waiter waiter;      private Cleaner cleaner;     private CoffeeBeansSupplier coffeeBeansSupplier;     private CoffeeMachine coffeeMachine;          // 构造器     public CoffeeShop(Waiter waiter,                       Cleaner cleaner,                       CoffeeBeansSupplier coffeeBeansSupplier,                       CoffeeMachine coffeeMachine) {         this.waiter = waiter;         this.cleaner = cleaner;         this.coffeeBeansSupplier = coffeeBeansSupplier;         this.coffeeMachine = coffeeMachine;     }      @Autowired // setter方法     public void setCleaner(Cleaner cleaner) {         this.cleaner = cleaner;     } }

当然Spring还可以使用注解和工厂方法，这里为了方便粉丝理解，不做过多扩展。

3.2 如何进行依赖注入

如上，我们完成了描述依赖的过程，那么如何进行依赖注入呢？

在java一般来说有两种方式：反射和生成代码

反射：
java提供的反射，允许程序在运行时动态地获取类的信息（如类名、方法、字段、注解等），并能直接操作类或对象（如创建实例、调用方法、访问私有字段）
反射调用方法：可以用于实现基于构造器和setter方法的依赖注入，将依赖项作为参数进行传入，然后反射调用方法即可
反射访问字段：可以用于实现基于字段的依赖注入，找到匹配要求的对象，反射为字段赋值即可
生成代码：

例如 Google 维护Dagger 2 ，会在编译时依赖注入框架，直接通过代码生成实现依赖注入，无需反射或动态代理，启动性能更佳。生成代码的方式在Go语言中运用广泛，主要是Go提供的反射能力没有java那么强大，加上Go强调云原生，对部署速度有较高要求

其中Spring Ioc使用的是反射