Spring IOC 容器¶

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1. 什么是 IOC？¶

IOC（Inversion of Control，控制反转）是一种设计思想，广泛应用于现代框架中，特别是 Spring。IOC 的核心理念是通过容器管理对象的创建和依赖关系，从而实现应用程序的解耦。

1.1 控制与反转¶

控制：控制的是对象的创建过程和依赖的管理。
反转：反转的是对象创建的控制权，由程序员手动创建对象，转变为由容器自动创建和管理。

1.2 依赖注入（DI）¶

IOC 的具体实现方式是 依赖注入（Dependency Injection, DI）：

依赖：指一个对象需要另一个对象来完成其功能。
注入：容器负责将依赖注入到对象中，而不是由对象自己去寻找依赖。

2. 为什么需要 IOC？¶

2.1 传统开发中的问题¶

在传统开发中，程序员需要自己手动创建和管理对象：

对象之间的强耦合导致系统难以维护和扩展。
对象依赖的创建逻辑分散，导致代码冗余。
难以单元测试，因为依赖关系隐藏在代码中。

2.2 IOC 的优势¶

解耦：通过依赖注入实现模块间的低耦合。
统一管理：由容器集中管理对象的生命周期和依赖关系。
易测试：通过注入 Mock 对象，方便单元测试。
灵活扩展：高层模块不依赖具体实现，便于替换或扩展功能。

3. Spring IOC 容器的工作原理¶

3.1 容器的定义¶

Spring 的 IOC 容器是一个 Bean 工厂：

它是一个管理 Bean 定义和生命周期的框架。
容器在启动时会根据配置加载 Bean 的定义，并负责创建、初始化和管理这些 Bean。

3.2 Bean 的生命周期¶

定义：通过 XML 文件、注解或 Java 配置类定义 Bean。
实例化：容器在启动时根据定义创建 Bean 实例。
依赖注入：容器将依赖注入到 Bean 中。
初始化：调用初始化方法（如 @PostConstruct）。
使用：Bean 准备就绪，可被应用程序使用。
销毁：容器关闭时，调用销毁方法（如 @PreDestroy）。

3.3 单例与作用域¶

单例作用域（默认）：容器只创建一个 Bean 实例，所有请求共享该实例。
其他作用域：如原型作用域（每次请求创建新实例）、会话作用域、请求作用域等。

4. IOC 与依赖倒置原则（DIP）¶

4.1 什么是依赖倒置原则？¶

依赖倒置原则（Dependency Inversion Principle, DIP） 是面向对象设计中的重要原则：

高层模块不依赖于低层模块，而是依赖于抽象接口。
低层模块实现抽象接口。

4.2 IOC 如何实现 DIP？¶

Spring 的 IOC 容器天然支持依赖倒置原则：

高层模块只依赖接口（抽象）。
具体实现由容器注入到高层模块中。
通过这种方式，实现模块之间的解耦。

5. 示例：从代码角度理解 IOC¶

5.1 传统实现¶

Java
public class UserService {
    private UserRepository userRepository = new UserRepository(); // 手动创建对象

    public void registerUser(User user) {
        userRepository.save(user);
    }
}

问题：

UserService 和 UserRepository 强耦合。
更换 UserRepository 的实现时，需要修改代码。

5.2 IOC 实现¶

定义接口和实现

Java
public interface UserRepository {
    void save(User user);
}

public class JdbcUserRepository implements UserRepository {
    public void save(User user) {
        // 使用 JDBC 保存用户
    }
}

依赖注入

Java
@Service
public class UserService {
    private final UserRepository userRepository;

    @Autowired
    public UserService(UserRepository userRepository) {
        this.userRepository = userRepository; // 容器注入具体实现
    }

    public void registerUser(User user) {
        userRepository.save(user);
    }
}

优势：

UserService 只依赖 UserRepository 接口，低耦合。
替换实现时，只需更改配置，不需修改代码。

6. IOC 的好处总结¶

解耦：模块之间通过接口交互，彻底解耦。
统一管理：容器负责管理对象的创建和生命周期。
灵活性：可以随时更换具体实现，增强代码的灵活性和扩展性。
测试方便：通过注入 Mock 对象，便于单元测试。
性能优化：通过单例模式减少内存抖动和 GC 压力。
可靠性：启动时发现问题，提升应用的安全性。