Spring Ioc源码引入：什么是IoC，IoC解决了什么问题

# 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： 1. 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： ```Java 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() { } } ``` ```Java 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(); } } ``` 1. 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 ```Java 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() { } } ``` ```Java @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。 1. 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） 1. 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： 1. 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 2. 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 3. setter方法 如下面的setCleaner，同样是实验@Autowired来说明自己依赖Cleaner ```Java 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 1. 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） 2. 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 3. 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 4. 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 # Spring Ioc源码学习引入 ## 每个 Spring 开发者都踩过的「坑」 * * * ## 为什么要啃 Spring IoC 源码？ 1. 面试「灵魂拷问」高频区 - “Spring 如何解决循环依赖？” - “BeanFactory 和 ApplicationContext 的区别？” - “@Autowired 和 @Resource 注入原理有何不同？” 绝大部分 Java 高级岗位面试会深挖 Spring 源码实现。 仅靠八股文背诵，难以应对灵活追问。 1. 日常开发中的「未解之谜」 - 为什么 @Transactional 注解有时失效？ - 如何定制 Bean 的生命周期回调？ - 配置文件加载的优先级到底怎么定？ 源码能让你从「玄学调试」进阶到「精准打击」。 1. 架构思维跃迁的关键阶梯 Spring 的设计融合了工厂模式、模板方法、策略模式等经典设计模式，其代码是「教科书级」的架构范本。 读源码 = 站在巨人肩上，学习如何设计高扩展、低耦合的系统。