spring ioc原理（看完后大家可以自己写一个spring）

最新推荐文章于 2025-06-20 17:37:19 发布
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分类专栏： Java
本文深入剖析Spring框架的核心概念IOC（控制反转）与DI（依赖注入），通过生动的比喻和示例代码解释了这两个概念的工作原理，并展示了Spring是如何通过XML配置文件进行依赖注入的。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

转自http://blog.youkuaiyun.com/it_man/article/details/4402245


最近，买了本Spring入门书：spring In Action 。大致浏览了下感觉还不错。就是入门了点。Manning的书还是不错的，我虽然不像哪些只看Manning书的人那样专注于Manning,但怀着崇敬的心情和激情通览了一遍。又一次接受了IOC 、DI、AOP等Spring核心概念。 先就IOC和DI谈一点我的看法。

IOC（DI）：其实这个Spring架构核心的概念没有这么复杂，更不像有些书上描述的那样晦涩。java程序员都知道：java程序中的每个业务逻辑至少需要两个或以上的对象来协作完成，通常，每个对象在使用他的合作对象时，自己均要使用像new object（） 这样的语法来完成合作对象的申请工作。你会发现：对象间的耦合度高了。而IOC的思想是：Spring容器来实现这些相互依赖对象的创建、协调工作。对象只需要关系业务逻辑本身就可以了。从这方面来说，对象如何得到他的协作对象的责任被反转了（IOC、DI）。

这是我对Spring的IOC的体会。DI其实就是IOC的另外一种说法。DI是由Martin Fowler 在2004年初的一篇论文中首次提出的。他总结：控制的什么被反转了？就是：获得依赖对象的方式反转了。

如果对这一核心概念还不理解：这里引用一个叫Bromon的blog上找到的浅显易懂的答案：



IoC与DI

　　首先想说说IoC（Inversion of Control，控制倒转）。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。这是什么意思呢，举个简单的例子，我们是如何找女朋友的？常见的情况是，我们到处去看哪里有长得漂亮身材又好的mm，然后打听她们的兴趣爱好、qq号、电话号、ip号、iq号………，想办法认识她们，投其所好送其所要，然后嘿嘿……这个过程是复杂深奥的，我们必须自己设计和面对每个环节。传统的程序开发也是如此，在一个对象中，如果要使用另外的对象，就必须得到它（自己new一个，或者从JNDI中查询一个），使用完之后还要将对象销毁（比如Connection等），对象始终会和其他的接口或类藕合起来。

　　那么IoC是如何做的呢？有点像通过婚介找女朋友，在我和女朋友之间引入了一个第三者：婚姻介绍所。婚介管理了很多男男女女的资料，我可以向婚介提出一个列表，告诉它我想找个什么样的女朋友，比如长得像李嘉欣，身材像林熙雷，唱歌像周杰伦，速度像卡洛斯，技术像齐达内之类的，然后婚介就会按照我们的要求，提供一个mm，我们只需要去和她谈恋爱、结婚就行了。简单明了，如果婚介给我们的人选不符合要求，我们就会抛出异常。整个过程不再由我自己控制，而是有婚介这样一个类似容器的机构来控制。Spring所倡导的开发方式就是如此，所有的类都会在spring容器中登记，告诉spring你是个什么东西，你需要什么东西，然后spring会在系统运行到适当的时候，把你要的东西主动给你，同时也把你交给其他需要你的东西。所有的类的创建、销毁都由 spring来控制，也就是说控制对象生存周期的不再是引用它的对象，而是spring。对于某个具体的对象而言，以前是它控制其他对象，现在是所有对象都被spring控制，所以这叫控制反转。如果你还不明白的话，我决定放弃。

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。比如对象A需要操作数据库，以前我们总是要在A中自己编写代码来获得一个Connection对象，有了 spring我们就只需要告诉spring，A中需要一个Connection，至于这个Connection怎么构造，何时构造，A不需要知道。在系统运行时，spring会在适当的时候制造一个Connection，然后像打针一样，注射到A当中，这样就完成了对各个对象之间关系的控制。A需要依赖 Connection才能正常运行，而这个Connection是由spring注入到A中的，依赖注入的名字就这么来的。那么DI是如何实现的呢？ Java 1.3之后一个重要特征是反射（reflection），它允许程序在运行的时候动态的生成对象、执行对象的方法、改变对象的属性，spring就是通过反射来实现注入的。关于反射的相关资料请查阅java doc。
　理解了IoC和DI的概念后，一切都将变得简单明了，剩下的工作只是在spring的框架中堆积木而已。

如果还不明白，放弃java吧！

 

下面来让大家了解一下Spring到底是怎么运行的。

Java代码 
  1. public static void main(String[] args) {   
  2.         ApplicationContext context = new FileSystemXmlApplicationContext(   
  3.                 "applicationContext.xml");   
  4.         Animal animal = (Animal) context.getBean("animal");   
  5.         animal.say();   
  6.     }  
[java]  view plain  copy
  1. public static void main(String[] args) {  
  2.         ApplicationContext context = new FileSystemXmlApplicationContext(  
  3.                 "applicationContext.xml");  
  4.         Animal animal = (Animal) context.getBean("animal");  
  5.         animal.say();  
  6.     }  


这段代码你一定很熟悉吧，不过还是让我们分析一下它吧，首先是applicationContext.xml

Java代码 
  1. <bean id="animal" class="phz.springframework.test.Cat">   
  2.         <property name="name" value="kitty" />   
  3.     </bean>  
[java]  view plain  copy
  1. <bean id="animal" class="phz.springframework.test.Cat">  
  2.         <property name="name" value="kitty" />  
  3.     </bean>  


他有一个类phz.springframework.test.Cat

Java代码 
  1. public class Cat implements Animal {   
  2.     private String name;   
  3.     public void say() {   
  4.         System.out.println("I am " + name + "!");   
  5.     }   
  6.     public void setName(String name) {   
  7.         this.name = name;   
  8.     }   
  9. }  
[java]  view plain  copy
  1. public class Cat implements Animal {  
  2.     private String name;  
  3.     public void say() {  
  4.         System.out.println("I am " + name + "!");  
  5.     }  
  6.     public void setName(String name) {  
  7.         this.name = name;  
  8.     }  
  9. }  


实现了phz.springframework.test.Animal接口

Java代码 
  1. public interface Animal {   
  2.     public void say();   
  3. }  
[java]  view plain  copy
  1. public interface Animal {  
  2.     public void say();  
  3. }  


很明显上面的代码输出I am kitty! 

那么到底Spring是如何做到的呢？ 
接下来就让我们自己写个Spring 来看看Spring 到底是怎么运行的吧！ 

首先，我们定义一个Bean类，这个类用来存放一个Bean拥有的属性

Java代码 
  1. /* Bean Id */  
  2.     private String id;   
  3.     /* Bean Class */  
  4.     private String type;   
  5.     /* Bean Property */  
  6.     private Map<String, Object> properties = new HashMap<String, Object>();  
[java]  view plain  copy
  1. /* Bean Id */  
  2.     private String id;  
  3.     /* Bean Class */  
  4.     private String type;  
  5.     /* Bean Property */  
  6.     private Map<String, Object> properties = new HashMap<String, Object>();  


一个Bean包括id,type,和Properties。 

接下来Spring 就开始加载我们的配置文件了，将我们配置的信息保存在一个HashMap中，HashMap的key就是Bean 的 Id ，HasMap 的value是这个Bean，只有这样我们才能通过context.getBean("animal")这个方法获得Animal这个类。我们都知道Spirng可以注入基本类型，而且可以注入像List，Map这样的类型，接下来就让我们以Map为例看看Spring是怎么保存的吧 

Map配置可以像下面的

Java代码 
  1. <bean id="test" class="Test">   
  2.         <property name="testMap">   
  3.             <map>   
  4.                 <entry key="a">   
  5.                     <value>1</value>   
  6.                 </entry>   
  7.                 <entry key="b">   
  8.                     <value>2</value>   
  9.                 </entry>   
  10.             </map>   
  11.         </property>   
  12.     </bean>  
[java]  view plain  copy
  1. <bean id="test" class="Test">  
  2.         <property name="testMap">  
  3.             <map>  
  4.                 <entry key="a">  
  5.                     <value>1</value>  
  6.                 </entry>  
  7.                 <entry key="b">  
  8.                     <value>2</value>  
  9.                 </entry>  
  10.             </map>  
  11.         </property>  
  12.     </bean>  


Spring是怎样保存上面的配置呢？，代码如下：

Java代码 
  1. if (beanProperty.element("map") != null) {   
  2.                     Map<String, Object> propertiesMap = new HashMap<String, Object>();   
  3.                     Element propertiesListMap = (Element) beanProperty   
  4.                             .elements().get(0);   
  5.                     Iterator<?> propertiesIterator = propertiesListMap   
  6.                             .elements().iterator();   
  7.                     while (propertiesIterator.hasNext()) {   
  8.                         Element vet = (Element) propertiesIterator.next();   
  9.                         if (vet.getName().equals("entry")) {   
  10.                             String key = vet.attributeValue("key");   
  11.                             Iterator<?> valuesIterator = vet.elements()   
  12.                                     .iterator();   
  13.                             while (valuesIterator.hasNext()) {   
  14.                                 Element value = (Element) valuesIterator.next();   
  15.                                 if (value.getName().equals("value")) {   
  16.                                     propertiesMap.put(key, value.getText());   
  17.                                 }   
  18.                                 if (value.getName().equals("ref")) {   
  19.                                     propertiesMap.put(key, new String[] { value   
  20.                                             .attributeValue("bean") });   
  21.                                 }   
  22.                             }   
  23.                         }   
  24.                     }   
  25.                     bean.getProperties().put(name, propertiesMap);   
  26.                 }  
[java]  view plain  copy
  1. if (beanProperty.element("map") != null) {  
  2.                     Map<String, Object> propertiesMap = new HashMap<String, Object>();  
  3.                     Element propertiesListMap = (Element) beanProperty  
  4.                             .elements().get(0);  
  5.                     Iterator<?> propertiesIterator = propertiesListMap  
  6.                             .elements().iterator();  
  7.                     while (propertiesIterator.hasNext()) {  
  8.                         Element vet = (Element) propertiesIterator.next();  
  9.                         if (vet.getName().equals("entry")) {  
  10.                             String key = vet.attributeValue("key");  
  11.                             Iterator<?> valuesIterator = vet.elements()  
  12.                                     .iterator();  
  13.                             while (valuesIterator.hasNext()) {  
  14.                                 Element value = (Element) valuesIterator.next();  
  15.                                 if (value.getName().equals("value")) {  
  16.                                     propertiesMap.put(key, value.getText());  
  17.                                 }  
  18.                                 if (value.getName().equals("ref")) {  
  19.                                     propertiesMap.put(key, new String[] { value  
  20.                                             .attributeValue("bean") });  
  21.                                 }  
  22.                             }  
  23.                         }  
  24.                     }  
  25.                     bean.getProperties().put(name, propertiesMap);  
  26.                 }  



接下来就进入最核心部分了，让我们看看Spring 到底是怎么依赖注入的吧，其实依赖注入的思想也很简单，它是通过反射机制实现的，在实例化一个类时，它通过反射调用类中set方法将事先保存在HashMap中的类属性注入到类中。让我们看看具体它是怎么做的吧。 
首先实例化一个类，像这样

Java代码 
  1. public static Object newInstance(String className) {   
  2.         Class<?> cls = null;   
  3.         Object obj = null;   
  4.         try {   
  5.             cls = Class.forName(className);   
  6.             obj = cls.newInstance();   
  7.         } catch (ClassNotFoundException e) {   
  8.             throw new RuntimeException(e);   
  9.         } catch (InstantiationException e) {   
  10.             throw new RuntimeException(e);   
  11.         } catch (IllegalAccessException e) {   
  12.             throw new RuntimeException(e);   
  13.         }   
  14.         return obj;   
  15.     }  
[java]  view plain  copy
  1. public static Object newInstance(String className) {  
  2.         Class<?> cls = null;  
  3.         Object obj = null;  
  4.         try {  
  5.             cls = Class.forName(className);  
  6.             obj = cls.newInstance();  
  7.         } catch (ClassNotFoundException e) {  
  8.             throw new RuntimeException(e);  
  9.         } catch (InstantiationException e) {  
  10.             throw new RuntimeException(e);  
  11.         } catch (IllegalAccessException e) {  
  12.             throw new RuntimeException(e);  
  13.         }  
  14.         return obj;  
  15.     }  


接着它将这个类的依赖注入进去，像这样

Java代码 
  1. public static void setProperty(Object obj, String name, String value) {   
  2.         Class<? extends Object> clazz = obj.getClass();   
  3.         try {   
  4.             String methodName = returnSetMthodName(name);   
  5.             Method[] ms = clazz.getMethods();   
  6.             for (Method m : ms) {   
  7.                 if (m.getName().equals(methodName)) {   
  8.                     if (m.getParameterTypes().length == 1) {   
  9.                         Class<?> clazzParameterType = m.getParameterTypes()[0];   
  10.                         setFieldValue(clazzParameterType.getName(), value, m,   
  11.                                 obj);   
  12.                         break;   
  13.                     }   
  14.                 }   
  15.             }   
  16.         } catch (SecurityException e) {   
  17.             throw new RuntimeException(e);   
  18.         } catch (IllegalArgumentException e) {   
  19.             throw new RuntimeException(e);   
  20.         } catch (IllegalAccessException e) {   
  21.             throw new RuntimeException(e);   
  22.         } catch (InvocationTargetException e) {   
  23.             throw new RuntimeException(e);   
  24.         }   
  25. }  
[java]  view plain  copy
  1. public static void setProperty(Object obj, String name, String value) {  
  2.         Class<? extends Object> clazz = obj.getClass();  
  3.         try {  
  4.             String methodName = returnSetMthodName(name);  
  5.             Method[] ms = clazz.getMethods();  
  6.             for (Method m : ms) {  
  7.                 if (m.getName().equals(methodName)) {  
  8.                     if (m.getParameterTypes().length == 1) {  
  9.                         Class<?> clazzParameterType = m.getParameterTypes()[0];  
  10.                         setFieldValue(clazzParameterType.getName(), value, m,  
  11.                                 obj);  
  12.                         break;  
  13.                     }  
  14.                 }  
  15.             }  
  16.         } catch (SecurityException e) {  
  17.             throw new RuntimeException(e);  
  18.         } catch (IllegalArgumentException e) {  
  19.             throw new RuntimeException(e);  
  20.         } catch (IllegalAccessException e) {  
  21.             throw new RuntimeException(e);  
  22.         } catch (InvocationTargetException e) {  
  23.             throw new RuntimeException(e);  
  24.         }  
  25. }  


最后它将这个类的实例返回给我们，我们就可以用了。我们还是以Map为例看看它是怎么做的，我写的代码里面是创建一个HashMap并把该HashMap注入到需要注入的类中，像这样，

Java代码 
  1. if (value instanceof Map) {   
  2.                 Iterator<?> entryIterator = ((Map<?, ?>) value).entrySet()   
  3.                         .iterator();   
  4.                 Map<String, Object> map = new HashMap<String, Object>();   
  5.                 while (entryIterator.hasNext()) {   
  6.                     Entry<?, ?> entryMap = (Entry<?, ?>) entryIterator.next();   
  7.                     if (entryMap.getValue() instanceof String[]) {   
  8.                         map.put((String) entryMap.getKey(),   
  9.                                 getBean(((String[]) entryMap.getValue())[0]));   
  10.                     }   
  11.                 }   
  12.                 BeanProcesser.setProperty(obj, property, map);   
  13.             }  
[java]  view plain  copy
  1. if (value instanceof Map) {  
  2.                 Iterator<?> entryIterator = ((Map<?, ?>) value).entrySet()  
  3.                         .iterator();  
  4.                 Map<String, Object> map = new HashMap<String, Object>();  
  5.                 while (entryIterator.hasNext()) {  
  6.                     Entry<?, ?> entryMap = (Entry<?, ?>) entryIterator.next();  
  7.                     if (entryMap.getValue() instanceof String[]) {  
  8.                         map.put((String) entryMap.getKey(),  
  9.                                 getBean(((String[]) entryMap.getValue())[0]));  
  10.                     }  
  11.                 }  
  12.                 BeanProcesser.setProperty(obj, property, map);  
  13.             }  


好了，这样我们就可以用Spring 给我们创建的类了，是不是也不是很难啊？当然Spring能做到的远不止这些，这个示例程序仅仅提供了Spring最核心的依赖注入功能中的一部分。 
本文参考了大量文章无法一一感谢，在这一起感谢，如果侵犯了你的版权深表歉意，很希望对大家有帮助！

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记录大学四年代码
10-17 824
我们可以使用 Java 中的反射。对象，这会导致资源浪费，在严重情况下可能会引发。假设 Web 应用程序现在运行正常。实例作为 value 存储在一个。方法，说明依赖注入成功。接口时，都会创建一个。
请画一个springioC原理的示意图
最新发布
08-02
<think>我们被要求解释Spring IoC容器的工作原理并通过示意图展示其核心机制。由于文本环境无法直接绘制图形，我将用文字描述示意图的结构，并辅以关键流程说明。 参考引用： [^1]: Spring IOC（控制反转）是Spring框架的核心概念之一。 [^2]: 解释了IoC(控制反转)和DI(依赖注入)的概念，强调IoC是将对象创建和依赖管理的控制权从应用程序代码反转给容器。 [^3]: Spring IoC容器通过读取配置元数据（如XML、注解等）来管理对象的实例化和装配。 [^4]: 通过一个示例说明：UserServiceImpl依赖于UserRepository，但不由自己创建，而是由Spring容器通过构造器注入提供。 ### Spring IoC核心原理示意图（文字描述） ``` +------------------+ +-------------------+ +-----------------+ | 配置文件 | | Spring IoC容器 | | 应用程序代码 | | (XML/注解/Java配置)| ===> | (ApplicationContext)| ===> | (如: UserServiceImpl)| +------------------+ | - Bean工厂 | +-----------------+ | - 依赖注入 | +-------------------+ | ^ | | v | +------------------+ | 管理的Bean对象 | | (如: UserRepositoryImpl)| +------------------+ ``` ### 工作流程详解 1. **配置元数据加载** Spring容器启动时，读取配置文件（XML、注解或Java配置）[^3]，解析其中定义的Bean（如`UserService`和`UserRepository`）及其依赖关系。 2. **Bean实例化** 容器根据配置信息，通过反射机制创建Bean的实例。例如： - 实例化`UserRepositoryImpl`（实现类） - 实例化`UserServiceImpl`（业务类） 3. **依赖注入（DI）** 容器自动将依赖对象注入到需要它们的Bean中[^4]。例如： - 将`UserRepositoryImpl`实例注入到`UserServiceImpl`的构造函数或属性中。 4. **Bean提供** 应用程序通过容器获取完全装配好的Bean（如`UserService`），无需手动创建对象或解决依赖。 ### 关键概念解析 - **控制反转（IoC）** 传统编程中，对象由开发者主动创建（如`new UserRepositoryImpl()`）。在Spring中，对象创建的控制权转交给容器，因此称为“反转”[^2]。 - **依赖注入（DI）** IoC的实现方式：容器将依赖项（如`UserRepository`）注入到目标对象（如`UserService`），而非目标对象自行创建依赖[^4]。 - **配置元数据** 定义Bean的三种主要方式： 1. **XML配置**：传统方式，在`<bean>`标签中声明类及其依赖。 2. **注解**：使用`@Component`、`@Autowired`等注解自动扫描和装配。 3. **Java配置**：通过`@Configuration`和`@Bean`在代码中显式配置。 ### 示例代码片段（简化版） ```java // 配置类（Java配置方式） @Configuration public class AppConfig { @Bean public UserRepository userRepository() { return new UserRepositoryImpl(); } @Bean public UserService userService(UserRepository repo) { return new UserServiceImpl(repo); // 依赖注入 } } // 应用程序使用 public class MainApp { public static void main(String[] args) { ApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class); UserService service = context.getBean(UserService.class); // 从容器获取Bean service.execute(); } } ``` ### 核心优势 - **解耦**：对象不直接依赖具体实现，而是依赖接口，容器负责组装。 - **可维护性**：修改依赖关系只需调整配置，无需改动代码。 - **可测试性**：依赖可替换为Mock对象，便于单元测试。 §§相关问题§§ 1. Spring中Bean的作用域有哪些？如何配置？ 2. 什么是循环依赖？Spring如何解决循环依赖问题？ 3. 基于注解的配置与XML配置有何优缺点？ 4. Spring IoC容器启动过程中有哪些关键步骤？ [^1]: Spring IOC（控制反转）作为Spring框架的核心概念之一，更是理解和掌握Spring的关键所在。 [^2]: Spring中ioc的实现原理。看过很多对Spring的Ioc理解的文章，好多人对Ioc和DI的解释都晦涩难懂，反正就是一种说不清，道不明的感觉，读完之后依然是一头雾水，感觉就是开涛这位技术牛人写得特别通俗易懂，他清楚地解释了IoC(控制反转)和DI(依赖注入)中的每一个字，读完之后给人一种豁然开朗的感觉。 [^3]: 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。 [^4]: Spring ioc详解以及原理图。在这个示例中：UserServiceImpl依赖于UserRepository，但不负责创建它。Spring容器通过构造器注入自动提供UserRepository实现。应用代码通过容器获取UserService实例，无需手动创建。</think>### Spring IoC容器工作原理示意图与解析 Spring IoC（控制反转）是Spring框架的核心机制，通过**反转对象创建和依赖管理的控制权**实现解耦。以下是其工作原理示意图和关键步骤解析： ```mermaid graph TD A[应用程序启动] --> B[Spring容器初始化] B --> C[加载配置元数据] C -->|XML/注解/Java配置| D[Bean定义注册] D --> E[Bean实例化] E --> F[依赖注入 DI] F --> G[Bean初始化] G --> H[完整Bean对象] H --> I[应用程序使用] ``` #### 核心机制详解（结合示意图） 1. **配置元数据加载** - 容器启动时读取配置文件（XML/注解/Java配置）[^3] - 解析`<bean>`定义或`@Component`注解，注册Bean定义到`BeanDefinitionRegistry` - *示意图位置*：C → D 2. **Bean实例化** - 通过反射调用构造函数创建Bean实例 ```java // 伪代码：反射实例化 Class<?> clazz = Class.forName("com.example.UserService"); Object bean = clazz.getDeclaredConstructor().newInstance(); ``` - *示意图位置*：E 3. **依赖注入（DI）** - **核心原理**：容器自动装配依赖关系[^4] - 构造器注入：`<constructor-arg ref="userRepository"/>` - Setter注入：`<property name="repo" ref="userRepository"/>` - 注解注入：`@Autowired private UserRepository repo;` - *示意图位置*：F 4. **Bean生命周期管理** ```mermaid graph LR A[实例化] --> B[属性填充] B --> C[BeanNameAware回调] C --> D[BeanFactoryAware回调] D --> E[前置初始化] E --> F[@PostConstruct] F --> G[InitializingBean] G --> H[自定义init方法] ``` 5. **应用获取Bean** - 通过`ApplicationContext.getBean()`获取完全初始化的对象[^1] - *关键优势*：使用者无需关注依赖创建过程 #### 原理示例（结合引用[4]） ```java // 传统方式（紧耦合） UserService service = new UserServiceImpl(new UserRepositoryImpl()); // Spring IoC方式（解耦） @Configuration public class AppConfig { @Bean public UserRepository userRepo() { return new UserRepositoryImpl(); } @Bean public UserService userService(UserRepository repo) { // 依赖自动注入 return new UserServiceImpl(repo); } } // 应用程序中直接使用 UserService service = context.getBean(UserService.class); ``` #### 核心价值 1. **控制反转（IoC）**：将对象创建权从代码转移到容器[^2] 2. **依赖注入（DI）**：通过容器自动解决依赖关系 3. **解耦**：业务代码无需关注依赖对象的创建细节 4. **可测试性**：依赖可替换为Mock对象进行单元测试
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