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這篇文章給大家介紹如何在Java中利用IOC控制反轉(zhuǎn)，內(nèi)容非常詳細(xì)，感興趣的小伙伴們可以參考借鑒，希望對(duì)大家能有所幫助。
Java的特點(diǎn)有哪些 1.Java語言作為靜態(tài)面向?qū)ο缶幊陶Z言的代表，實(shí)現(xiàn)了面向?qū)ο罄碚?，允許程序員以優(yōu)雅的思維方式進(jìn)行復(fù)雜的編程。 2.Java具有簡單性、面向?qū)ο?、分布式、安全性、平臺(tái)獨(dú)立與可移植性、動(dòng)態(tài)性等特點(diǎn)。 3.使用Java可以編寫桌面應(yīng)用程序、Web應(yīng)用程序、分布式系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用程序等。
IOC范式揭秘
控制反轉(zhuǎn)是一種帶有某些特征的模式。下面，給出了由Martin Fowler給出的一個(gè)IOC經(jīng)典范例，該范例實(shí)現(xiàn)的功能是從控制臺(tái)中收集用戶數(shù)據(jù)。
public static void main(String[] args) {
while (true) {
BufferedReader userInputReader = new BufferedReader(
new InputStreamReader(System.in));
System.out.println("Please enter some text: ");
try {
System.out.println(userInputReader.readLine());
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}這個(gè)用例中，在main方法中進(jìn)行流程控制：在無限循環(huán)調(diào)用中，讀取用戶輸入，并將讀取的內(nèi)容輸出到控制臺(tái)上。完全又main方法控制何時(shí)去讀取用戶輸入，何時(shí)去輸出。
考慮下，上述程序的一個(gè)新版本，該版本中需要通過圖形界面中的文本框來收件用戶輸入，另外還有個(gè)按鈕，該按鈕上綁定有一個(gè)action監(jiān)聽器。這樣的話，用戶每次點(diǎn)擊按鈕，輸入的文本由監(jiān)聽器收集并打印到面板。
在這個(gè)版本的程序中，它實(shí)際上是由事件監(jiān)聽器模型（在這種情況下，這是框架）的控制下，調(diào)用開發(fā)者編寫的用于讀取和打印用戶輸入的代碼。簡單地說，框架將調(diào)用開發(fā)人員的代碼，而不是其他方式。該框架實(shí)際上是一個(gè)可擴(kuò)展的結(jié)構(gòu)，它為開發(fā)人員提供了一組注入自定義代碼段的切入點(diǎn)。
這種情況下，控制已經(jīng)被有效的反轉(zhuǎn)了。
從更通用的角度來看，由框架定義的每個(gè)可調(diào)用擴(kuò)展點(diǎn)（以接口實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)繼承（也稱為子類）的形式）是IoC的一種明確定義的形式。
看下，下述這個(gè)簡單的Servlet例子：
public class MyServlet extends HttpServlet {
protected void doPost(
HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
throws ServletException, IOException {
// developer implementation here
}
protected void doGet(
HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
throws ServletException, IOException {
// developer implementation here
}
}此處，HttpServlet類（屬于框架）是完全控制程序的元素，而不是MyServlet這個(gè)子類。在由servlet容器創(chuàng)建之后，當(dāng)收到servlet的GET和POST的HTTP請(qǐng)求，doGet（）和doPost（）方法中的代碼會(huì)分別自動(dòng)調(diào)用。
與典型的繼承方式相比，即子類是控制的元素，而不是基類，該例中，控件已經(jīng)被反轉(zhuǎn)了。
事實(shí)上，servlet的方法是模板方法模式的實(shí)現(xiàn)，稍后我們?cè)偕钊胗懻摗?/p>
使用那些通過提供可擴(kuò)展API，秉承開閉原則的框架時(shí)，使用框架的開發(fā)人員的角色，最終被歸結(jié)為定義自己的一組自定義類，即開發(fā)人員要么通過實(shí)現(xiàn)框架提供的一個(gè)或多個(gè)接口方式，要么通過繼承現(xiàn)有基類的方式。反過來，類的實(shí)例卻是直接框架進(jìn)行實(shí)例化，并且這些事例是被框架調(diào)用的。
此處引用Fowler的話：該框架調(diào)用開發(fā)人員，而不是開發(fā)人員調(diào)用該框架。因此，IoC通常被稱為好萊塢原則：不要打電話給我們，我們會(huì)打電話給你。
IOC的實(shí)現(xiàn)方式
該問題上，顯而易見的是，實(shí)現(xiàn)控制反轉(zhuǎn)是有幾種不同方法的。我們不妨來總結(jié)一下，那些常見的實(shí)現(xiàn)方式。
注入依賴實(shí)現(xiàn)IOC
如前所述，注入依賴是IOC的一種實(shí)現(xiàn)方式，而且是最常見的一種面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)方式。但是，思考一下：注入依賴究竟是如何達(dá)到控制反轉(zhuǎn)效果的呢？
為了回答這個(gè)問題，我們給出如下一個(gè)原始的例子：
public interface UserQueue {
void add(User user);
void remove(User user);
User get();
}
public abstract class AbstractUserQueue implements UserQueue {
protected LinkedList queue = new LinkedList<>();
@Override
public void add(User user) {
queue.addFirst(user);
}
@Override
public void remove(User user) {
queue.remove(user);
}
@Override
public abstract User get();
}
public class UserFifoQueue extends AbstractUserQueue {
public User get() {
return queue.getLast();
}
}
public class UserLifoQueue extends AbstractUserQueue {
public User get() {
return queue.getFirst();
}
} UserQueue 接口定義了公共的API，用于在一個(gè)隊(duì)列中去存放User對(duì)象（為了簡單明了，此處忽略User的具體實(shí)現(xiàn)）。AbstractUserQueue則是為后續(xù)的繼承類，提供了一些公用的方法實(shí)現(xiàn)。最后的UserFifoQueue 和 UserLifoQueue，則是分別實(shí)現(xiàn)了FIFO 和 LIFO 隊(duì)列。
這是，實(shí)現(xiàn)子類多態(tài)性的一種有效方式。但是這具體用什么來買我們好處呢？實(shí)際上，好處還是蠻多的。
通過創(chuàng)建一個(gè)依賴于UserQueue抽象類型（也稱為DI術(shù)語中的服務(wù)）的客戶端類，可以在運(yùn)行時(shí)注入不同的實(shí)現(xiàn)，無需會(huì)重構(gòu)使用客戶端類的代碼：
public class UserProcessor {
private UserQueue userQueue;
public UserProcessor(UserQueue userQueue) {
this.userQueue = userQueue;
}
public void process() {
// process queued users here
}
}UserProcessor展示了，注入依賴確實(shí)是IOC的一種方式。
我們可以通過一些硬編碼方式 如 new 操作，直接在構(gòu)造函數(shù)中實(shí)例化在UserProcessor中獲取對(duì)隊(duì)列的依賴關(guān)系。但是，這是典型的代碼硬編程，它引入了客戶端類與其依賴關(guān)系之間的強(qiáng)耦合，并大大降低了可測(cè)性。耳邊警鐘聲聲想起啦！不是嗎？是的，這樣設(shè)計(jì)真的很挫。
該類在構(gòu)造函數(shù)中聲明對(duì)抽象類 UserQueue 的依賴。也就是說，依賴關(guān)系不再通過 在構(gòu)造函數(shù)中使用 new 操作， 相反，通過外部注入的方式，要么使用依賴注入框架（如CDI和谷歌的Guice），要么使用factory或builders模式。
簡而言之，使用DI，客戶端類的依賴關(guān)系的控制，不再位于這些類中；而是在注入器中進(jìn)行：
public static void main(String[] args) {
UserFifoQueue fifoQueue = new UserFifoQueue();
fifoQueue.add(new User("user1"));
fifoQueue.add(new User("user2"));
fifoQueue.add(new User("user3"));
UserProcessor userProcessor = new UserProcessor(fifoQueue);
userProcessor.process();
}上述方式達(dá)到了預(yù)期效果，而且對(duì)UserLifoQueue的注入也簡單明了。顯而易見，DI確實(shí)是實(shí)現(xiàn)IOC的一種方式（該例中，DI是實(shí)現(xiàn)IOC的一個(gè)中間層）。
觀察者模式實(shí)現(xiàn)IOC
直接通過觀察者模式實(shí)現(xiàn)IOC，也是一種常見的直觀方式。廣義上講，通過觀察者實(shí)現(xiàn)IOC，與前文提到的通過GUI界面中的action監(jiān)聽器方式類似。但是在使用action監(jiān)聽器情況下，只有在特定的用戶事件發(fā)生時(shí)（點(diǎn)擊鼠標(biāo)，鍵盤或窗口事件等），才會(huì)發(fā)生調(diào)用。觀察者模式通常用于在模型視圖的上下文中，跟蹤模型對(duì)象的狀態(tài)的變遷。
在一個(gè)典型的實(shí)現(xiàn)中，一到多個(gè)觀察者綁定到可觀察對(duì)象（也稱為模式術(shù)語中的主題），例如通過調(diào)用addObserver方法進(jìn)行綁定。一旦定義了被觀察者和觀察者之間的綁定，則被觀察者狀態(tài)的變遷都會(huì)觸發(fā)調(diào)用觀察者的操作。
為了深入了解這個(gè)概念，給出如下例子：
@FunctionalInterface
public interface SubjectObserver {
void update();
}值發(fā)生改變時(shí)，會(huì)觸發(fā)調(diào)用上述這個(gè)很簡單的觀察者。真實(shí)情況下，通常會(huì)提供功能更豐富的API，如需要保存變化的實(shí)例，或者新舊值，但是這些都不需要觀察action（行為）模式，所以這里舉例盡量簡單。
下面，給出一個(gè)被觀察者類:
public class User {
private String name;
private List observers = new ArrayList<>();
public User(String name) {
this.name = name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
notifyObservers();
}
public String getName() {
return name;
}
public void addObserver(SubjectObserver observer) {
observers.add(observer);
}
public void deleteObserver(SubjectObserver observer) {
observers.remove(observer);
}
private void notifyObservers(){
observers.stream().forEach(observer -> observer.update());
}
} User類中，當(dāng)通過setter方法變更其狀態(tài)事，都會(huì)觸發(fā)調(diào)用綁定到它的觀察者。
使用主題觀察者和主題，以下是實(shí)例給出了觀察方式：
public static void main(String[] args) {
User user = new User("John");
user.addObserver(() -> System.out.println(
"Observable subject " + user + " has changed its state."));
user.setName("Jack");
}每當(dāng)User對(duì)象的狀態(tài)通過setter方法進(jìn)行修改時(shí)，觀察者將被通知并向控制臺(tái)打印出一條消息。到目前為止，給出了觀察者模式的一個(gè)簡單用例。不過，通過這個(gè)看似簡單的用例，我們了解到在這種情況下控制是如何實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)的。
觀察者模式下，主題就是起到”框架層“的作用，它完全主導(dǎo)何時(shí)何地去觸發(fā)誰的調(diào)用。觀察者的主動(dòng)權(quán)被外放，因?yàn)橛^察者無法主導(dǎo)自己何時(shí)被調(diào)用（只要它們已經(jīng)被注冊(cè)到某個(gè)主題中的話）。這意味著，實(shí)際上我們可以發(fā)現(xiàn)控制被反轉(zhuǎn)的”事發(fā)地“ – - – 當(dāng)觀察者綁定到主題時(shí)：
user.addObserver(() -> System.out.println( "Observable subject " + user + " has changed its state."));
上述用例，簡要說明了為什么，觀察者模式（或GUI驅(qū)動(dòng)環(huán)境中的action監(jiān)聽器）是實(shí)現(xiàn)IoC的一種非常簡單的方式。正是以這種分散式設(shè)計(jì)軟件組件的形式，使得控制得以發(fā)生反轉(zhuǎn)。
通過模板方法模式實(shí)現(xiàn)IoC
模板方法模式實(shí)現(xiàn)的思想是在一個(gè)基類中通過幾個(gè)抽象方法（也稱算法步驟）來定義一個(gè)通用的算法，然后讓子類提供具體的實(shí)現(xiàn)，這樣保證算法結(jié)構(gòu)不變。
我們可以應(yīng)用這個(gè)思想，定義一個(gè)通用的算法來處理領(lǐng)域?qū)嶓w：
public abstract class EntityProcessor {
public final void processEntity() {
getEntityData();
createEntity();
validateEntity();
persistEntity();
}
protected abstract void getEntityData();
protected abstract void createEntity();
protected abstract void validateEntity();
protected abstract void persistEntity();
}processEntity() 方法是個(gè)模板方法，它定義了處理實(shí)體的算法，而抽象方法代表了算法的步驟，它們必須在子類中實(shí)現(xiàn)。通過多次繼承 EntityProcessor 并實(shí)現(xiàn)不同的抽象方法，可以實(shí)現(xiàn)若干算法版本。
雖然這說清楚了模板方法模式背后的動(dòng)機(jī)，但人們可能想知道為什么這是 IoC 的模式。
典型的繼承中，子類調(diào)用基類中定義的方法。而這種模式下，相對(duì)真實(shí)的情況是：子類實(shí)現(xiàn)的方法(算法步驟)被基類的模板方法調(diào)用。因此，控制實(shí)際是在基類中進(jìn)行的，而不是在子類中。
這也是 IoC 的典型例子，通過分層結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。這種情況下，模板方法只是可調(diào)的擴(kuò)展點(diǎn)的一個(gè)漂亮的名字，被開發(fā)者用來管理自己的一系列實(shí)現(xiàn)。
關(guān)于如何在Java中利用IOC控制反轉(zhuǎn)就分享到這里了，希望以上內(nèi)容可以對(duì)大家有一定的幫助，可以學(xué)到更多知識(shí)。如果覺得文章不錯(cuò)，可以把它分享出去讓更多的人看到。
本文標(biāo)題：如何在Java中利用IOC控制反轉(zhuǎn)-創(chuàng)新互聯(lián)
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