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演进式例解控制反转（IoC）、依赖注入（DI）之一

发布时间：2020-12-14 05:44:21 所属栏目：百科 来源：网络整理
导读：? 近来总是接触到 IoC （ Inversion of Control ，控制反转）、 DI （ Dependency Injection ，依赖注入）等编程原则或者模式，而这些是著名 Java 框架 Spring 、 Struts 等的核心所在。针对此查了 Wikipedia 中各个条目，并从图书馆借来相关书籍，阅读后有

?近来总是接触到 IoC（Inversion of Control，控制反转）、DI（Dependency Injection，依赖注入）等编程原则或者模式，而这些是著名 Java 框架 Spring、Struts 等的核心所在。针对此查了 Wikipedia 中各个条目，并从图书馆借来相关书籍，阅读后有些理解，现结合书中的讲解以及自己的加工整理如下：

?
问题描述：

开发一个能够按照不同要求生成Excel或 PDF 格式的报表的系统，例如日报表、月报表等等。

?
解决方案：

根据“面向接口编程”的原则，应该分离接口与实现，即将生成报表的功能提取为一个通用接口ReportGenerator，并提供生成 Excel 和 PDF格式报表的两个实现类 ExcelGenerator 和 PDFGenerator，而客户Client 再通过服务提供者 ReportService 获取相应的报表打印功能。

?
实现方法：
根据上面所述，得到如下类图：

?
代码实现：
? 
 
 
    

  1. interface?ReportGenerator?{?
    2. 
  
  
  2. ????public?void?generate(Table?table);?
    3. 
  
  
  3. }?
    4. 
  
  
  4. ?
    5. 
  
  
  5. class?ExcelGenerator?implements?ReportGenerator?{?
    6. 
  
  
  6. ????public?void?generate(Table?table)?{?
    7. 
  
  
  7. ????????System.out.println("generate?an?Excel?report?...");?
    8. 
  
  
  8. ????}?
    9. 
  
  
  9. }?
    10. 
  
  
  10. ?
    11. 
  
  
  11. class?PDFGenerator?implements?ReportGenerator?{?
    12. 
  
  
  12. ????public?void?generate(Table?table)?{?
    13. 
  
  
  13. ????????System.out.println("generate?an?PDF?report?...");?
    14. 
  
  
  14. ????}?
    15. 
  
  
  15. }?
    16. 
  
  
  16. ?
    17. 
  
  
  17. class?ReportService?{?
    18. 
  
  
  18. ????//?负责创建具体需要的报表生成器?
    19. 
  
  
  19. ????private?ReportGenerator?generator?=?new?PDFGenerator();?
    20. 
  
  
  20. ????//?private?static?ReportGenerator?generator?=?new?ExcelGenerator();?
    21. 
  
  
  21. ?????
    22. 
  
  
  22. ????public?void?getDailyReport(Date?date)?{?
    23. 
  
  
  23. ????????table.setDate(date);?
    24. 
  
  
  24. ????????//?...?
    25. 
  
  
  25. ????????generator.generate(table);?
    26. 
  
  
  26. ????}?
    27. 
  
  
  27. ?????
    28. 
  
  
  28. ????public?void?getMonthlyReport(Month?month)?{?
    29. 
  
  
  29. ????????table.setMonth(month);?
    30. 
  
  
  30. ????????//?...?
    31. 
  
  
  31. ????????generator.generate(table);?
    32. 
  
  
  32. ????}?
    33. 
  
  
  33. }?
    34. 
  
  
  34. ?
    35. 
  
  
  35. ?
    36. 
  
  
  36. public?class?Client?{?
    37. 
  
  
  37. ????public?static?void?main(String[]?args)?{?
    38. 
  
  
  38. ????????ReportService?reportService?=?new?ReportService();?
    39. 
  
  
  39. ????????reportService.getDailyReport(new?Date());?
    40. 
  
  
  40. ????????//reportService.getMonthlyReport(new?Date());?
    41. 
  
  
  41. ????}?
    42. 
  
  
  42. }?
    43.
?
?
问题描述：

如上面代码中的注释所示，具体的报表生成器由 ReportService 类内部硬编码创建，由此 ReportService 已经直接依赖于 PDFGenerator 或 ExcelGenerator ，必须消除这一明显的紧耦合关系。

?
解决方案： 引入容器

引入一个中间管理者，也就是容器（Container），由其统一管理报表系统所涉及的对象（在这里是组件，我们将其称为 Bean），包括 ReportService 和各个 XXGenerator 。在这里使用一个键-值对形式的 HashMap 实例来保存这些 Bean。

?
实现方法：
得到类图如下：

?
代码实现： 
 
 
    

  1. class?Container?{?
    2. 
  
  
  2. ????//?以键-值对形式保存各种所需组件?Bean?
    3. 
  
  
  3. ????private?static?Map<String,?Object>?beans;?
    4. 
  
  
  4. ?????
    5. 
  
  
  5. ????public?Container()?{?
    6. 
  
  
  6. ????????beans?=?new?HashMap<String,?Object>();?
    7. 
  
  
  7. ?????????
    8. 
  
  
  8. ????????//?创建、保存具体的报表生起器?
    9. 
  
  
  9. ????????ReportGenerator?reportGenerator?=?new?PDFGenerator();?
    10. 
  
  
  10. ????????beans.put("reportGenerator",?reportGenerator);?
    11. 
  
  
  11. ?????????
    12. 
  
  
  12. ????????//?获取、管理?ReportService?的引用?
    13. 
  
  
  13. ????????ReportService?reportService?=?new?ReportService();?
    14. 
  
  
  14. ????????beans.put("reportService",?reportService);?
    15. 
  
  
  15. ????}?
    16. 
  
  
  16. ?????
    17. 
  
  
  17. ????public?static?Object?getBean(String?id)?{?
    18. 
  
  
  18. ????????return?beans.get(id);?
    19. 
  
  
  19. ????}?
    20. 
  
  
  20. }?
    21. 
  
  
  21. ?
    22. 
  
  
  22. class?ReportService?{?
    23. 
  
  
  23. ????//?消除紧耦合关系，由容器取而代之?
    24. 
  
  
  24. ????//?private?static?ReportGenerator?generator?=?new?PDFGenerator();?
    25. 
  
  
  25. ????private?ReportGenerator?generator?=?(ReportGenerator)?Container.getBean("reportGenerator");?
    26. 
  
  
  26. ?
    27. 
  
  
  27. ????public?void?getDailyReport(Date?date)?{?
    28. 
  
  
  28. ????????table.setDate(date);?
    29. 
  
  
  29. ????????generator.generate(table);?
    30. 
  
  
  30. ????}?
    31. 
  
  
  31. ?????
    32. 
  
  
  32. ????public?void?getMonthlyReport(Month?month)?{?
    33. 
  
  
  33. ????????table.setMonth(month);?
    34. 
  
  
  34. ????????generator.generate(table);?
    35. 
  
  
  35. ????}?
    36. 
  
  
  36. }?
    37. 
  
  
  37. ?
    38. 
  
  
  38. public?class?Client?{?
    39. 
  
  
  39. ????public?static?void?main(String[]?args)?{?
    40. 
  
  
  40. ????????Container?container?=?new?Container();?
    41. 
  
  
  41. ????????ReportService?reportService?=?(ReportService)Container.getBean("reportService");?
    42. 
  
  
  42. ????????reportService.getDailyReport(new?Date());?
    43. 
  
  
  43. ????????//reportService.getMonthlyReport(new?Date());?
    44. 
  
  
  44. ????}?
    45. 
  
  
  45. }?
    46.
?
时序图大致如下：

?
效果：

如上面所示，ReportService 不再与具体的 ReportGenerator 直接关联，已经用容器将接口和实现隔离开来了，提高了系统组件 Bean 的重用性，此时还可以使用配置文件在 Container 中实时获取具体组件的定义。

?
?
问题描述：

然而，观察上面的类图，很容易发现 ReportService 与 Container 之间存在双向关联，彼此互相有依赖关系。并且，如果想要重用 ReportService，由于它也是直接依赖于单独一个 Container 的具体查找逻辑。若其他容器具体不同的组件查找机制（如 JNDI），此时重用 ReportService 意味着需要修改 Container 的内部查找逻辑。

?
解决方案： 引入 Service Locator

再次引入一个间接层 Service Locator，用于提供组件查找逻辑的接口，请看Wikipedia 中的描述 或者 Java EE 对其的描述1 、描述2 。这样就能够将可能变化的点隔离开来。

?
实现方法：
类图如下：

?
代码实现：
? 
 
 
    

  1. //?实际应用中可以是用?interface?来提供统一接口?
    2. 
  
  
  2. class?ServiceLocator?{?
    3. 
  
  
  3. ????private?static?Container?container?=?new?Container();?
    4. 
  
  
  4. ?????
    5. 
  
  
  5. ????public?static?ReportGenerator?getReportGenerator()?{?
    6. 
  
  
  6. ????????return?(ReportGenerator)container.getBean("reportGeneraator");?
    7. 
  
  
  7. ????}?
    8. 
  
  
  8. }?
    9. 
  
  
  9. ?
    10. 
  
  
  10. class?ReportService?{?
    11. 
  
  
  11. ????private?ReportGenerator?reportGenerator?=?ServiceLocator.getReportGenerator();?
    12. 
  
  
  12. ?????
    13. 
  
  
  13. ????//?...?
    14. 
  
  
  14. }?
    15.


?

小结：

1、虽然讲了这么大篇幅还没有进入真正的主题——IoC、DI，不过已经在一步步逼近了，下一篇应该会更精彩！在这里...

2、可以很明显地看得出上面两中重新设计以解耦、隔离变化点都是通过引入间接层得以解决的。

3、在看书过程中，我感觉《Spring 攻略》一书中以“问题描述、解决方案、实现方法”方式的讲解比较容易理解和理清思路，故而也学习用这种方式来写。另，推荐该书以学习 Spring 框架（尽管目前我看得也不多）。

?
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（编辑：李大同）

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