2.2 依赖注入DI与控制反转IOC
本节主要介绍依赖注入与控制反转的基本概念，理解什么是依赖注入、什么是控制反转。在此基础上通过示例动手操作加深理解。
2.2.1 什么是依赖注入
从汉字的字面意思理解，可以把“依赖注入”分为两个词，一个是“依赖”，一个是“注入”。那什么是依赖、什么是注入呢？依赖是依靠别人或事物而不能自立或自给，通俗的理解就是，不是自身的，但没有就活不下去，比如人没有了空气、水、阳光，那就活不下去，所以人依赖空气、水、阳光。注入是之前内部没有通过外部灌入的。
上面是从字面意思理解了一下依赖注入，接着从编程的角度分析一下。依赖注入是组件之间依赖关系由容器在运行期决定的，即由容器动态地将某个依赖关系注入到组件之中。依赖注入的目的并非为软件系统带来更多功能，而是为了解耦，提升组件重用的频率，并为系统搭建一个灵活、可扩展的平台。通过依赖注入机制，我们只需要通过简单的配置，而无须任何代码就可以指定目标需要的资源，完成自身的业务逻辑，不需要关心具体的资源来自何处、由谁实现。
● 依赖注入是组件之间依赖关系由容器在运行期决定的，即由容器动态地将某个依赖关系注入到组件之中。这句话总结依赖注入的核心原理，比如分别把人（Person）和空气（Air）都当作一个组件（类），人依赖空气，那么这个依赖关系不是人和空气两个组件关联的，需要一个容器决定，而且不是一开始就决定的，是运行期决定的。
● 依赖注入的目的并非为软件系统带来更多功能，而是为了解耦，提升组件重用的频率，并为系统搭建一个灵活、可扩展的平台。这句话是使用依赖注入的目的。使用依赖注入可以进一步解耦，也是软件设计中高内聚低耦合的体现。
● 通过依赖注入机制，我们只需要通过简单的配置，而无须任何代码就可以指定目标需要的资源，完成自身的业务逻辑，不需要关心具体的资源来自何处、由谁实现。这句话是实现依赖注入的方法，通过简单配置就能实现依赖注入。
理解DI的关键是：“谁依赖谁，为什么需要依赖，谁注入谁，注入了什么”，接着使用人和空气来深入分析一下：
● 谁依赖谁：人依赖空气。
● 为什么需要依赖：人需要空气，没有空气，人就不存在，就是一个空对象。
● 谁注入谁：人通过容器注入空气。
● 注入了什么：注入了人所需要的空气。
2.2.2 什么是控制反转
与依赖注入一样，我们还是先从字面意思理解一下控制反转。它也可以分为两个词，一个是“控制”，一个是“反转”。那什么是控制，什么又是反转呢？
● 控制：为掌握住对象不使任意活动或超出范围；或使其按控制者的意愿活动。
● 反转：向相反的方向转动。
上面是从中文字面对控制反转的理解，下面从编程的角度分析一下。IOC意味着将你设计好的对象交给容器控制，而不是传统的在你的对象内部直接控制。理解IOC的关键是：“谁控制谁，控制什么，为何是反转（有反转就应该有正转了），哪些方面反转了”。我们接着使用人和空气来深入分析一下：
● 谁控制谁，控制什么：以往我们是通过new关键字来创建对象的，比如人（Person）依赖空气（Air），在Person中如果要使用Air对象，就需要通过New关键字来主动创建，在IOC中有一个专门的容器来创建这些对象，即由IOC容器来控制对象的创建。
谁控制谁？当然是IOC容器控制对象了。
控制什么？主要控制了外部资源获取（不只是对象，还包括文件等）。
● 为何是反转，哪些方面反转了：有反转就有正转，正转就是我们通过New主动获取依赖对象；反转则是由容器来帮忙创建及注入依赖对象。
为何是反转？因为由容器帮我们查找及注入依赖对象，对象只是被动地接受依赖对象，所以是反转。
哪些方面反转了？依赖对象的获取被反转了。Air对象通过容器注入给Person对象。
2.2.3 依赖注入的优缺点
可能有人会纳闷为什么只介绍使用依赖注入的优缺点，那控制反转就没有优缺点吗？其实它们是同一个概念的不同角度描述，由于控制反转概念比较含糊（可能只是理解为容器控制对象这一个层面，很难让人想到谁来维护对象关系），所以2004年大师级人物Martin Fowler又给出了一个新的名字：“依赖注入”。相对IOC而言，“依赖注入”明确描述了“被注入对象依赖IOC容器配置依赖对象”。
俗话说，每个硬币都有两面。同样，IOC也是有优点和缺点的。
优点，也是使用依赖注入的目的：实现组件之间的解耦，提高程序的灵活性和可维护性，提升组件重用的频率，并为系统搭建一个灵活、可扩展的平台。
缺点也是存在的。一是它创建对象的方式变复杂了。二是因为使用反射来创建对象，所以在效率上会有些损耗。但相对于程序的灵活性和可维护性来说，这点损耗是微不足道的。三是使用XML进行配置时太复杂，一旦类有改变，XML就需要改变。有了注解之后，与使用XML进行配置相比简单很多。
2.2.4 IOC实例
光说不练假把式，特别是IT技术，经常会出现看能看懂但写不出来的尴尬局面。上面分析了一下依赖注入与控制反转，本节将通过示例来加深理解。这里还是使用人与空气的例子。
人依赖空气，在传统的方式创建两个类：一个是Person类，一个是CleanAir类。
上面两个类实现了依赖的关系，还有就是注入。在了解注入之前，我们还有一个问题要思考。有这样一句话：世界上唯一不变的就是变化。之前干净的空气不复存在，而Person依赖的不再是CleanAir，而是比CleanAir更有内涵的DirtyAir。如果还是按照上面的方式来，那就需要在增加一个DirtyAir类的同时修改Person。这种强依赖有很大的弊端，一个地方变化引起其他地方变化，而且改变的只是Air，但Person也要改变。怎么样才能尽量减少修改的地方呢？于是面向接口的编程出现了。下面先定义一个接口IAir，类CleanAir实现接口IAir，在Person中不再直接依赖CleanAir，而是依赖接口IAir，这样即使是DirtyAir也只需要给Person修改不同的Air就行了。这个注入的过程，利用Spring框架只需要改一下配置即可实现。
上面定义IAir接口算是对依赖关系的优化，降低了人与空气的耦合度，但是并没有使用New关键字创建对象，只是定义了依赖关系。下面用Spring实现注入。
（1）创建一个Maven Project，archetype选择quickstart，如图2-2所示。
图2-2
（2）创建之后，既然要使用Spring框架来实现注入，那肯定要在项目中引入Spring框架，配置pom.xml，添加依赖。
① 在properties节点配置要引入Spring的版本号，这里用的是5.0.0.RELEASE。
<spring．version>5.0.0.RELEASE</spring.version>
② 引入。
<dependency> <groupId>org.springframework</groupId> <artifactId>spring-core</artifactId> <version>${spring.version}</version> </dependency> <dependency> <groupId>org.springframework</groupId> <artifactId>spring-context</artifactId> <version>${spring.version}</version> </dependency>
（3）实现依赖注入。
前面创建的IAir接口、Person类、CleanAir类、DirtyAir类实现了依赖关系，但是怎么让Spring框架识别到呢？不可能把各个类创建好就结束了，还需要进行配置才能让Spring知道哪些是组件。这里对Person类、CleanAir类、DirtyAir类在上面定义的基础上进行修改。
在上面的代码中使用了@Component将类注解成组件，使用@Autowired将IAir类型对象注入Person中。CleanAir类、DirtyAir类都实现了IAir接口，怎么让Person具体注入哪个对象呢？使用@Qualifier关键字来进行区分，这里使用的是qualifier=dirtyair。同时这些组件定义之后还要告诉Spring框架组件位置在哪，所以在scr/main/resources下新建了ApplicationContext.xml进行配置。
（4）测试。
在main中获取到应用上下文，通过getBean方法获取Person对象，然后调用Breath()方法。不了解ClassPathXmlApplicationContext、getBean这些方法也没关系，在后面的章节会有详细介绍。
输出结果：
DirtyAir
如果想使用CleanAir对象，只需要把Person类中@Qualifier注解value的值改为CleanAir对应的beanId：cleanair。
（5）小结
参考上面的示例思考2.2.1和2.2.2节中的概念，就会发现依赖注入、控制反转其实也不难。理解了依赖注入、控制反转对后面Spring框架的学习会有更大的帮助。