本篇介绍Spring IOC容器，通过具体的实例详细地讲解IOC概念，彻底理解Spring反转控制的思想。通过本篇的学习，可以达成如下目标。
● 运用工厂模式设计程序
● 理解JavaBean和POJO对象
● 理解控制反转思想
● 理解IOC容器
1、一个简单的项目需求
在一个乡村小学校，一天只上三节课，有三名老师和一个校长。张老师负责教学生语文，王老师教学生数学，李老师教音乐，校长负责安排三位老师每天的上课时间，并提前通知各位老师上课时间，通知方式包括邮件、电话，后续可能会有更多方式。
现在需要编写一个Java程序实现校长安排老师老师上课时间，并通知到老师，要考虑程序的可扩展性。
2、用工厂模式设计程序
项目中通知老师上课的方式包括邮件、电话，后续可能还有所扩展。虽然通知方式不同，但通知功能是一致的，适合用工厂模式来设计通知功能，后续增加通知方式时，再增加一个通知实现类和修改工厂类代码就可以了，无需修改其它实现类的代码。
工厂模式主要用于对功能相似的类进行抽象，抽象出的功能通过接口方式由实现类来实现，然后由工厂类装配不同的实现类，实现一个工厂生产不同产品的功能。
图1 Notice工厂模式
代码实现步骤：
（1）定义通知类接口
package com.milihua.springprogram.notice;
public interface NoticeInterface {
void sendMessage();
}（2）定义EmailNotice类，实现NoticeInterface接口
package com.milihua.springprogram.notice;
import com.milihua.springprogram.entity.Teacher;
public class EmailNotice implements NoticeInterface {
private Teacher teacher;
String message;
public String getMessage() {
return message;
}
public void setMessage(String message) {
this.message = message;
}
@Override
public void sendMessage() {
// TODO Auto-generated method stub
teacher.setClasstime(message + "_邮件发送");
}
public Teacher getTeacher() {
return teacher;
}
public void setTeacher(Teacher teacher) {
this.teacher = teacher;
}
}（3）定义PhoneNotice类，实现NoticeInterface接口
package com.milihua.springprogram.notice;
import com.milihua.springprogram.entity.Teacher;
public class PhoneNotice implements NoticeInterface {
private Teacher teacher;
String message;
public String getMessage() {
return message;
}
public void setMessage(String message) {
this.message = message;
}
@Override
public void sendMessage() {
// TODO Auto-generated method stub
teacher.setClasstime(message + "_电话通知");
}
public Teacher getTeacher() {
return teacher;
}
public void setTeacher(Teacher teacher) {
this.teacher = teacher;
}
}（4）定义NoticeFactory类，负责装配不同实现方式的通知类
package com.milihua.springprogram.factory;
import com.milihua.springprogram.notice.EmailNotice;
import com.milihua.springprogram.notice.NoticeInterface;
import com.milihua.springprogram.notice.PhoneNotice;
public class NoticeFactory {
//使用 getNotic方法获取通知对象
public static NoticeInterface getNotic(String noticeType) {
if (noticeType == null) {
return null;
}
if (noticeType.equalsIgnoreCase("email")) {
return new EmailNotice();
} else if (noticeType.equalsIgnoreCase("phone")) {
return new PhoneNotice();
}
return null;
}
}3、项目的实体类——老师
项目的唯一实体类是老师类，实体类也是POJO类（简单的Java对象），实体类仅有属性以及获取和设置属性的get和set方法，没有事务处理方法，这是和Javabean不同的地方。
哪些类适合作为POJO类呢？项目中用于描述事物本身以及需要数据传递和序列化的类。例如，项目中的数据库表、实体对象、序列化对象等。在本项目案例中，老师类属于实体对象类。
定义老师类的代码如下：
package com.milihua.springprogram.entity;
public class Teacher {
private String name;
private String classtime;
public String getNotify() {
return name + "在" + classtime;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public String getClasstime() {
return classtime;
}
public void setClasstime(String classtime) {
this.classtime = classtime;
}
}4、项目的业务类——校长
业务类也称为BO（业务对象），用于处理项目中的业务逻辑。业务逻辑主要用于项目涉及的各类业务操作。例如，在本项目案例中，校长需要安排上课时间，并发送上课时间给老师。在业务对象中，需要组织和协调实体类、组件类、DAO（数据访问对象）完成整个业务逻辑的处理操作。其中，组件类是JavaBean，是用于处理具体事务的类。例如，在本项目案例中，PhoneNotice、EmailNotice类就是组件类，用于处理发送通知事务。
定义校长类的代码如下：
package com.milihua.springprogram.business;
import com.milihua.springprogram.entity.Teacher;
import com.milihua.springprogram.factory.NoticeFactory;
import com.milihua.springprogram.notice.EmailNotice;
import com.milihua.springprogram.notice.PhoneNotice;
public class Principal {
/*
校长类，负责装配产品，关联老师类和通知类
**/
public String notifyTeacher()
{
StringBuilder notifyReturn = new StringBuilder();
//获取邮件通知类
EmailNotice eamilNotice = (EmailNotice)NoticeFactory.getNotic("email");
//获取电话通知类
PhoneNotice phoneNotice = (PhoneNotice)NoticeFactory.getNotic("phone");
/*
发送通知给张老师
**/
//
Teacher teacherZhang = new Teacher();
teacherZhang.setName("张老师");
//注入老师类到邮件通知类
eamilNotice.setTeacher(teacherZhang);
//注入消息到邮件通知类
eamilNotice.setMessage("8:45上语文课");
//发送消息给张老师
eamilNotice.sendMessage();
notifyReturn.append(teacherZhang.getNotify() + "\n");
/*
发送通知给王老师
**/
//
Teacher teacherWang = new Teacher();
teacherWang.setName("王老师");
//注入老师类到电话通知类
phoneNotice.setTeacher(teacherWang);
//注入消息到电话通知类
phoneNotice.setMessage("9:50上数学课");
//发送消息给张老师
phoneNotice.sendMessage();
notifyReturn.append(teacherWang.getNotify() + "\n");
/*
发送通知给李老师
**/
//
Teacher teacherLi = new Teacher();
teacherLi.setName("李老师");
//注入老师类到电话通知类
phoneNotice.setTeacher(teacherLi);
//注入消息到电话通知类
phoneNotice.setMessage("13:50上课");
//发送消息给张老师
phoneNotice.sendMessage();
notifyReturn.append(teacherLi.getNotify() + "\n");
return notifyReturn.toString();
}
}5、项目技术架构存在的问题
图2 项目技术架构图
项目技术架构主要由javaBean组件、业务逻辑处理、POJO（实体）、前端四部分组成。JavaBean组件实现通知发送，应用工厂模式便于组件扩展。业务逻辑处理部分调用NoticeFactory创建通知组件和Teacher类，并将Teacher类实例和消息注入到组件，最后调用组件发送消息。
从技术架构图可以看出，NoticeFactory（组件工厂）负责通知组件的创建，Principal（业务类）调用NoticeFactory获取组件，并将Teacher类实例和消息注入到组件。Principal是主要控制类，控制了组件的创建和组件属性的注入。
Principal类对组件的较强控制，对程序的扩展性和易维护性显然是不利的。例如，当程序需要增加微信通知方式，且老师都希望用微信通知时，麻烦就来了，需要修改大量程序代码。再如，老师的上课时间可能每周或每天都有变化，把时间安排写在程序代码中显然是不妥的，应该写在程序外面，由外面对通知组件的属性进行注入。
要解决上面的问题，就需要弱化Principal类对组件的控制权，将组件的创建和属性的注入（图2红色点划线指示的功能）交给第三方托管，这个第三方就是Spring框架的IOC容器，控制反转就是将Principal类对组件的控制权移交给IOC容器。
6、Spring IOC容器的控制反转
Spring IOC容器是框架的核心，IOC是控制反转的意思，可以用来降低程序代码之间的耦合度。把强耦合的代码依赖从代码中移出去，放到统一的XML配置文件中，将程序对组件的主要控制权交给IOC，由IOC统一加载和管理。例如，可以把本案例中的JavaBean组件的创建、实体类的创建、以及JavaBean组件的属性注入等代码从Principal类移出，放入到Spring的XML配置文件中。这样就实现了Principal类与JavaBean组件的代码解耦，也解决了项目案例技术架构所存在的问题。
Spring配置文件代码如下：
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
xmlns:mvc="http://www.springframework.org/schema/mvc"
xmlns:p="http://www.springframework.org/schema/p"
xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.2.xsd
http://www.springframework.org/schema/context
http://www.springframework.org/schema/context/spring-context-3.2.xsd
http://www.springframework.org/schema/mvc http://www.springframework.org/schema/mvc/spring-mvc-3.2.xsd">
<bean id="teacherZhang" class="com.milihua.springprogram.entity.Teacher">
<property name="name" value="张老师"></property>
</bean>
<bean id="teacherWang" class="com.milihua.springprogram.entity.Teacher">
<property name="name" value="王老师"></property>
</bean>
<bean id="teacherLi" class="com.milihua.springprogram.entity.Teacher">
<property name="name" value="李老师"></property>
</bean>
<bean id="eamilNoticeZhang" class="com.milihua.springprogram.notice.EmailNotice" p:teacher-ref="teacherZhang">
<property name="message" value="8:45上语文课"></property>
</bean>
<bean id="phoneNoticeWang" class="com.milihua.springprogram.notice.PhoneNotice" p:teacher-ref="teacherWang">
<property name="message" value="9:50上数学课"></property>
</bean>
<bean id="phoneNoticeLi" class="com.milihua.springprogram.notice.PhoneNotice" p:teacher-ref="teacherLi">
<property name="message" value="13:50上音乐课"></property>
</bean>
</beans>
定义新的业务类，用于从IOC上下文环境中读取组件和POJO实例，代码如下：
package com.milihua.springprogram.business;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import com.milihua.springprogram.entity.Teacher;
import com.milihua.springprogram.notice.EmailNotice;
import com.milihua.springprogram.notice.PhoneNotice;
public class IocPrincipal {
/*
基于Spring IOC容器的校长类，从配置文件获取通知组件
**/
public String notifyTeacher(ApplicationContext ctx)
{
StringBuilder notifyReturn = new StringBuilder();
//从容器中获取通知张老师的组件
EmailNotice noticeZhang = ctx.getBean("eamilNoticeZhang",EmailNotice.class);
noticeZhang.sendMessage();
//从容器中获取张老师的实例
Teacher teacherZhang = ctx.getBean("teacherZhang",Teacher.class);
notifyReturn.append(teacherZhang.getNotify() + "<p>");
//从容器中获取通知王老师的组件
PhoneNotice phoneNoticWang = ctx.getBean("phoneNoticeWang",PhoneNotice.class);
phoneNoticWang.sendMessage();
//从容器中获取王老师的实例
Teacher teacherWang = ctx.getBean("teacherWang",Teacher.class);
notifyReturn.append(teacherWang.getNotify() + "<p>");
//从容器中获取通知李老师的组件
PhoneNotice phoneNoticLi = ctx.getBean("phoneNoticeLi",PhoneNotice.class);
phoneNoticLi.sendMessage();
//从容器中获取王老师的实例
Teacher teacherLi = ctx.getBean("teacherLi",Teacher.class);
notifyReturn.append(teacherLi.getNotify() + "<p>");
return notifyReturn.toString();
}
}课程小结
Spring IOC容器的核心是把程序业务代码与事物（组件、POJO类）代码进行分离，程序有关事物的创建、属性和依赖对象的注入、以及生命周期交由容器进行加载和管理。业务代码只需从容器中获取组件或POJO实例对象即可，无需再考虑组件之间、组件与POJO之间的依赖关系以及属性的注入。