什麼叫IoC

控制反轉（Inversion of Control，縮寫為IoC），是面向物件程式設計中的一種設計原則，可以用來減低計算機程式碼之間的耦合度。其中最常見的方式叫做依賴注入（Dependency Injection，簡稱DI），還有一種方式叫“依賴查詢”（Dependency Lookup）。通過控制反轉，物件在被建立的時候，由一個調控系統內所有物件的外界實體，將其所依賴的物件的引用傳遞給它。也可以說，依賴被注入到物件中。`

高內聚低耦合可以說是軟體技術形態的終極目標。用學術界的話來說，軟體的兩個本質特性就是構造性和演化性，高內聚低耦合的設計能夠讓構造和演化都更加高效，比如：

• 開發更方便組織分工
• 程式碼更容易進行復用
• 更容易進行測試
• 軟體演化有更好的靈活性，能快速響應需求變化，維護代價更小

軟體設計各種技術的出現，無一不是朝著這個終極目標的努力。面向物件、基於元件（學術界稱為構件）的軟體開發、面向切面程式設計（AOP）、Java近些年流行的模組化方法（比如OSGi技術）等等，這些方法和技術的出現，無外乎都是為了讓軟體更加高內聚低耦合。與此同時，各路大神還提出各種軟體設計原則和模式，來規範我們的軟體形態。我們今天談的IoC也是其中的一個大招。IoC（Inversion of Control​，控制反轉）也稱為依賴注入（Dependency Injection），作為Spring的一個核心思想，是一種設計物件之間依賴關係的原則及其相關技術。

先來看看字面上怎麼來解釋：當一個物件建立時，它所依賴的物件由外部傳遞給它，而非自己去建立所依賴的物件（比如通過new操作）。因此，也可以說在物件如何獲取它的依賴物件這件事情上，控制權反轉了。這便不難理解控制反轉和依賴注入這兩個名字的由來了。

一個場景

上面的解釋聽起來還是有點晦澀，讓我們來看看具體的例子吧！

有個土豪老闆，我們經常要出差，因此經常要訂機票。定機票呢，可以通過去哪兒網訂票，也可以通過攜程訂票。

我們馬上可以想到可以通過三個類來表達這個場景，Boss，QunarBookingService，CtripBookingService。當然了，我們還應該提供一個BookingService

BookingService.java

package com.tianmaying.iocdemo;

public interface BookingService {
    void bookFlight();
}

QunarBookingService.java

package com.tianmaying.iocdemo;

public class QunarBookingService implements BookingService {
    public void bookFlight() {
        System.out.println("book fight by Qunar!");

    }
}

CtripBookingService.java

package com.tianmaying.iocdemo;

public class CtripBookingService implements BookingService {
    public void bookFlight() {
        System.out.println("book fight by Ctrip!");
    }
}

好了，土豪出門談生意，得訂機票了，Boss就琢磨著怎麼訂票呢，Boss比較了一下價格，這一次決定用去哪兒，對應的Boss的程式碼：

Boss.java

package com.tianmaying.iocdemo;

public class Boss {

    private BookingService bookingService;

    public Boss() {
        this.bookingService = new QunarBookingService();
    }

    public BookingService getBookingService() {
        return bookingService;
    }

    public void setBookingService(BookingService bookingService) {
        this.bookingService = bookingService;
    }

    public void goSomewhere() {
        bookingService.bookFlight();
    }

在Boss的建構函式中，將其orderService成員變數例項化為​QunarOrderService，goSomewhere()函式中就可以呼叫orderService的bookFlight方法了！

為了把這個場景Run起來，我們還需要一個main函式：

package com.tianmaying.iocdemo;

public class App {
    public static void main(String[] args) {
        bossGoSomewhere();
    }

    static void bossGoSomewhere() {
        Boss boss = new Boss();
        boss.goSomewhere();
    }
}

執行之後可以看到控制中可以打印出”book fight by Qunar!”了。

使用IoC的場景

在這個例子中，我們看到Boss需要使用OrderService，於是Boss自己例項化了一個QunarOrderService物件。同志們想想，身為土豪Boss，思考的都是公司戰略的事兒，定個票還要自己選擇通過什麼方式來完成，這個Boss是不是當得實在太苦逼。

所以土豪趕緊給自己找了個美女祕書（別想歪!），Boss要出差時，只需要說一聲他需要訂票服務，至於是哪個服務，讓美女祕書選好後告訴他即可（注入啊！注入！）。（別跟我較真說美女祕書直接把票送上就行！）

這樣的話，Boss是不是一身輕鬆了？ 而這個美女祕書還是免費包郵的，這正是Spring扮演的角色！來看看使用Spring之後的程式碼。

<dependency>
    <groupId>org.springframework</groupId>
    <artifactId>spring-context</artifactId>
    <version>4.2.0.RELEASE</version>
</dependency>

QunarBookingService.java

package com.tianmaying.iocdemo;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Component
public class QunarBookingService implements BookingService {
    public void bookFlight() {
        System.out.println("book fight by Qunar!");

    }
}

這裡我們使用Spring的@Component標註將QunarBookingService註冊進Spring的Context，這樣它就可以被注入到需要它的地方！相應地，建立QunarBookingService例項的責任也交給了Spring。我們說了，美女祕書幫你搞定嘛！

新建一個SmartBoss類，聰明的老闆知道把選擇訂機票服務這樣的雜事交給祕書來做。

SmartBoss.java

package com.tianmaying.iocdemo;

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Component
public class SmartBoss {
    private BookingService bookingService;

    @Autowired
    public void setBookingService(BookingService bookingService) {
        this.bookingService = bookingService;
    }

    public BookingService getBookingService() {
        return bookingService;
    }

    public void goSomewhere() {
        bookingService.bookFlight();
    }
}

在上面的程式碼中，SmartBoss不再自己建立BookingService的例項，只是通過@Autowired標註告訴Spring小祕我需要一個BookingService!

呼叫程式碼因此也要做一些小修改，需要建立Spring的Context：

static void smartBossGoSomewhere() {
    AbstractApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(
            App.class);
    try {
        SmartBoss boss = context.getBean(SmartBoss.class);
        boss.goSomewhere();
    } finally {
        context.close();
    }
}

IoC的好處

回到正題，通過上面的例子，我們來看看IoC到底帶來了哪些好處？

Boss沒有和某個具體的BookingService類耦合到一起了，這樣Boss的維護和演化就更加方便。想象一下，如果Boss需要改用CtripBookingService，這時也不需要修改Boss.java的程式碼，更換介面的實現非常方便，給Boss注入新的實現即可，輕鬆愜意。（當然，要做到熱插拔還 需要進一步的工作，要麼得玩轉類載入器這玩意，或者藉助OSGi這樣的神器）。這也是典型的開放-封閉原則的例子，即對現有模組，功能擴充套件應該是開放的，而對其程式碼修改應該是封閉的，即能夠做到不需要修改已有程式碼來擴充套件新的功能。

想象一下，如果Boss自己直接去例項化QunarBookingService，而QunarBookingService在另外一個Package中甚至另外一個Jar包中，你可得import進來才能使用，緊耦合啊！現在好了，Boss只依賴於抽象介面，測試更方便了吧，Mock一下就輕鬆搞定！Boss和QunarBookingService彼此不知道對方，Spring幫兩者粘合在一起。

為什麼IoC是個大招，因為它會自然而然得促進你應用一些好的設計原則，會幫助你開發出更加“高內聚低耦合”的軟體。

IoC的實現

最後我們簡單說說IoC是如何實現的。想象一下如果我們自己來實現這個依賴注入的功能，我們怎麼來做？ 無外乎：

1. 讀取標註或者配置檔案，看看Boss依賴的是哪個OrderService，拿到類名
2. 使用反射的API，基於類名例項化對應的物件例項
3. 將物件例項，通過建構函式或者setter，傳遞給Boss

我們發現其實自己來實現也不是很難，Spring實際也就是這麼做的。這麼看的話其實IoC就是一個工廠模式的升級版！當然要做一個成熟的IoC框架，還是非常多細緻的工作要做，Spring不僅提供了一個已經成為業界標準的Java IoC框架，還提供了更多強大的功能，所以大家就別去造輪子啦！希望瞭解IoC更多實現細節不妨通過學習Spring的原始碼來加深理解！