【Spring】Spring启示录

前言

在软件开发的世界里，随着项目的增长和需求的变化，如何保持代码的灵活性、可维护性和扩展性成为了每个开发者必须面对的问题。传统的面向过程或基于类的设计往往导致代码高度耦合，使得任何小的改动都需要对整个系统进行大规模的测试和调整。这不仅耗费时间，也增加了出错的风险。因此，理解并应用一些基本的设计原则，如开闭原则（OCP）和依赖倒置原则（DIP），对于构建高效、灵活的应用程序至关重要。本文将通过一个简单的用户登录示例，探讨如何从传统设计模式过渡到使用Spring框架实现控制反转（IoC）来解决这些问题，帮助开发者更好地理解和实践这些重要的编程理念。

一、示例程序

当没有Spring时，我们是怎么开发的呢？我们先阅读下面的程序：

java 复制代码

// 控制层
public class UserController {

    private UserService userService = new UserServiceImpl();

    public void login(){
        String username = "admin";
        String password = "123456";
        boolean success = userService.login(username, password);
        if (success) {
            // 登录成功
        } else {
            // 登录失败
        }
    }
}

// 业务层
public class UserServiceImpl implements UserService {

    private UserDao userDao = new UserDaoImplForMySQL();

    public boolean login(String username, String password) {
        User user = userDao.selectByUsernameAndPassword(username, password);
        if (user != null) {
            return true;
        }
        return false;
    }
}

// 数据库层
public class UserDaoImplForMySQL implements UserDao {
    public User selectByUsernameAndPassword(String username, String password) {
        // 连接MySQL数据库，根据用户名和密码查询用户信息
        return null;
    }
}

可以看出，UserDaoImplForMySQL中主要是连接MySQL数据库进行操作。如果更换到Oracle数据库上，则需要再提供一个UserDaoImplForOracle。很明显，以上的操作正在进行功能的扩展，添加了一个新的类UserDaoImplForOracle来应付数据库的变化，这里的变化会引起连锁反应吗？当然会，如果想要切换到Oracle数据库上，UserServiceImpl类代码就需要修改。

二、OCP开闭原则

上面的代码以及修改违背了OCP开闭原则，开闭原则是这样说的：在软件开发过程中应当对扩展开放，对修改关闭。也就是说，如果在进行功能扩展的时候，添加额外的类是没问题的，但因为功能扩展而修改之前运行正常的程序，这是忌讳的，不被允许的。因为一旦修改之前运行正常的程序，就会导致项目整体要进行全方位的重新测试。这是相当麻烦的过程。导致以上问题的主要原因是：代码和代码之间的耦合度太高。如下图所示：

更多软件设计原则： 【设计模式】软件设计原则-CSDN博客

可以很明显的看出，上层是依赖下层的。UserController依赖UserServiceImpl，而UserServiceImpl依赖UserDaoImplForMySQL，这样就会导致下面只要改动 ，上面必然会受牵连（跟着也会改），所谓牵一发而动全身。这样也就同时违背了另一个开发原则：依赖倒置原则。

三、依赖倒置原则DIP

依赖倒置原则(Dependence Inversion Principle)，简称DIP，主要倡导面向抽象编程，面向接口编程，不要面向具体编程，让上层不再依赖下层，下面改动了，上面的代码不会受到牵连。这样可以大大降低程序的耦合度，耦合度低了，扩展力就强了，同时代码复用性也会增强（软件七大开发原则都是在为解耦合服务）。你可能会说，上面的代码已经面向接口编程了呀：

确实已经面向接口编程了，但对象的创建是：new UserDaoImplForOracle()显然并没有完全面向接口编程，还是使用到了具体的接口实现类。什么叫做完全面向接口编程？请看以下代码：

如果代码是这样编写的，才算是完全面向接口编程。那你可能会问，这样userDao是null，在执行的时候就会出现空指针异常呀。你说的有道理，确实是这样的，所以我们要解决这个问题。解决空指针异常的问题，其实就是解决两个核心的问题：

谁来负责对象的创建。【也就是说谁来：new UserDaoImplForOracle()/new UserDaoImplForMySQL()】
谁来负责把创建的对象赋到这个属性上。【也就是说谁来把上面创建的对象赋给userDao属性】

如果我们把以上两个核心问题解决了，就可以做到既符合OCP开闭原则，又符合依赖倒置原则。很荣幸的通知你：Spring框架可以做到。在Spring框架中，它可以帮助我们new对象，并且它还可以将new出来的对象赋到属性上。换句话说，Spring框架可以帮助我们创建对象，并且可以帮助我们维护对象和对象之间的关系。比如：

Spring可以new出来UserDaoImplForMySQL对象，也可以new出来UserDaoImplForOracle对象，并且还可以让new出来的dao对象和service对象产生关系（产生关系其实本质上就是给属性赋值）。很显然，这种方式是将对象的创建权/管理权交出去了，不再使用硬编码的方式了。同时也把对象关系的管理权交出去了，也不再使用硬编码的方式了。像这种把对象的创建权交出去，把对象关系的管理权交出去，被称为控制反转。

四、控制反转IOC

控制反转（Inversion of Control，缩写为IoC），是面向对象编程中的一种设计思想，可以用来降低代码之间的耦合度，符合依赖倒置原则。控制反转的核心是：将对象的创建权交出去，将对象和对象之间关系的管理权交出去，由第三方容器来负责创建与维护。控制反转常见的实现方式：依赖注入（Dependency Injection，简称DI）。通常，依赖注入的实现又包括两种方式：

set方法注入
构造方法注入

Spring框架就是一个实现了IoC思想的框架。IoC可以认为是一种全新的设计模式，但是理论和时间成熟相对较晚，并没有包含在GoF中（GoF指的是23种设计模式）。

总结

通过对一个简单用户登录系统的分析，我们了解到了在没有采用现代框架时开发可能面临的挑战：高耦合度的代码难以维护和扩展。遵循开闭原则（OCP）和依赖倒置原则（DIP），可以有效地降低这种耦合，提高代码的复用性和可扩展性。然而，手动管理对象创建和依赖关系仍然复杂且容易出错。Spring框架通过引入控制反转（IoC）概念，提供了一种优雅的解决方案。它不仅简化了对象的创建和依赖注入过程，还促进了更清晰、模块化的代码结构，极大地提升了开发效率和软件质量。掌握这些设计原则与技术框架的应用，可以帮助开发者构建更加健壮、灵活和易于维护的软件系统。