Java工厂模式、Ioc和AOP 框架设计

Ioc模式(又称DI：Dependency Injection)

板桥里人 http://www. 2004/01/31

　　分离关注（ Separation of Concerns : SOC）是Ioc模式和AOP产生最原始动力，通过功能分解可得到关注点，这些关注可以是 组件Components, 方面Aspects或服务Services。

　　从GoF设计模式中，我们已经习惯一种思维编程方式：Interface Driven Design 接口驱动，接口驱动有很多好处，可以提供不同灵活的子类实现，增加代码稳定和健壮性等等，但是接口一定是需要实现的，也就是如下语句迟早要执行：

　　AInterface a = new AInterfaceImp();

　　AInterfaceImp是接口AInterface的一个子类，Ioc模式可以延缓接口的实现，根据需要实现，有个比喻：接口如同空的模型套，在必要时，需要向模型套注射石膏，这样才能成为一个模型实体，因此，我们将人为控制接口的实现成为“注射”。

　　Ioc英文为 Inversion of Control，即反转模式，这里有著名的好莱坞理论：你呆着别动，到时我会找你。

　　其实Ioc模式也是解决调用者和被调用者之间的一种关系，上述AInterface实现语句表明当前是在调用被调用者AInterfaceImp，由于被调用者名称写入了调用者的代码中，这产生了一个接口实现的原罪：彼此联系，调用者和被调用者有紧密联系，在UML中是用依赖 Dependency 表示。

　　但是这种依赖在分离关注的思维下是不可忍耐的，必须切割，实现调用者和被调用者解耦，新的Ioc模式 Dependency Injection 模式由此产生了， Dependency Injection模式是依赖注射的意思，也就是将依赖先剥离，然后在适当时候再注射进入。

Ioc模式（Dependency Injection模式）有三种：

第一种类型	从JNDI或ServiceManager等获得被调用者，这里类似ServiceLocator模式。	1. EJB/J2EE 2. Avalon（Apache的一个复杂使用不多的项目）
第二种类型	使用JavaBeans的setter方法	1. Spring Framework, 2. WebWork/XWork
第三种类型	在构造方法中实现依赖	1. PicoContainer, 2. HiveMind

　　有过EJB开发经验的人都知道，每个EJB的调用都需要通过JNDI寻找到工厂性质的Home接口，在我的教程EJB是什么章节中，我也是从依赖和工厂模式角度来阐述EJB的使用。

　　在通常传统情况下，为了实现调用者和被调用者解耦，分离，一般是通过工厂模式实现的，下面将通过比较工厂模式和Ioc模式不同，加深理解Ioc模式。

工厂模式和Ioc

　　假设有两个类B 和 C：B作为调用者，C是被调用者，在B代码中存在对C的调用：

public class B{ 　　 private C comp; 　　...... }

　　实现comp实例有两种途径：单态工厂模式和Ioc。

工厂模式实现如下：

public class B{ 　　 private C comp; 　　private final static MyFactory myFactory = MyFactory.getInstance(); 　　public B(){ 　　　　this.comp = myFactory.createInstanceOfC(); 　　} 　　 public void someMethod(){ 　　　　this.comp.sayHello(); 　 } 　　...... }

特点：

• 每次运行时，MyFactory可根据配置文件XML中定义的C子类实现，通过createInstanceOfC()生成C的具体实例。

使用Ioc依赖性注射( Dependency Injection )实现Picocontainer如下，B类如同通常POJO类，如下：

public class B{ 　　 private C comp; 　　public B(C comp){ 　　　　this.comp = comp; 　　 } 　　 public void someMethod(){ 　　　　this.comp.sayHello(); 　　 } 　　...... }

假设C接口/类有有一个具体实现CImp类。当客户端调用B时，使用下列代码：

public class client{ 　　 public static void main( String[] args ) { 　　　　DefaultPicoContainer container = new DefaultPicoContainer(); 　　　　container.registerComponentImplementation(CImp.class); 　　　　container.registerComponentImplementation(B.class); 　　　　B b = (B) container.getComponentInstance(B.class); 　　　　b.someMethod(); 　　 } }

　　因此，当客户端调用B时，分别使用工厂模式和Ioc有不同的特点和区别：

　　主要区别体现在B类的代码，如果使用Ioc，在B类代码中将不需要嵌入任何工厂模式等的代码，因为这些工厂模式其实还是与C有些间接的联系，这样，使用Ioc彻底解耦了B和C之间的联系。

　　使用Ioc带来的代价是：需要在客户端或其它某处进行B和C之间联系的组装。

　　所以，Ioc并没有消除B和C之间这样的联系，只是转移了这种联系。
　　这种联系转移实际也是一种分离关注，它的影响巨大，它提供了AOP实现的可能。

Ioc和AOP

　　AOP我们已经知道是一种面向切面的编程方式，由于Ioc解放自由了B类，而且可以向B类实现注射C类具体实现，如果把B类想像成运行时的横向动作，无疑注入C类子类就是AOP中的一种Advice，如下图：

　　通过下列代码说明如何使用Picocontainer实现AOP，该例程主要实现是记录logger功能，通过Picocontainer可以使用简单一行，使所有的应用类的记录功能激活。

首先编制一个记录接口：

public interface Logging { 　　public void enableLogging(Log log); }

有一个LogSwitcher类，主要用来激活具体应用中的记录功能：

import org.apache.commons.logging.Log; public class LogSwitcher { 　 protected Log m_log; 　 public void enableLogging(Log log) { 　　　　m_log = log; 　　　　m_log.info("Logging Enabled"); 　　} }

一般的普通应用JavaBeans都可以继承这个类，假设PicoUserManager是一个用户管理类，代码如下：

public class PicoUserManager extends LogSwitcher { 　　..... //用户管理功能 } public class PicoXXXX1Manager extends LogSwitcher { 　　..... //业务功能 } public class PicoXXXX2Manager extends LogSwitcher { 　　..... //业务功能 }

注意LogSwitcher中Log实例是由外界赋予的，也就是说即将被外界注射进入，下面看看使用Picocontainer是如何注射Log的具体实例的。

DefaultPicoContainer container = new DefaultPicoContainer(); container.registerComponentImplementation(PicoUserManager.class); container.registerComponentImplementation(PicoXXXX1Manager.class); container.registerComponentImplementation(PicoXXXX2Manager.class); ..... Logging logging = (Logging) container.getComponentMulticaster(); logging.enableLogging(new SimpleLog("pico"));//激活log

　　由上代码可见，通过使用简单一行logging.enableLogging()方法使所有的应用类的记录功能激活。这是不是类似AOP的advice实现？

　　总之，使用Ioc模式，可以不管将来具体实现，完全在一个抽象层次进行描述和技术架构，因此，Ioc模式可以为容器、框架之类的软件实现提供了具体的实现手段，属于架构技术中一种重要的模式应用。J道的JdonSD框架也使用了Ioc模式。