Spring系列利用Spring的IoC(控制反转)实现经典案例打印机

Posted 2021-08-15 一宿君

什么是IoC（控制反转）？

本质上控制反转（Inversion of Control，IoC），是一种设计思想，依赖注入（Dependency Injection，DI） 是实现IoC的一种方法。没有IoC的程序中，我们使用面向对象编程，对象的创建与对象间的依赖关系完全是硬编码在程序中（容易耦合）。对象的创建由程序自己控制，控制反转对象后将对象的创建转移给了第三方（可以解耦）。

• IoC是Spring框架的核心内容，使用多种方式完美的实现了IoC，可以使用XML配置，也可以使用注解（开发常用，零配置）。

• Spring容器在初始化时，先读取配置文件，根据配置文件或元数据创建与组织对象存入容器中，程序使用时再从IoC容器中取出需要的对象（随用随取）。

• 采用XML方式配置Bean实例的时候，Bean的定义信息是和具体实现分离的，而采用注解的方式可以把两者结合在一起，Bean的定义信息直接以注解的形式定义在实现类中，从而达到了零配置的目的。

• 控制反转是一种通过描述（XML或注解），并通过第三方去生产或获取特定对象的方式。在Spring中实现控制反转的是IoC容器，其实现方法是依赖注入（Dependency Injection，DI）

下面我们打印机实例演示IoC功能（直接上代码）

分析打印机组成部分，有墨盒（彩色墨盒和黑白墨盒），纸张（A4和B5），最后是组装使用。

• 墨盒接口Ink（创建获取颜色方法getColor()）

  public interface Ink {
      /**
       * 获取颜色（rgb）
       * @return
       */
      public String getColor(int r,int g,int b);//#ff0000
  }
  

• ColorInk（彩色墨盒实现类）

  public class ColorInk implements Ink {
      @Override
      public String getColor(int r,int g,int b) {
          Color color = new Color(r,g,b);
          return "#" + Integer.toHexString(color.getRGB()).substring(2);
      }
  }
  

• GrayInk（黑白墨盒实现类）

  public class GrayInk implements Ink {
      @Override
      public String getColor(int r, int g, int b) {
          int c = (r+g+b)/3;
          Color color = new Color(c,c,c);
          return "#" + Integer.toHexString(color.getRGB()).substring(2);
      }
  }
  

• Paper（纸张接口）

  public interface Paper {
      /**
       * 换行符常量（当一行中字符达到最大限制数时，就需要换行）
       */
      public final static String newLine = "\\r\\n";
  
      /**
       * 输出字符到纸张
       */
      public void putInChar(char c);
  
      /**
       * 获取输出到纸张的内容
       */
      public String getContent();
  }
  

• TextPaper（纸张实现类）

  public class TextPaper implements Paper {
      private int charPerLine = 16;//每行字符数
      private int linePerPage = 5;//每页行数
      private String content = "";//纸张中的内容
      private int posX = 0;//当前字符的横向位置，从0到charPerLine-1
      private int posY = 0;//当前行数的纵向位置，从0到linePerPage-1
      private int posP = 1;//当前页数
  
      /**
       * setter方法用于属性注入
       * @param charPerLine
       */
      public void setCharPerLine(int charPerLine) {
          this.charPerLine = charPerLine;
      }
  
      public void setLinePerPage(int linePerPage) {
          this.linePerPage = linePerPage;
      }
  
      /**
       * 将字符逐个添加到内容content中
       * @param c
       */
      @Override
      public void putInChar(char c) {
          content += c;//将字符逐个添加到内容content中
          ++posX;//横向字符数加一
  
          //判断是否换行
          if(posX == charPerLine){
              content += Paper.newLine;//当一行的字符数达到16个，就添加换行字符属性
              posX = 0;//换行后，横向字符数从零开始
              ++posY;//纵向下标加一
          }
  
          //判断是否翻页
          if(posY == linePerPage){
              content += "=======" + posP + "页======";
              content += Paper.newLine + Paper.newLine;//翻页后，空两行，再添加新字符
              posY = 0;//纵向行数重新变为0
              ++posP;//页数加一
          }
      }
  
      /**
       * 获取输入到纸张上的内容content
       * @return
       */
      @Override
      public String getContent() {
          String contents = this.content;
          if(posX !=0 && posY != 0){//判断最后一页是否字符满格
              int count = linePerPage - posY;//得出与一页显示最大行数的差
              /**
               * 利用for循环，向内容中添加count个换行
               */
              for(int i=0;i<count;i++){
                  contents += Paper.newLine;
              }
              contents += "======" + posP + "页======";
          }
          return contents;
      }
  }
  

• Printer（引用墨盒和纸张接口对象）

  public class Printer {
  
      /**
       * 墨盒
       */
      public Ink ink;
      /**
       * 纸张
       */
      public Paper paper;
  
      /**
       * setter方法注入
       * @param ink
       */
      public void setInk(Ink ink) {
          this.ink = ink;
      }
  
      public void setPaper(Paper paper) {
          this.paper = paper;
      }
  
      /**
       * 打印方法
       * @param str
       */
      public void print(String str){
          System.out.println("使用" + ink.getColor(255,0,0) + "颜色打印纸张！！！\\r\\t");
          /**
           * 逐个字符输入到纸张上
           */
          for(int i=0;i<str.length();i++){
              paper.putInChar(str.charAt(i));
          }
          System.out.println(paper.getContent());//将纸张上的内容输出
      }
  }
  

• 最终要的核心配置文件applicationContext.xml，我们只需配置相关属性，通过Spring的IoC容器，会自动帮我们创建好Bean实例化对象，并存在容器中，使用的时候只需getBean(‘属性id’)，即可获取到相关类或接口的实例化对象，Spring也就是使创建对象和业务处理分开了，实现了代码的解耦，和对Bean实例化对象的统一管理，提高了扩展性和灵活性。

  <?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:p="http://www.springframework.org/schema/p"
         xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">
  
  
      <!--引入彩色墨盒实现类-->
      <bean id="coloInk" class="com.printer.dao.impl.ColorInk"/>
      <!--引入黑白墨盒实现类-->
      <bean id="grayInk" class="com.printer.dao.impl.GrayInk"/>
  
      <!--引入A4纸张实现类-->
      <bean id="A4Paper" class="com.printer.dao.impl.TextPaper">
          <!--此处是通过setter方法为变量设值注入-->
          <property name="linePerPage" value="10"/>
          <property name="charPerLine" value="8"/>
      </bean>
  
      <!--引入B5纸张实现类-->
      <bean id="B5Paper" class="com.printer.dao.impl.TextPaper">
          <property name="linePerPage" value="6"/>
          <property name="charPerLine" value="5"/>
      </bean>
  
      <!--组装打印机-->
      <bean id="printer" class="com.printer.test.Printer">
          <!--通过setter方法注入两个依赖的对象-->
          <property name="ink" ref="coloInk"/>
          <property name="paper" ref="B5Paper"/>
      </bean>
  
  </beans>
  

• 此处有一个简便方式（但不推荐使用）
  

• TestPrinter测试类

  public class TestPrinter {
      public static void main(String[] args) {
          /**
           * 读取配置文件
           */
          ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationConfig.xml");
          Printer printer = (Printer)context.getBean("printer");
          String str = "每次学习都有一定的收获，但却有两种结果。" +
                  "一是只在心中荡起一阵波纹，保持故我，坚持旧态；" +
                  "二是在心中激起千层浪，乘浪遨游，勇于创新。" +
                  "两种结果的选择权在自己手里，因不同的选择，" +
                  "所以有庸人和伟人的区别。";
  
          printer.print(str);
      }
  }
  

• 控制台结果：