1.程序的耦合和解耦

1.1.什么是程序的耦合

耦合性(Coupling)，也叫耦合度，是对模块间关联程度的度量。耦合的强弱取决于模块间接口的复杂性、调用模块的方式以及通过界面传送数据的多少。模块间的耦合度是指模块之间的依赖关系，包括控制关系、调用关系、数据传递关系。模块间联系越多，其耦合性越强，同时表明其独立性越差( 降低耦合性，可以提高其独立性)。耦合性存在于各个领域，而非软件设计中独有的，但是我们只讨论软件工程中的耦合。
Spring专题(二)-SpringIOC概念和作用_数据

在软件工程中，耦合指的就是就是对象之间的依赖性。对象之间的耦合越高，维护成本越高。因此对象的设计应使类和构件之间的耦合最小。软件设计中通常用耦合度和内聚度作为衡量模块独立程度的标准。划分模块的一个准则就是高内聚低耦合。

  • 它有如下分类：
    （1）内容耦合。当一个模块直接修改或操作另一个模块的数据时，或一个模块不通过正常入口而转入另一个模块时，这样的耦合被称为内容耦合。内容耦合是最高程度的耦合，应该避免使用之。
    （2）公共耦合。两个或两个以上的模块共同引用一个全局数据项，这种耦合被称为公共耦合。在具有大量公共耦合的结构中，确定究竟是哪个模块给全局变量赋了一个特定的值是十分困难的。
    （3） 外部耦合 。一组模块都访问同一全局简单变量而不是同一全局数据结构，而且不是通过参数表传递该全局变量的信息，则称之为外部耦合。
    （4） 控制耦合 。一个模块通过接口向另一个模块传递一个控制信号，接受信号的模块根据信号值而进行适当的动作，这种耦合被称为控制耦合。
    （5）标记耦合 。若一个模块 A 通过接口向两个模块 B 和 C 传递一个公共参数，那么称模块 B 和 C之间存在一个标记耦合。
    （6） 数据耦合。模块之间通过参数来传递数据，那么被称为数据耦合。数据耦合是最低的一种耦合形式，系统中一般都存在这种类型的耦合，因为为了完成一些有意义的功能，往往需要将某些模块的输出数据作为另一些模块的输入数据。
    （7） 非直接耦合 。两个模块之间没有直接关系，它们之间的联系完全是通过主模块的控制和调用来实现的。
  • 总结：
    耦合是影响软件复杂程度和设计质量的一个重要因素，在设计上我们应采用以下原则：如果模块间必须存在耦合，就尽量使用数据耦合，少用控制耦合，限制公共耦合的范围，尽量避免使用内容耦合。
  • 内聚与耦合
    内聚标志一个模块内各个元素彼此结合的紧密程度，它是信息隐蔽和局部化概念的自然扩展。内聚是从功能角度来度量模块内的联系，一个好的内聚模块应当恰好做一件事。它描述的是模块内的功能联系。耦合是软件结构中各模块之间相互连接的一种度量，耦合强弱取决于模块间接口的复杂程度、进入或访问一个模块的点以及通过接口的数据。 程序讲究的是低耦合，高内聚。就是同一个模块内的各个元素之间要高度紧密，但是各个模块之间的相互依存度却要不那么紧密。
    内聚和耦合是密切相关的，同其他模块存在高耦合的模块意味着低内聚，而高内聚的模块意味着该模块同其他模块之间是低耦合。在进行软件设计时，应力争做到高内聚，低耦合。

1.2.之前项目存在的问题

我们在开发中，有些依赖关系是必须的，有些依赖关系可以通过优化代码来解除的。
请看下面的示例代码：

/**
* @账户的业务层实现类
* @Version 1.0
*/
public class AccountServiceImpl implements IAccountService {
    private IAccountDao accountDao = new AccountDaoImpl();
}

上面的代码表示：

业务层调用持久层，并且此时业务层在依赖持久层的接口和实现类。如果此时没有持久层实现类，编译将不能通过。这种编译期依赖关系，应该在我们开发中杜绝。我们需要优化代码解决。

再比如：
早期我们的 JDBC 操作，注册驱动时，我们为什么不使用 DriverManager 的 register 方法，而是采
用 Class.forName 的方式？

public class JdbcDemo1 {
/**
* @Version 1.0
* @param args
* @throws Exception
*/
public static void main(String[] args) throws Exception {
  //1.注册驱动
  //DriverManager.registerDriver(new com.mysql.jdbc.Driver());
  Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
  //2.获取连接
  //3.获取预处理 sql 语句对象
  //4.获取结果集
  //5.遍历结果集
  } 
}

原因就是：
我们的类依赖了数据库的具体驱动类（MySQL）,如果这时候更换了数据库品牌（比如 Oracle），需要修改源码来重新数据库驱动。这显然不是我们想要的。

1.3.解决程序耦合的思路

当是我们讲解 jdbc 时，是通过反射来注册驱动的，代码如下：

Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");//此处只是一个字符串

此时的好处是，我们的类中不再依赖具体的驱动类，此时就算删除 mysql 的驱动 jar 包，依然可以编译（运行就不要想了，没有驱动不可能运行成功的)。同时，也产生了一个新的问题，mysql 驱动的全限定类名字符串是在 java 类中写死的，一旦要改还是要修改源码。
解决这个问题也很简单，使用配置文件配置。

1.4.工厂模式解耦

在实际开发中我们可以把三层的对象都使用配置文件配置起来，当启动服务器应用加载的时候，让一个类中的方法通过读取配置文件，把这些对象创建出来并存起来。在接下来的使用的时候，直接拿过来用就好了。那么，这个读取配置文件，创建和获取三层对象的类就是工厂。

  • 存哪去？
    分析：由于我们是很多对象，肯定要找个集合来存。这时候有 Map 和 List 供选择。
    到底选 Map 还是 List 就看我们有没有查找需求。有查找需求，选 Map。
    所以我们的答案就是在应用加载时，创建一个 Map，用于存放三层对象。
    我们把这个 map 称之为容器。
  • 什么是工厂？
    工厂就是负责给我们从容器中获取指定对象的类。这时候我们获取对象的方式发生了改变。
    原来：我们在获取对象时，都是采用 new 的方式。是主动的。
    Spring专题(二)-SpringIOC概念和作用_xml_02
    现在：
    我们获取对象时，同时跟工厂要，有工厂为我们查找或者创建对象。是被动的。
    Spring专题(二)-SpringIOC概念和作用_xml_03
    这种被动接收的方式获取对象的思想就是控制反转，它是 spring 框架的核心之一。
  • 明确 ioc 的作用：
    削减计算机程序的耦合(解除我们代码中的依赖关系)。

2.基于 XML 的IOC配置（入门案例）

  • 创建web项目
    项目名: spring-01-IOC
  • 引入依赖
<dependencies>
     <dependency>
      <groupId>org.springframework</groupId>
      <artifactId>spring-context</artifactId>
      <version>4.3.7.RELEASE</version>
    </dependency>
    <dependency>
      <groupId>org.springframework</groupId>
      <artifactId>spring-core</artifactId>
      <version>4.3.7.RELEASE</version>
    </dependency>
  
    <dependency>
      <groupId>org.springframework</groupId>
      <artifactId>spring-beans</artifactId>
      <version>4.3.7.RELEASE</version>
    </dependency>
    <dependency>
      <groupId>org.springframework</groupId>
      <artifactId>spring-context-support</artifactId>
      <version>4.3.7.RELEASE</version>
    </dependency>
  
    <dependency>
      <groupId>org.springframework</groupId>
      <artifactId>spring-expression</artifactId>
      <version>4.3.7.RELEASE</version>
    </dependency>
  
  
    <dependency>
      <groupId>log4j</groupId>
      <artifactId>log4j</artifactId>
      <version>1.2.14</version>
    </dependency>

</dependencies>
  • 引入log4j.properties
# log4J日志框架的配置文件 文件名字不能改
# DEBUG 表示日志的级别  调试
# Console 日志打印在控制台
log4j.rootLogger=INFO, Console 
log4j.appender.Console=org.apache.log4j.ConsoleAppender  
log4j.appender.Console.layout=org.apache.log4j.PatternLayout  
log4j.appender.Console.layout.ConversionPattern=%d [%t] %-5p [%c] - %m%n  

# 哪些日志需要打印
log4j.logger.java.sql.ResultSet=INFO  
log4j.logger.org.apache=INFO  
log4j.logger.java.sql.Connection=DEBUG  
log4j.logger.java.sql.Statement=DEBUG  
log4j.logger.java.sql.PreparedStatement=DEBUG
  • 创建一个操作类
/**
 * @ClassName: Person
 * @author: BRUCELIU
 * @date: 2018年9月17日 下午9:47:54
 * @Description:TODO
 */
public class Person {

  private String name;
  private Integer age;

  public Person() {
    System.out.println("------------> Person.Person");
  }

  public String getName() {
    return name;
  }

  public void setName(String name) {
    this.name = name;
  }

  public Integer getAge() {
    return age;
  }

  public void setAge(Integer age) {
    this.age = age;
  }
}
  • 创建配置文件
    建议命名: applicationContext.xml （Spring框架的核心配置文件）

Spring专题(二)-SpringIOC概念和作用_xml_04
建议位置: 普通项目src下 / maven项目 resources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"
  xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">

  <!-- id 和 name 可以同时存在,作为bean的标识 class添加的应该是class的全路径 -->
  <bean id="personId" name="personName" class="com.bruceliu.bean.Person" />

</beans>
  • 测试用例
public class TestSpring {

  @Test
  public void test1() {
    ApplicationContext applicationContext = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
    // getBean 可以使用配置文件中的id值,也可以使用配置文件的name值.
    Person person = (Person) applicationContext.getBean("personId");
    System.out.println("person = " + person);
  }
}

2.1.IOC-控制反转

IOC-Inversion of Control，即控制反转。它不是什么技术，而是一种设计思想。
传统的创建对象的方法是直接通过 new 关键字，而 spring 则是通过 IOC 容器来创建对象，也就是说我们将创建对象的控制权交给了 IOC 容器。我们可以用一句话来概括 IOC：
IOC 让程序员不在关注怎么去创建对象，而是关注与对象创建之后的操作，把对象的创建、初始化、销毁等工作交给spring容器来做。

IOC概念：程序中开发者不需要人工的创建对象，而是把创建的对象权利或者工作转交给Spring容器，让Spring容器去创建并管理这些对象，以达到程序的高度解耦！

2.2.DI-依赖注入

Dependency Injection，说的是创建对象实例时，同时为这个对象注入它所依赖的属性。相当于把每个bean与bean之间的关系交给容器管理。而这个容器就是spring。
例如我们通常在 Service 层注入它所依赖的 Dao 层的实例；在 Controller层注入 Service层的实例。
Spring专题(二)-SpringIOC概念和作用_spring_05