控制反转/依赖注入

其实这个Spring

架构

核心的概念没有这么复杂，更不像有些书上描述的那样晦涩。

Java

程序员都知道：java程序中的每个业务逻辑至少需要两个或以上的对象来协作完成，通常，每个对象在使用他的合作对象时，自己均要使用像new object（） 这样的语法来完成合作对象的申请工作。你会发现：对象间的耦合度高了。而IOC的思想是：Spring容器来实现这些相互依赖对象的创建、协调工作。对象只需要关系业务逻辑本身就可以了。从这方面来说，对象如何得到他的协作对象的责任被反转了（IOC、DI）。




这是我对Spring的IOC的体会。DI其实就是IOC的另外一种说法。DI是由Martin Fowler 在2004年初的一篇论文中首次提出的。他总结：

控制的什么被反转了？就是：获得依赖对象的方式反转了。





如果对这一核心概念还不理解：这里引用一个叫

Bromon


的


blog


上找到的浅显易懂的答案：

IoC


与


DI

首先想说说


IoC


（


Inversion of Control


，控制倒转）。这是


spring


的核心，贯穿始终。所谓


IoC


，对于


spring


框架来说，就是由


spring


来负责控制对象的生命周期和


对象间的关系。这是什么意思呢，举个简单的例子，我们是如何找女朋友的？常见的情况是，我们到处去看哪里有长得漂亮身材又好的


mm


，然后打听她们的兴趣爱


好、


qq


号、电话号、


ip


号、


iq


号


………


，想办法认识她们，投其所好送其所要，然后嘿嘿


……


这个过程是复杂深奥的，我们必须自己设计和面对每个环节。传


统的程序开发也是如此，在一个对象中，如果要使用另外的对象，就必须得到它（自己


new


一个，或者从


JNDI


中查询一个），使用完之后还要将对象销毁（比


如


Connection


等），对象始终会和其他的接口或类藕合起来。

那么


IoC


是如何做的呢？有点像通过婚介找女朋友，在我和女朋友之间引入了一个第三者：婚姻介绍所。婚介管理了很多男男女女的资料，我可以向婚


介提出一个列表，告诉它我想找个什么样的女朋友，比如长得像李嘉欣，身材像林熙雷，唱歌像周杰伦，速度像卡洛斯，技术像齐达内之类的，然后婚介就会按照我


们的要求，提供一个


mm


，我们只需要去和她谈恋爱、结婚就行了。简单明了，如果婚介给我们的人选不符合要求，我们就会抛出异常。整个过程不再由我自己控


制，而是有婚介这样一个类似容器的机构来控制。


Spring


所倡导的开发方式就是如此，所有的类都会在


spring


容器中登记，告诉


spring


你是个什


么东西，你需要什么东西，然后


spring


会在系统运行到适当的时候，把你要的东西主动给你，同时也把你交给其他需要你的东西。所有的类的创建、销毁都由


spring


来控制，也就是说控制对象生存周期的不再是引用它的对象，而是


spring


。对于某个具体的对象而言，以前是它控制其他对象，现在是所有对象


都被


spring


控制，所以这叫控制反转。如果你还不明白的话，我决定放弃。

IoC


的一个重点是在系统运行中，动态的向某个对象提供它所需要的其他对象。这一点是通过


DI


（


Dependency Injection


，依赖注入）来实现的。比如对象


A


需要操作

数据库

，以前我们总是要在


A


中自己编写代码来获得一个


Connection


对象，有了


spring


我们就只需要告诉


spring


，


A


中需要一个


Connection


，至于这个


Connection


怎么构造，何时构造，


A


不需要知道。在系统


运行时，


spring


会在适当的时候制造一个


Connection


，然后像打针一样，注射到


A


当中，这样就完成了对各个对象之间关系的控制。


A


需要依赖


Connection


才能正常运行，而这个


Connection


是由


spring


注入到


A


中的，依赖注入的名字就这么来的。那么


DI


是如何实现的呢？


Java 1.3


之后一个重要特征是反射（


reflection


），它允许程序在运行的时候动态的生成对象、执行对象的方法、改变对象的属性，


spring


就是通过反射来实现注入的。关于反射的相关资料请查阅


java doc


。



理解了IoC和DI的概念后，一切都将变得简单明了，剩下的工作只是在spring的框架中堆积木而已。






如果还不明白，放弃java吧！

下面来让大家了解一下Spring到底是怎么运行的。

Java代码

1. 
   
   public
   
   
   
   
   
   
   static
   
   
   
   
   
   
   void
   
   
   
   main(String[] args) {
   
2. 
   ApplicationContext context =
   
   
   
   new
   
   
   
   FileSystemXmlApplicationContext(
   
3. 
   
   
   
   “applicationContext.xml”
   
   
   
   );
   
4. 
   Animal animal = (Animal) context.getBean(
   
   
   
   “animal”
   
   
   
   );
   
5. 
   animal.say();
   
6. 
   }
   

[java]


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?

1. 
   public
   
   
   static
   
   
   void
   
   main(String[] args) {
2. ApplicationContext context =
   
   new
   
   FileSystemXmlApplicationContext(
3. 
   “applicationContext.xml”
   
   );
4. Animal animal = (Animal) context.getBean(
   
   “animal”
   
   );
5. animal.say();
6. }

public static void main(String[] args) {
		ApplicationContext context = new FileSystemXmlApplicationContext(
				"applicationContext.xml");
		Animal animal = (Animal) context.getBean("animal");
		animal.say();
	}

这段代码你一定很熟悉吧，不过还是让我们分析一下它吧，首先是applicationContext.xml

Java代码

1. 
   <bean id=
   
   
   
   “animal”
   
   
   
   
   
   
   class
   
   
   
   =
   
   
   
   “phz.springframework.test.Cat”
   
   
   
   >
   
2. 
   <property name=
   
   
   
   “name”
   
   
   
   value=
   
   
   
   “kitty”
   
   
   
   />
   
3. 
   </bean>
   

[java]


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?

1. <bean id=
   
   “animal”
   
   
   class
   
   =
   
   “phz.springframework.test.Cat”
   
   >
2. <property name=
   
   “name”
   
   value=
   
   “kitty”
   
   />
3. </bean>

<bean id="animal" class="phz.springframework.test.Cat">
		<property name="name" value="kitty" />
	</bean>

他有一个类phz.springframework.test.Cat

Java代码

1. 
   
   public
   
   
   
   
   
   
   class
   
   
   
   Cat
   
   
   
   implements
   
   
   
   Animal {
   
2. 
   
   
   
   private
   
   
   
   String name;
   
3. 
   
   
   
   public
   
   
   
   
   
   
   void
   
   
   
   say() {
   
4. 
   System.out.println(
   
   
   
   “I am ”
   
   
   
   + name +
   
   
   
   “!”
   
   
   
   );
   
5. 
   }
   
6. 
   
   
   
   public
   
   
   
   
   
   
   void
   
   
   
   setName(String name) {
   
7. 
   
   
   
   this
   
   
   
   .name = name;
   
8. 
   }
   
9. 
   }
   

[java]


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?

1. 
   public
   
   
   class
   
   Cat
   
   implements
   
   Animal {
2. 
   private
   
   String name;
3. 
   public
   
   
   void
   
   say() {
4. System.out.println(
   
   “I am ”
   
   + name +
   
   “!”
   
   );
5. }
6. 
   public
   
   
   void
   
   setName(String name) {
7. 
   this
   
   .name = name;
8. }
9. }

public class Cat implements Animal {
	private String name;
	public void say() {
		System.out.println("I am " + name + "!");
	}
	public void setName(String name) {
		this.name = name;
	}
}

实现了phz.springframework.test.Animal接口

Java代码

1. 
   
   public
   
   
   
   
   
   
   interface
   
   
   
   Animal {
   
2. 
   
   
   
   public
   
   
   
   
   
   
   void
   
   
   
   say();
   
3. 
   }
   

[java]


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?

1. 
   public
   
   
   interface
   
   Animal {
2. 
   public
   
   
   void
   
   say();
3. }

public interface Animal {
	public void say();
}

很明显上面的代码输出I am kitty!

那么到底Spring是如何做到的呢？

接下来就让我们自己写个Spring 来看看Spring 到底是怎么运行的吧！

首先，我们定义一个Bean类，这个类用来存放一个Bean拥有的属性

Java代码

1. 
   
   /* Bean Id */
   
   
   
   
2. 
   
   
   
   private
   
   
   
   String id;
   
3. 
   
   
   
   /* Bean Class */
   
   
   
   
4. 
   
   
   
   private
   
   
   
   String type;
   
5. 
   
   
   
   /* Bean Property */
   
   
   
   
6. 
   
   
   
   private
   
   
   
   Map<String, Object> properties =
   
   
   
   new
   
   
   
   HashMap<String, Object>();
   

[java]


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?

1. 
   /* Bean Id */
   
2. 
   private
   
   String id;
3. 
   /* Bean Class */
   
4. 
   private
   
   String type;
5. 
   /* Bean Property */
   
6. 
   private
   
   Map<String, Object> properties =
   
   new
   
   HashMap<String, Object>();

/* Bean Id */
	private String id;
	/* Bean Class */
	private String type;
	/* Bean Property */
	private Map<String, Object> properties = new HashMap<String, Object>();

一个Bean包括id,type,和Properties。

接下来Spring 就开始加载我们的配置文件了，将我们配置的信息保存在一个HashMap中，HashMap的key就是Bean 的 Id ，HasMap 的value是这个Bean，只有这样我们才能通过context.getBean(“animal”)这个方法获得Animal这个类。我们都知道Spirng可以注入基本类型，而且可以注入像List，Map这样的类型，接下来就让我们以Map为例看看Spring是怎么保存的吧

Map配置可以像下面的

Java代码

1. 
   <bean id=
   
   
   
   “test”
   
   
   
   
   
   
   class
   
   
   
   =
   
   
   
   “Test”
   
   
   
   >
   
2. 
   <property name=
   
   
   
   “testMap”
   
   
   
   >
   
3. 
   <map>
   
4. 
   <entry key=
   
   
   
   “a”
   
   
   
   >
   
5. 
   <value>
   
   
   
   1
   
   
   
   </value>
   
6. 
   </entry>
   
7. 
   <entry key=
   
   
   
   “b”
   
   
   
   >
   
8. 
   <value>
   
   
   
   2
   
   
   
   </value>
   
9. 
   </entry>
   
10. 
    </map>
    
11. 
    </property>
    
12. 
    </bean>
    

[java]


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?

1. <bean id=
   
   “test”
   
   
   class
   
   =
   
   “Test”
   
   >
2. <property name=
   
   “testMap”
   
   >
3. <map>
4. <entry key=
   
   “a”
   
   >
5. <value>
   
   1
   
   </value>
6. </entry>
7. <entry key=
   
   “b”
   
   >
8. <value>
   
   2
   
   </value>
9. </entry>
10. </map>
11. </property>
12. </bean>

<bean id="test" class="Test">
		<property name="testMap">
			<map>
				<entry key="a">
					<value>1</value>
				</entry>
				<entry key="b">
					<value>2</value>
				</entry>
			</map>
		</property>
	</bean>

Spring是怎样保存上面的配置呢？，代码如下：

Java代码

1. 
   
   if
   
   
   
   (beanProperty.element(
   
   
   
   “map”
   
   
   
   ) !=
   
   
   
   null
   
   
   
   ) {
   
2. 
   Map<String, Object> propertiesMap =
   
   
   
   new
   
   
   
   HashMap<String, Object>();
   
3. 
   Element propertiesListMap = (Element) beanProperty
   
4. 
   .elements().get(
   
   
   
   0
   
   
   
   );
   
5. 
   Iterator<?> propertiesIterator = propertiesListMap
   
6. 
   .elements().iterator();
   
7. 
   
   
   
   while
   
   
   
   (propertiesIterator.hasNext()) {
   
8. 
   Element vet = (Element) propertiesIterator.next();
   
9. 
   
   
   
   if
   
   
   
   (vet.getName().equals(
   
   
   
   “entry”
   
   
   
   )) {
   
10. 
    String key = vet.attributeValue(
    
    
    
    “key”
    
    
    
    );
    
11. 
    Iterator<?> valuesIterator = vet.elements()
    
12. 
    .iterator();
    
13. 
    
    
    
    while
    
    
    
    (valuesIterator.hasNext()) {
    
14. 
    Element value = (Element) valuesIterator.next();
    
15. 
    
    
    
    if
    
    
    
    (value.getName().equals(
    
    
    
    “value”
    
    
    
    )) {
    
16. 
    propertiesMap.put(key, value.getText());
    
17. 
    }
    
18. 
    
    
    
    if
    
    
    
    (value.getName().equals(
    
    
    
    “ref”
    
    
    
    )) {
    
19. 
    propertiesMap.put(key,
    
    
    
    new
    
    
    
    String[] { value
    
20. 
    .attributeValue(
    
    
    
    “bean”
    
    
    
    ) });
    
21. 
    }
    
22. 
    }
    
23. 
    }
    
24. 
    }
    
25. 
    bean.getProperties().put(name, propertiesMap);
    
26. 
    }
    

[java]


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?

1. 
   if
   
   (beanProperty.element(
   
   “map”
   
   ) !=
   
   null
   
   ) {
2. Map<String, Object> propertiesMap =
   
   new
   
   HashMap<String, Object>();
3. Element propertiesListMap = (Element) beanProperty
4. .elements().get(
   
   0
   
   );
5. Iterator<?> propertiesIterator = propertiesListMap
6. .elements().iterator();
7. 
   while
   
   (propertiesIterator.hasNext()) {
8. Element vet = (Element) propertiesIterator.next();
9. 
   if
   
   (vet.getName().equals(
   
   “entry”
   
   )) {
10. String key = vet.attributeValue(
    
    “key”
    
    );
11. Iterator<?> valuesIterator = vet.elements()
12. .iterator();
13. 
    while
    
    (valuesIterator.hasNext()) {
14. Element value = (Element) valuesIterator.next();
15. 
    if
    
    (value.getName().equals(
    
    “value”
    
    )) {
16. propertiesMap.put(key, value.getText());
17. }
18. 
    if
    
    (value.getName().equals(
    
    “ref”
    
    )) {
19. propertiesMap.put(key,
    
    new
    
    String[] { value
20. .attributeValue(
    
    “bean”
    
    ) });
21. }
22. }
23. }
24. }
25. bean.getProperties().put(name, propertiesMap);
26. }

if (beanProperty.element("map") != null) {
					Map<String, Object> propertiesMap = new HashMap<String, Object>();
					Element propertiesListMap = (Element) beanProperty
							.elements().get(0);
					Iterator<?> propertiesIterator = propertiesListMap
							.elements().iterator();
					while (propertiesIterator.hasNext()) {
						Element vet = (Element) propertiesIterator.next();
						if (vet.getName().equals("entry")) {
							String key = vet.attributeValue("key");
							Iterator<?> valuesIterator = vet.elements()
									.iterator();
							while (valuesIterator.hasNext()) {
								Element value = (Element) valuesIterator.next();
								if (value.getName().equals("value")) {
									propertiesMap.put(key, value.getText());
								}
								if (value.getName().equals("ref")) {
									propertiesMap.put(key, new String[] { value
											.attributeValue("bean") });
								}
							}
						}
					}
					bean.getProperties().put(name, propertiesMap);
				}

接下来就进入最核心部分了，让我们看看Spring 到底是怎么依赖注入的吧，其实依赖注入的思想也很简单，它是通过反射机制实现的，在实例化一个类时，它通过反射调用类中set方法将事先保存在HashMap中的类属性注入到类中。让我们看看具体它是怎么做的吧。

首先实例化一个类，像这样

Java代码

1. 
   
   public
   
   
   
   
   
   
   static
   
   
   
   Object newInstance(String className) {
   
2. 
   Class<?> cls =
   
   
   
   null
   
   
   
   ;
   
3. 
   Object obj =
   
   
   
   null
   
   
   
   ;
   
4. 
   
   
   
   try
   
   
   
   {
   
5. 
   cls = Class.forName(className);
   
6. 
   obj = cls.newInstance();
   
7. 
   }
   
   
   
   catch
   
   
   
   (ClassNotFoundException e) {
   
8. 
   
   
   
   throw
   
   
   
   
   
   
   new
   
   
   
   RuntimeException(e);
   
9. 
   }
   
   
   
   catch
   
   
   
   (InstantiationException e) {
   
10. 
    
    
    
    throw
    
    
    
    
    
    
    new
    
    
    
    RuntimeException(e);
    
11. 
    }
    
    
    
    catch
    
    
    
    (IllegalAccessException e) {
    
12. 
    
    
    
    throw
    
    
    
    
    
    
    new
    
    
    
    RuntimeException(e);
    
13. 
    }
    
14. 
    
    
    
    return
    
    
    
    obj;
    
15. 
    }
    

[java]


view plain


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print


?

1. 
   public
   
   
   static
   
   Object newInstance(String className) {
2. Class<?> cls =
   
   null
   
   ;
3. Object obj =
   
   null
   
   ;
4. 
   try
   
   {
5. cls = Class.forName(className);
6. obj = cls.newInstance();
7. }
   
   catch
   
   (ClassNotFoundException e) {
8. 
   throw
   
   
   new
   
   RuntimeException(e);
9. }
   
   catch
   
   (InstantiationException e) {
10. 
    throw
    
    
    new
    
    RuntimeException(e);
11. }
    
    catch
    
    (IllegalAccessException e) {
12. 
    throw
    
    
    new
    
    RuntimeException(e);
13. }
14. 
    return
    
    obj;
15. }

public static Object newInstance(String className) {
		Class<?> cls = null;
		Object obj = null;
		try {
			cls = Class.forName(className);
			obj = cls.newInstance();
		} catch (ClassNotFoundException e) {
			throw new RuntimeException(e);
		} catch (InstantiationException e) {
			throw new RuntimeException(e);
		} catch (IllegalAccessException e) {
			throw new RuntimeException(e);
		}
		return obj;
	}

接着它将这个类的依赖注入进去，像这样

Java代码

1. 
   
   public
   
   
   
   
   
   
   static
   
   
   
   
   
   
   void
   
   
   
   setProperty(Object obj, String name, String value) {
   
2. 
   Class<?
   
   
   
   extends
   
   
   
   Object> clazz = obj.getClass();
   
3. 
   
   
   
   try
   
   
   
   {
   
4. 
   String methodName = returnSetMthodName(name);
   
5. 
   Method[] ms = clazz.getMethods();
   
6. 
   
   
   
   for
   
   
   
   (Method m : ms) {
   
7. 
   
   
   
   if
   
   
   
   (m.getName().equals(methodName)) {
   
8. 
   
   
   
   if
   
   
   
   (m.getParameterTypes().length ==
   
   
   
   1
   
   
   
   ) {
   
9. 
   Class<?> clazzParameterType = m.getParameterTypes()[
   
   
   
   0
   
   
   
   ];
   
10. 
    setFieldValue(clazzParameterType.getName(), value, m,
    
11. 
    obj);
    
12. 
    
    
    
    break
    
    
    
    ;
    
13. 
    }
    
14. 
    }
    
15. 
    }
    
16. 
    }
    
    
    
    catch
    
    
    
    (SecurityException e) {
    
17. 
    
    
    
    throw
    
    
    
    
    
    
    new
    
    
    
    RuntimeException(e);
    
18. 
    }
    
    
    
    catch
    
    
    
    (IllegalArgumentException e) {
    
19. 
    
    
    
    throw
    
    
    
    
    
    
    new
    
    
    
    RuntimeException(e);
    
20. 
    }
    
    
    
    catch
    
    
    
    (IllegalAccessException e) {
    
21. 
    
    
    
    throw
    
    
    
    
    
    
    new
    
    
    
    RuntimeException(e);
    
22. 
    }
    
    
    
    catch
    
    
    
    (InvocationTargetException e) {
    
23. 
    
    
    
    throw
    
    
    
    
    
    
    new
    
    
    
    RuntimeException(e);
    
24. 
    }
    
25. 
    }
    

[java]


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?

1. 
   public
   
   
   static
   
   
   void
   
   setProperty(Object obj, String name, String value) {
2. Class<?
   
   extends
   
   Object> clazz = obj.getClass();
3. 
   try
   
   {
4. String methodName = returnSetMthodName(name);
5. Method[] ms = clazz.getMethods();
6. 
   for
   
   (Method m : ms) {
7. 
   if
   
   (m.getName().equals(methodName)) {
8. 
   if
   
   (m.getParameterTypes().length ==
   
   1
   
   ) {
9. Class<?> clazzParameterType = m.getParameterTypes()[
   
   0
   
   ];
10. setFieldValue(clazzParameterType.getName(), value, m,
11. obj);
12. 
    break
    
    ;
13. }
14. }
15. }
16. }
    
    catch
    
    (SecurityException e) {
17. 
    throw
    
    
    new
    
    RuntimeException(e);
18. }
    
    catch
    
    (IllegalArgumentException e) {
19. 
    throw
    
    
    new
    
    RuntimeException(e);
20. }
    
    catch
    
    (IllegalAccessException e) {
21. 
    throw
    
    
    new
    
    RuntimeException(e);
22. }
    
    catch
    
    (InvocationTargetException e) {
23. 
    throw
    
    
    new
    
    RuntimeException(e);
24. }
25. }

public static void setProperty(Object obj, String name, String value) {
		Class<? extends Object> clazz = obj.getClass();
		try {
			String methodName = returnSetMthodName(name);
			Method[] ms = clazz.getMethods();
			for (Method m : ms) {
				if (m.getName().equals(methodName)) {
					if (m.getParameterTypes().length == 1) {
						Class<?> clazzParameterType = m.getParameterTypes()[0];
						setFieldValue(clazzParameterType.getName(), value, m,
								obj);
						break;
					}
				}
			}
		} catch (SecurityException e) {
			throw new RuntimeException(e);
		} catch (IllegalArgumentException e) {
			throw new RuntimeException(e);
		} catch (IllegalAccessException e) {
			throw new RuntimeException(e);
		} catch (InvocationTargetException e) {
			throw new RuntimeException(e);
		}
}

最后它将这个类的实例返回给我们，我们就可以用了。我们还是以Map为例看看它是怎么做的，我写的代码里面是创建一个HashMap并把该HashMap注入到需要注入的类中，像这样，

Java代码

1. 
   
   if
   
   
   
   (value
   
   
   
   instanceof
   
   
   
   Map) {
   
2. 
   Iterator<?> entryIterator = ((Map<?, ?>) value).entrySet()
   
3. 
   .iterator();
   
4. 
   Map<String, Object> map =
   
   
   
   new
   
   
   
   HashMap<String, Object>();
   
5. 
   
   
   
   while
   
   
   
   (entryIterator.hasNext()) {
   
6. 
   Entry<?, ?> entryMap = (Entry<?, ?>) entryIterator.next();
   
7. 
   
   
   
   if
   
   
   
   (entryMap.getValue()
   
   
   
   instanceof
   
   
   
   String[]) {
   
8. 
   map.put((String) entryMap.getKey(),
   
9. 
   getBean(((String[]) entryMap.getValue())[
   
   
   
   0
   
   
   
   ]));
   
10. 
    }
    
11. 
    }
    
12. 
    BeanProcesser.setProperty(obj, property, map);
    
13. 
    }
    

[java]


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?

1. 
   if
   
   (value
   
   instanceof
   
   Map) {
2. Iterator<?> entryIterator = ((Map<?, ?>) value).entrySet()
3. .iterator();
4. Map<String, Object> map =
   
   new
   
   HashMap<String, Object>();
5. 
   while
   
   (entryIterator.hasNext()) {
6. Entry<?, ?> entryMap = (Entry<?, ?>) entryIterator.next();
7. 
   if
   
   (entryMap.getValue()
   
   instanceof
   
   String[]) {
8. map.put((String) entryMap.getKey(),
9. getBean(((String[]) entryMap.getValue())[
   
   0
   
   ]));
10. }
11. }
12. BeanProcesser.setProperty(obj, property, map);
13. }

if (value instanceof Map) {
				Iterator<?> entryIterator = ((Map<?, ?>) value).entrySet()
						.iterator();
				Map<String, Object> map = new HashMap<String, Object>();
				while (entryIterator.hasNext()) {
					Entry<?, ?> entryMap = (Entry<?, ?>) entryIterator.next();
					if (entryMap.getValue() instanceof String[]) {
						map.put((String) entryMap.getKey(),
								getBean(((String[]) entryMap.getValue())[0]));
					}
				}
				BeanProcesser.setProperty(obj, property, map);
			}

好了，这样我们就可以用Spring 给我们创建的类了，是不是也不是很难啊？当然Spring能做到的远不止这些，这个示例程序仅仅提供了Spring最核心的依赖注入功能中的一部分。

本文参考了大量文章无法一一感谢，在这一起感谢，如果侵犯了你的版权深表歉意，很希望对大家有帮助！