Spring IoC是如何進行依賴注入的

阿新 • • 發佈：2020-08-05

依賴注入（DI）

DI（Dependency Injection），Spring IoC 不是一種技術，而是一種思想，通過這種思想，能夠指導我們設計出鬆耦合的程式程式碼。而Spring IoC這個思想的作用體現在兩個方面，一是如何將Bean裝配到容器中去以及如何從容器中獲取Bean，二是如何解決Bean之間的依賴關係，換句話說，就是如果由IoC容器來管理依賴關係，當一個Bean需要依賴另外一個Bean時，IoC容器如何實現這樣的依賴關係。

解決Spring中Bean之間的依賴的實現方式，在Spring的概念中就被稱之為依賴注入（Dependency Injection，DI）。普遍認為的Spring依賴注入的實現方式有三種：構造方法注入、setter方法注入、註解注入。但，就我而言，我認為應該劃分為兩種形式——基於XML注入和基於註解注入，然後再細分為下面的形式：

基於XML的注入方式是我們最先學習和使用的方式，也是最熟悉的方式，就簡單的做個介紹，舉個例子。

通過構造方法注入

public class UserServiceImpl implements UserService {
    
    private UserDao userDao;
    
    public UserServiceImpl(UserDao userDao) {
        this.userDao = userDao;
    }
    
    /**繼承自UserService的方法**/
}

首先定義一個服務層UserServiceImpl，然後在其內部增加對dao層的引用userDao

。

接下來就是新增一個構造方法public UserServiceImpl(UserDao userDao)以待Spring通過這個方法為userDao注入例項。

<!--註冊userDao-->
<bean id="userDao" class="com.klasdq.sb.c1.di.dao.impl.UserDaoImpl"></bean>

<!--註冊userService 並注入userDao-->
<bean id="userService" class="com.klasdq.sb.c1.di.service.impl.UserServiceImpl">
        <constructor-arg name="userDao" ref="userDao"></constructor-arg>
</bean>

最後在Spring XML配置檔案中注入相應的bean例項。

通過構造方法的注入，必須要注入類中具有對應的構造方法，若沒有對應的構造方法，會出現報錯。

通過setter方法注入

修改UserServiceImpl.java為：

public class UserServiceImpl implements UserService {

    private UserDao userDao;
    
    public void setUserDao(UserDao userDao) {
        this.userDao = userDao;
    }
    
    /**繼承自UserService的方法**/
}

再修改XML檔案內容為：

<!--註冊userDao-->
<bean id="userDao" class="com.klasdq.sb.c1.di.dao.impl.UserDaoImpl"></bean>

<!--註冊userService 並注入userDao-->
<bean id="userService" class="com.klasdq.sb.c1.di.service.impl.UserServiceImpl">
        <property name="userDao" ref="userDao"></property>
</bean>

這兩種方式的區別在於，一、UserServiceImpl.java可以不用新增構造方法，但是必須存在一個無參構造方法（如public UserServiceImpl()，示例裡面沒寫，是因為java預設會提供一個無參構造方法）以供Spring 容器註冊生成Bean（如userService）。二、XML檔案中，採用構造方法注入時，需要使用<constructor-arg ></constructor-arg>這對標籤；而在setter方法注入時，使用<property ></property>標籤。

在XML注入過程中，除了使用ref=""引用之外，還可以使用value=""設定具體的值，其效果和使用註解@Value差不多。

基於註解的依賴注入

@Autowired

原始碼

@Target({ElementType.CONSTRUCTOR,
         ElementType.METHOD,
         ElementType.PARAMETER,
         ElementType.FIELD,
         ElementType.ANNOTATION_TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface Autowired {
    boolean required() default true;
}

@Autowired是基於註解的依賴注入的關鍵點，它的原始碼非常簡單，只有一個引數request()，這個引數的作用是標識注入Bean是否一定要注入，也就是說，在Spring容器沒有找到相應Bean時，如果其值為true，就會報出異常；如果其值為false，就不會出現異常，但在使用過程中，如果容器一直不對Bean進行注入，那麼有可能出現空指標異常。

另外一點就是，原始碼當中的@Target所包含的引數正好就是基於註解的依賴注入的注入方式種類，@Target決定了@Autowired能夠標註在哪些型別上面。

通過構造方法注入

@Service("userService")
public class UserServiceImpl implements UserService {
    
    private UserDao userDao;
    
    @Autowired
    public UserServiceImpl(UserDao userDao) {
        this.userDao = userDao;
    }
    /**繼承自UserService的方法**/
}

根據開發文件的說法，這種只有一個構造方法的情況，自Spring4.3以後，就不再需要新增 @Autowired標註，也可以。但是，如果有多個構造方法時，是必須要對其中一個方法標註 @Autowired,不然Spring會報出異常。

通過setter方法注入

@Service("userService")
public class UserServiceImpl implements UserService {

    private UserDao userDao;

	@Autowired
    public void setUserDao(UserDao userDao) {
        this.userDao = userDao;
    }
    /**繼承自UserService的方法**/
}

通過欄位注入

@Service("userService")
public class UserServiceImpl implements UserService {

	@Autowired
    private UserDao userDao;
    
    /**繼承自UserService的方法**/
}

通過方法入參注入

上面三種注入方式，都是比較熟悉的就不再多做闡述了。重點說一下引數注入，其實方法入參注入方式感覺上是和構造方法、setter方法注入形式差不多，相當於將構造方法、setter方法上的註解@Autowired放到入參的位置。說起來可能有些抽象，直接看例子：

@Component
public class UserDaoImpl implements UserDao {
    //簡單返回一個User，模擬資料庫查詢過程
    @Override
    public User getUser(Long id, String name){
        User user = new User();
        user.setId(id);
        user.setName(name);
        user.setAccount("12345678911");
        user.setPassword("******");
        user.setOtherInfo("this is a test account");
        return user;
    }
}

//UserService類
@Service("userService")
public class UserServiceImpl implements UserService {

    private UserDao userDao;
   
   public UserServiceImpl(@Autowired UserDao userDao，
                          @Autowired User user) {
       System.out.println("UserServiceImpl: "+user);
       this.userDao = userDao;
   }
    
    @Override
    public User getUser(Long id, String name){
        return userDao.getUser(id,name);
    }
}

//簡單的配置類
//作用就是為標有@Componet（@Service也算）註解的類 生成Bean
//同時 為@Autowired標識下的Bean（物件） 注入例項
@Configuration
@ComponentScan
public class DIConfig {
    
    //用於Service類中入參user的注入
    @Bean
    public User getUser(){
        User u = new User();
        u.setName("user inject into service");
        return u;
    }
}

//測試類
//注意：使用JUnit4測試時，如果需要使用@Autowired注入那麼必須新增
//@RunWith	標註使用Spring方式啟動（或者SpringBootRunner）
//@ContextConfiguration  掃描配置類
@RunWith(SpringRunner.class)
@ContextConfiguration(classes = DIConfig.class)
public class DITest {

    //如果不新增測試類上兩個註解，會注入失敗
    @Autowired
    private UserService userService;

    @Test
    public void testAutowired(){ System.out.println(userService.getUser(1L,"name"));
    }
}

執行測試方法之後就得到以下結果：

public UserServiceImpl(@Autowired UserDao userDao，@Autowired User user) 中的輸出結果：

public void testAutowired()測試方法中的輸出結果：

注意這裡public UserServiceImpl(@Autowired UserDao userDao，@Autowired User user)的入參：

userDao是UserServiceImpl的欄位，但user不是。也就是說，我們可以在構造方法中新增任意引數，只要是我們需要的，不一定要求該引數是類中屬性欄位。

此外還有需要注意的是，這裡所說的方法，不是任意的方法，而是構造方法或setter方法，這種public void initService(@Autowired UserDao userDao)自定義的方法是無法完成注入的。

@Primary 和 @Qualifier

在上面的例子中，我們注入使用到的bean，都只是容器中只有一個Bean例項的情況。那麼當容器當中出現多個同類型的Bean時，如何處理呢？

修改配置類程式碼如下：

@Configuration
@ComponentScan
public class DIConfig {

    @Bean
    public User getUser(){
        User u = new User();
        u.setName("this is user");
        return u;
    }

    @Bean
    public User getUser2(){
        User u = new User();
        u.setName("this is user2");
        return u;
    }
}

修改測試類：

@RunWith(SpringRunner.class)
@ContextConfiguration(classes = DIConfig.class)
public class DITest {
    
    @Autowired
    private User user;

    @Test
    public void testAutowiredPriamry(){
        System.out.println(user);
    }
}

當不做其他處理時，結果為：

因為有兩個User Bean（getUser , getUser2 ，@Bean未註明的情況下，預設方法名為Bean Name）的存在，所以Spring無法確定使用那個進行注入。

修改方式：

在@Bean中設定name，如@Bean(name="user")，當名字能夠匹配上private User user;時，也能完成注入。
將private User user改寫成getUser或getUser2任意一個，也能完成注入。道理和上面一樣，Spring首先會按照type進行匹配，如果無法匹配，再按照名字匹配，都匹配不上時，自然丟擲異常。

除此之外呢，Spring為我們提供了兩個註解來消除依賴注入時的歧義問題。

@Primary

@Target({ElementType.TYPE,	// 類、介面、列舉型別
         ElementType.METHOD})// 方法
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface Primary {
}

@Primary是一個設定相同型別Bean優先順序的註解，也就是說，一旦在某個型別上新增@Priamry，當注入時，沒有明確指定Bean時，就會注入被@Priamry標識的Bean。

@Configuration
@ComponentScan
public class DIConfig {

    @Primary
    @Bean
    public User getUser(){
        User u = new User();
        u.setName("this is user");
        return u;
    }

    @Bean
    public User getUser2(){
        User u = new User();
        u.setName("this is user2");
        return u;
    }
}

比如上面這樣，在getUser()上新增相應註解，測試方法也能正常執行。

但是這種方法的問題就在於@Priamry可以用在很多類上，如果同一型別有多個Bean被標註了@Primary，那麼@Priamry就失去了應有的效果。

@Qualifier

因此，Spring又提供了@Qualifier這個註解，直接標註在@Autowired注入的Bean上，為其明確指定注入某個Bean。

@Target({ElementType.FIELD, 
         ElementType.METHOD, 
         ElementType.PARAMETER, 
         ElementType.TYPE, 
         ElementType.ANNOTATION_TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Inherited
@Documented
public @interface Qualifier {
    String value() default "";
}

@Qualifier可以出現任何@Autowired能夠出現的地方，與之配套使用。比如下面這樣：

@RunWith(SpringRunner.class)
@ContextConfiguration(classes = DIConfig.class)
public class DITest { 

    //直接指定使用getUser2進行注入
    @Autowired
    @Qualifier("getUser2")
    private User user;

    @Test
    public void testAutowiredPriamry(){
        System.out.println(user);
    }
}

這兩種註解都可以消除歧義，推薦使用@Bean(name="xxx")和@Qualifier(value="xxx")組合使用的方式`。但是如果開發環境中沒有歧義的存在，自然也就不需要使用這些了。

當然，上面只是對於@Autowired一些常用介紹，如果想要了解更多，可以檢視Annotation-based Container Configuration。這個參考文件當中有著更加詳細、豐富的介紹。

總結

總得來說，Spring是如何實現IoC的呢？首先，Spring提供了一個獲取和管理Bean的IoC容器。然後，再提供了一套依賴注入的機制去幫助IoC容器更好地管理各個Bean之間的依賴關係，從而更好地實現IoC的思想。一個Bean不可能完全脫離其他Bean的依賴關係而獨立存在，當一個Bean需要其他Bean的引入才能初始化時，就需要依賴注入這個機制。

舉例來說，假如存在一個A類想要去呼叫B介面的方法或者說需要B介面的一個例項。

傳統的程式流程是，使用一個C類實現B介面，然後A類建立一個C類的例項，從而呼叫其方法。

在Spring的依賴注入過程中就變成了，A類只需要在自己的內部新增一個注入介面（廣義上的介面，不是interface這個介面），這個介面可以是構造方法，也可以是setter方法或者說其他形式；同時新增一個對B介面的引用（private B b;）。

當真正需要生成A類的例項時，Spring IoC容器根據A類提供的介面，為其注入相應的Bean，而這個Bean可以是C類（class C implements B{}），也可以D類（class D implements B{}）等等；具體是誰，根據Bean的裝配策略和IoC容器中的Bean來確定，不再由開發人員管理。

公眾號：良許Linux

Spring IoC是如何進行依賴注入的

依賴注入（DI）

基於註解的依賴注入

@Autowired

@Primary 和 @Qualifier

總結

有收穫？希望老鐵們來個三連擊，給更多的人看到這篇文章

Spring IoC是如何進行依賴注入的

Spring原始碼之IOC容器建立、BeanDefinition載入和註冊和IOC容器依賴注入

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3、Spring的DI依賴注入

C#單元測試--如何使用moq.mock進行依賴注入

.Net Core IOC（依賴注入）

在ASP.NET MVC中使用Unity進行依賴注入的三種方式第一種方法第二種方法第三種方法

Spring IoC是如何進行依賴注入的

依賴注入（DI）

基於註解的依賴注入

@Autowired

@Primary 和 @Qualifier

總結

有收穫？希望老鐵們來個三連擊，給更多的人看到這篇文章

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