前言

Spring 是 Java 后端程序員必須掌握得一門(mén)框架技術(shù)，Spring 的橫空出世，大大簡(jiǎn)化了企業(yè)級(jí)應(yīng)用開(kāi)發(fā)的復(fù)雜性。

Spring 框架中最核心的技術(shù)就是：

• IOC (控制反轉(zhuǎn))：是面向?qū)ο缶幊讨械囊环N設(shè)計(jì)原則，可以用來(lái)減低計(jì)算機(jī)代碼之間的耦合度（百度百科）。通俗的說(shuō)，轉(zhuǎn)移對(duì)象創(chuàng)建的控制權(quán)，原本對(duì)象創(chuàng)建的控制權(quán)在開(kāi)發(fā)者，現(xiàn)在通過(guò) IOC 將控制權(quán)交給 Spring ,由 Spring 統(tǒng)一管理對(duì)象的創(chuàng)建、銷(xiāo)毀等。
• AOP (切面編程)：通過(guò)預(yù)編譯方式和運(yùn)行期間動(dòng)態(tài)代理實(shí)現(xiàn)程序功能的統(tǒng)一維護(hù)的一種技術(shù)（百度百科）。通俗的說(shuō)，將一些具有公共行為（如權(quán)限校驗(yàn)、日志記錄等）封裝到可重用的公共模塊中，從何降低耦合度，提高程序的可重用性。

下面將主要介紹 Spring 中的 IOC 的依賴(lài)注入。

控制反轉(zhuǎn)IOC

IOC 主要由兩種實(shí)現(xiàn)方式：

1、依賴(lài)查找（Dependency Lookup）

容器中的受控對(duì)象通過(guò)容器的API來(lái)查找自己所依賴(lài)的資源和協(xié)作對(duì)象。通俗的說(shuō)，容器幫我們創(chuàng)建好了對(duì)象，開(kāi)發(fā)者需要什么就去容器中取。

2、依賴(lài)注入（Dependency Injection，簡(jiǎn)稱(chēng) DI ，IOC 最常見(jiàn)的方式）

是對(duì)依賴(lài)查找的優(yōu)化，即無(wú)需開(kāi)發(fā)者手動(dòng)去容器中查找對(duì)象，只要告訴容器需要什么對(duì)象，容器就會(huì)將創(chuàng)建好的對(duì)象進(jìn)行注入。

依賴(lài)注入DI

在 Spring 中依賴(lài)注入的形式主要有兩種形式：

• 基于 xml 的形式
• 基于注解的形式

基于注解 DI 有三種表現(xiàn)形式：

• 基于屬性注入
• 基于屬性 setter 注入
• 基于構(gòu)造器注入

三種常規(guī)注入方式

1、 構(gòu)造器注入（Constructor Injection）

通過(guò)構(gòu)造函數(shù)來(lái)完成依賴(lài)注入，容器會(huì)在創(chuàng)建 Bean 時(shí)調(diào)用帶有參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)，并傳入所需的依賴(lài)對(duì)象。這種注入方式的優(yōu)點(diǎn)是能保證依賴(lài)在對(duì)象創(chuàng)建時(shí)就被初始化，避免了 NPE（空指針異常）的出現(xiàn)。

優(yōu)點(diǎn)：

• 強(qiáng)制依賴(lài)：確保 Bean 初始化時(shí)所有必需依賴(lài)都已提供。
• 不可變性：依賴(lài)對(duì)象可以聲明為final，保證線程安全。
• 避免循環(huán)依賴(lài)：Spring 在創(chuàng)建 Bean 時(shí)會(huì)檢測(cè)并拋出循環(huán)依賴(lài)異常。

示例：

public class UserService {
    private final UserRepository userRepository;

    // 構(gòu)造器注入（推薦使用Java 8+的構(gòu)造器自動(dòng)注入）
    public UserService(UserRepository userRepository) {
        this.userRepository = userRepository;
    }
}

構(gòu)造器注入原理

構(gòu)造器注入是通過(guò) Bean 的構(gòu)造函數(shù)完成依賴(lài)注入的方式。

Spring 在創(chuàng)建 Bean 實(shí)例時(shí)，會(huì)分析構(gòu)造函數(shù)的參數(shù)，并從容器中查找匹配的依賴(lài)對(duì)象。

核心步驟

實(shí)例化前的依賴(lài)解析

當(dāng) Spring 容器啟動(dòng)并掃描到需要?jiǎng)?chuàng)建的 Bean 時(shí)，首先會(huì)通過(guò)反射獲取該 Bean 的構(gòu)造函數(shù)信息（包括參數(shù)類(lèi)型和數(shù)量）。

依賴(lài)匹配

Spring 會(huì)根據(jù)構(gòu)造函數(shù)參數(shù)的類(lèi)型和名稱(chēng)，從容器中查找匹配的 Bean。如果存在多個(gè)候選 Bean，可能需要通過(guò)@Qualifier或@Primary注解來(lái)明確指定。

遞歸創(chuàng)建依賴(lài)對(duì)象

如果依賴(lài)的 Bean 尚未創(chuàng)建，Spring 會(huì)先創(chuàng)建這些依賴(lài) Bean（可能同樣需要解析它們的依賴(lài)），形成遞歸過(guò)程。

調(diào)用構(gòu)造函數(shù)

當(dāng)所有依賴(lài)都準(zhǔn)備好后，Spring 使用反射調(diào)用目標(biāo) Bean 的構(gòu)造函數(shù)，傳入依賴(lài)對(duì)象，完成實(shí)例化。

Spring 處理流程

1. 掃描到UserService需要?jiǎng)?chuàng)建。
2. 發(fā)現(xiàn)帶參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)UserService(UserRepository)。
3. 從容器中查找類(lèi)型為UserRepository的 Bean。
4. 如果找到，將其作為參數(shù)傳入構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建UserService實(shí)例。

2、Setter 方法注入（Setter Injection）

通過(guò) setter 方法來(lái)完成依賴(lài)注入，容器會(huì)在創(chuàng)建 Bean 后底層會(huì)通過(guò)反射機(jī)制調(diào)用屬性對(duì)應(yīng)的set方法，然后給屬性賦值或者設(shè)置依賴(lài)對(duì)象。該方式的優(yōu)勢(shì)在于允許依賴(lài)對(duì)象在后期進(jìn)行修改。這種方式要求屬性必須對(duì)外提供set方法。

優(yōu)點(diǎn)：

• 可選依賴(lài)：允許依賴(lài)對(duì)象在 Bean 創(chuàng)建后動(dòng)態(tài)更新。
• 默認(rèn)值支持：可以在 setter 中設(shè)置默認(rèn)值。

示例：

public class UserService {
    private UserRepository userRepository;

    // Setter方法注入
    public void setUserRepository(UserRepository userRepository) {
        this.userRepository = userRepository;
    }
}

Setter 注入原理

Setter 注入是通過(guò) Bean 的 setter 方法完成依賴(lài)注入的方式。Spring 先創(chuàng)建 Bean 實(shí)例，再通過(guò)反射調(diào)用 setter 方法設(shè)置依賴(lài)，

Setter 注入在 Bean 實(shí)例化后執(zhí)行，依賴(lài)對(duì)象通過(guò)公開(kāi)的 setter 方法動(dòng)態(tài)設(shè)置。

核心步驟

實(shí)例化 Bean

Spring 使用無(wú)參構(gòu)造函數(shù)（或默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)）創(chuàng)建 Bean 實(shí)例。此時(shí)，Bean 對(duì)象已存在，但依賴(lài)字段尚未初始化（值為null）。

依賴(lài)解析

與構(gòu)造器注入類(lèi)似，Spring 會(huì)通過(guò)反射獲取 Bean 的方法信息，識(shí)別所有 setter 方法，再根據(jù) setter 方法的參數(shù)類(lèi)型和名稱(chēng)，從容器中查找匹配的依賴(lài)對(duì)象。

調(diào)用 setter 方法

通過(guò)反射調(diào)用對(duì)應(yīng)的 setter 方法，將依賴(lài)對(duì)象注入到 Bean 中。

• 若類(lèi)中沒(méi)有無(wú)參構(gòu)造函數(shù)，Spring 會(huì)嘗試使用帶參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)（需顯式配置），但這種情況更接近構(gòu)造器注入。
• Spring 掃描 Bean 的 setter 方法（符合 JavaBeans 規(guī)范的setXxx()方法），并根據(jù)方法參數(shù)類(lèi)型從容器中查找匹配的依賴(lài)對(duì)象。

Spring 處理流程

• 使用無(wú)參構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建UserService實(shí)例。
• 掃描到setUserRepository方法。
• 從容器中查找類(lèi)型為UserRepository的 Bean。
• 通過(guò)反射調(diào)用setUserRepository方法，傳入依賴(lài)對(duì)象。

3、基于屬性（字段）注入（Field Injection）

日常開(kāi)發(fā)中最常使用的方式，通過(guò)反射直接注入字段，使用@Autowired、@Resource或@Inject注解標(biāo)記字段。

字段注入是利用反射機(jī)制直接對(duì)類(lèi)的字段進(jìn)行注入，無(wú)需借助構(gòu)造方法或 setter 方法。雖然這種方式代碼更為簡(jiǎn)潔，但它也存在一些缺點(diǎn)，比如無(wú)法應(yīng)用于不可變對(duì)象，并且在進(jìn)行單元測(cè)試時(shí)需要使用反射來(lái)設(shè)置依賴(lài)。

@Service
public class UserServiceImpl implements UserService {

    @Autowired
    private PhoneService phoneService;
    
}

@Service
public class UserServiceImpl implements UserService {

    @Resource
    private PhoneService phoneService;

}

@Autowired 注解和 @Resource 注解的區(qū)別：

@Resource的裝配順序

• 如果同時(shí)指定了 name 和 type ，則從 Spring 上下文中找到唯一匹配的 bean 進(jìn)行裝配，找不到則拋出異常。
• 如果指定了 name ，則從上下文中查找名稱(chēng)匹配的 bean 進(jìn)行裝配，找不到則拋出異常。
• 如果指定了 type ，則從上下文中**查找類(lèi)型匹配的唯一 **bean 進(jìn)行裝配，找不到或是找到多個(gè)，都會(huì)拋出異常。
• 如果既沒(méi)有指定 name ，又沒(méi)有指定 type ，則自動(dòng)按照 byName 方式進(jìn)行裝配；如果沒(méi)有匹配，則回退為一個(gè)原始類(lèi)型進(jìn)行匹配，如果匹配則自動(dòng)裝配。

為何 Spring 官方推薦使用構(gòu)造器注入呢？

• 保證依賴(lài)不可變（final關(guān)鍵字）
• 保證依賴(lài)不為空（省去了程序啟動(dòng)因注入對(duì)象為空而報(bào)異常）
• 避免循環(huán)依賴(lài)
• 提升了代碼的可復(fù)用性（非 IOC 環(huán)境下，可使用 new 實(shí)例化該類(lèi)的對(duì)象）

接口多實(shí)現(xiàn)類(lèi)注入

當(dāng)我們用上面三種方式注入接口時(shí)，接口有多個(gè)實(shí)現(xiàn)類(lèi)時(shí)，程序啟動(dòng)就會(huì)報(bào)錯(cuò)，因?yàn)?Spring 不知道要注入哪個(gè)實(shí)現(xiàn)類(lèi)。

public interface PaymentProcessor {
    void processPayment(double amount);
}


public class AlipayProcessor implements PaymentProcessor {
    @Override
    public void processPayment(double amount) {
        System.out.println("Processing payment via Alipay: " + amount);
    }
}


public class WechatProcessor implements PaymentProcessor {
    @Override
    public void processPayment(double amount) {
        System.out.println("Processing payment via WeChat: " + amount);
    }
}

@Component
public class OrderService {
    private final PaymentProcessor processor;  // 報(bào)錯(cuò)：存在多個(gè)候選Bean
    public OrderService(PaymentProcessor processor) {
        this.processor = processor;
    }
}

那么要如何解決接口多實(shí)現(xiàn)類(lèi)的注入問(wèn)題呢？

• 1、定義的時(shí)候指定Bean名稱(chēng)

public interface PaymentProcessor {
    void processPayment(double amount);
}

@Component("alipayProcessor")
public class AlipayProcessor implements PaymentProcessor {
    @Override
    public void processPayment(double amount) {
        System.out.println("Processing payment via Alipay: " + amount);
    }
}

@Component("wechatProcessor")
public class WechatProcessor implements PaymentProcessor {
    @Override
    public void processPayment(double amount) {
        System.out.println("Processing payment via WeChat: " + amount);
    }
}

@Component
public class OrderService {
    private final PaymentProcessor processor;  // 報(bào)錯(cuò)：存在多個(gè)候選Bean
    public OrderService(PaymentProcessor processor) {
        this.processor = processor;
    }
}

通過(guò) @Autowired 注解結(jié)合 @Qualifier 注解

@Service
public class UserServiceImpl implements UserService {
    
    @Autowired
    @Qualifier("alipayProcessor")
    private PaymentProcessor processor;

}

@Qualifier("applePhoneServieImpl") 指定要引入的具體實(shí)現(xiàn)類(lèi)。

通過(guò) @Resource 注解動(dòng)態(tài)獲取

@Service
public class UserServiceImpl implements UserService {

    @Resource(name = "alipayProcessor")
    private PhoneService phoneService;

}

通過(guò) @Primary 注解優(yōu)先注入

@Component
@Primary  // 優(yōu)先注入此類(lèi)
public class AlipayProcessor implements PaymentProcessor { ... }

@Primary 注解表示當(dāng)有多個(gè) bean 滿足注入條件時(shí)，會(huì)優(yōu)先注入該注解修飾的 bean 。

通過(guò) @ConditionalOnProperty 注解結(jié)合配置文件注入

@Configuration
public class PaymentConfig {
    @Bean
    @ConditionalOnProperty(prefix = "payment", name = "processor", havingValue = "alipay")
    public PaymentProcessor alipayProcessor() {
        return new AlipayProcessor();
    }

    @Bean
    @ConditionalOnProperty(prefix = "payment", name = "processor", havingValue = "wechat")
    public PaymentProcessor wechatProcessor() {
        return new WechatProcessor();
    }
}

配置文件application.properties:

payment.processor=alipay

@ConditionalOnProperty(prefix = "payment", name = "processor", havingValue = "alipay") 意指當(dāng)配置文件中 payment.processor=alipay 時(shí)，AlipayProcessor 才會(huì)注入到容器中。

通過(guò)其他 @Conditional條件注解

• @ConditionalOnBean：當(dāng)存在某一個(gè) Bean 時(shí)，初始化此類(lèi)到容器。
• @ConditionalOnClass：當(dāng)存在某一個(gè)類(lèi)時(shí)，初始化此類(lèi)的容器。
• @ConditionalOnMissingBean：當(dāng)不存在某一個(gè) Bean 時(shí)，初始化此類(lèi)到容器。
• @ConditionalOnMissingClass：當(dāng)不存在某一個(gè)類(lèi)時(shí)，初始化此類(lèi)到容器。
• …

@Component
@ConditionalOnClass(name = "com.alipay.sdk.app.PayTask")  // 存在Alipay SDK時(shí)生效
public class AlipayProcessor implements PaymentProcessor { ... }

@Component
@ConditionalOnMissingBean(PaymentProcessor.class)  // 沒(méi)有其他實(shí)現(xiàn)時(shí)生效
public class DefaultPaymentProcessor implements PaymentProcessor { ... }

• 通過(guò)集合注入

@Service
public class UserServiceImpl implements UserService {

    @Autowired
    private List<PaymentProcessor> processors;

    @Autowired
    private Map<String, PaymentProcessor> aymentProcessorMap;

}

關(guān)鍵區(qū)別與適用場(chǎng)景

獲取Bean的方式

在 Spring 項(xiàng)目中，有時(shí)候需要手動(dòng)去獲取 bean，手動(dòng)獲取的方式需要通過(guò) applicationContext ，有以下幾種形式：

通過(guò) applicationContext 獲取

@Service
public class UserServiceImpl implements UserService {

    @Autowired
    private ApplicationContext applicationContext;

    public Object getBean() {
        return applicationContext.getBean("appleService");
    }
}

實(shí)現(xiàn) ApplicationContextAware 接口

@Component
public class SpringContextUtil implements ApplicationContextAware {

    public static ApplicationContext applicationContext;

    public void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) {
        SpringContextUtil.applicationContext = applicationContext;
    }

    public static Object getBean(String name) {
        return applicationContext.getBean(name);
    }

    public static <T> T getBean(Class<T> clazz) {
        return applicationContext.getBean(clazz);
    }

    public static <T> T getBean(String name, Class<T> clazz) {
        return applicationContext.getBean(name, clazz);
    }

    public static Boolean containsBean(String name) {
        return applicationContext.containsBean(name);
    }

    public static Boolean isSingleton(String name) {
        return applicationContext.isSingleton(name);
    }

    public static Class<? extends Object> getType(String name) {
        return applicationContext.getType(name);
    }

}

PhoneService phoneService = SpringContextUtil.getBean(PhoneService.class);

繼承自抽象類(lèi) ApplicationObjectSupport

@Component
public class SpringContextHelper extends ApplicationObjectSupport {

    public Object getBean(String name) {
        return getApplicationContext().getBean(name);
    }

    public  <T> T getBean(Class<T> clazz) {
        return getApplicationContext().getBean(clazz);
    }

    public  <T> T getBean(String name, Class<T> clazz) {
        return getApplicationContext().getBean(name, clazz);
    }

    public  Boolean containsBean(String name) {
        return getApplicationContext().containsBean(name);
    }

    public  Boolean isSingleton(String name) {
        return getApplicationContext().isSingleton(name);
    }

    public  Class<? extends Object> getType(String name) {
        return getApplicationContext().getType(name);
    }
}

繼承自抽象類(lèi) WebApplicationObjectSupport

WebApplicationObjectSupport 繼承了 ApplicationObjectSupport ，所以使用方法和上面一樣。

總結(jié)

本文主要記錄了 Spring 中基于注解的 DI 幾種方式，接口多個(gè)實(shí)現(xiàn)的注入方式，如何通過(guò) applicationContext 手動(dòng)獲取 bean 。

以上為個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，希望能給大家一個(gè)參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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