Spring IoC是如何進行依賴注入的
一、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松耦合的程序代碼。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之間的依賴關系，換句話說，就是如果由IoC容器來管理依賴關系，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系。
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、注解注入。但，就我而言，我認為應該劃分為兩種形式——基于XML注入和基于注解注入，然后再細分為下面的形式：
基于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。
1. 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，然后在其內部增加對dao層的引用userDao。
接下來就是添加一個構造方法public UserServiceImpl(UserDao userDao)以待Spring通過這個方法為userDao注入實例。
- <!--注冊userDao-->
- <bean id="userDao" class="com.klasdq.sb.c1.di.dao.impl.UserDaoImpl"></bean>
- <!--注冊userService 并注入userDao-->
- <bean id="userService" class="com.klasdq.sb.c1.di.service.impl.UserServiceImpl">
- <constructor-arg name="userDao" ref="userDao"></constructor-arg>
- </bean>
最后在Spring XML配置文件中注入相應的bean實例。
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。
2. 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文件內容為：
- <!--注冊userDao-->
- <bean id="userDao" class="com.klasdq.sb.c1.di.dao.impl.UserDaoImpl"></bean>
- <!--注冊userService 并注入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于，一、UserServiceImpl.java可以不用添加構造方法，但是必須存在一個無參構造方法(如public UserServiceImpl()，示例里面沒寫，是因為java默認會提供一個無參構造方法)以供Spring 容器注冊生成Bean(如userService)。二、XML文件中，采用構造方法注入時，需要使用
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，其效果和使用注解@Value差不多。
二、基于注解的依賴注入
三、Autowired
源碼：
- @Target({ElementType.CONSTRUCTOR,
- ElementType.METHOD,
- ElementType.PARAMETER,
- ElementType.FIELD,
- ElementType.ANNOTATION_TYPE})
- @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
- @Documented
- public @interface Autowired {
- boolean required() default true;
- }
@Autowired是基于注解的依賴注入的關鍵點，它的源碼非常簡單，只有一個參數request()，這個參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，那么有可能出現空指針異常。
另外一點就是，源碼當中的@Target所包含的參數正好就是基于注解的依賴注入的注入方式種類，@Target決定了@Autowired能夠標注在哪些類型上面。
1. 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**/
- }
根據開發文檔的說法，這種只有一個構造方法的情況，自Spring4.3以后，就不再需要添加@Autowired標注，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注@Autowired,不然Spring會報出異常。
2. 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**/
- }
3. 通過字段注入
- @Service("userService")
- public class UserServiceImpl implements UserService {
- @Autowired
- private UserDao userDao;
- /**繼承自UserService的方法**/
- }
4. 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。重點說一下參數注入，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，相當于將構造方法、setter方法上的注解@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，模擬數據庫查找過程
- @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）注解的類 生成Bean
- //同時 為@Autowired標識下的Bean（對象） 注入實例
- @Configuration
- @ComponentScan
- public class DIConfig {
- //用于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注入那么必須添加
- //@RunWith 標注使用Spring方式啟動（或者SpringBootRunner）
- //@ContextConfiguration 掃描配置類
- @RunWith(SpringRunner.class)
- @ContextConfiguration(classes = DIConfig.class)
- public class DITest {
- //如果不添加測試類上兩個注解，會注入失敗
- @Autowired
- private UserService userService;
- @Test
- public void testAutowired(){ System.out.println(userService.getUser(1L,"name"));
- }
- }
運行測試方法之后就得到以下結果：
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：
注意這里public UserServiceImpl(@Autowired UserDao userDao，@Autowired User user)的入參：
userDao是UserServiceImpl的字段，但user不是。也就是說，我們可以在構造方法中添加任意參數，只要是我們需要的，不一定要求該參數是類中屬性字段。
此外還有需要注意的是，這里所說的方法，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。
四、@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實例的情況。那么當容器當中出現多個同類型的Bean時，如何處理呢?
修改配置類代碼如下：
- @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未注明的情況下，默認方法名為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中設置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，自然拋出異常。
除此之外呢，Spring為我們提供了兩個注解來消除依賴注入時的歧義問題。
- @Primary
- @Target({ElementType.TYPE, // 類、接口、枚舉類型
- ElementType.METHOD})// 方法
- @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
- @Documented
- public @interface Primary {
- }
@Primary是一個設定相同類型Bean優先級的注解，也就是說，一旦在某個類型上添加@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()上添加相應注解，測試方法也能正常運行。
但是這種方法的問題就在于@Priamry可以用在很多類上，如果同一類型有多個Bean被標注了@Primary，那么@Priamry就失去了應有的效果。
- @Qualifier
因此，Spring又提供了@Qualifier這個注解，直接標注在@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);
- }
- }
這兩種注解都可以消除歧義，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，上面只是對于@Autowired一些常用介紹，如果想要了解更多，可以查看Annotation-based Container Configuration。這個參考文檔當中有著更加詳細、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。然后，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之間的依賴關系，從而更好地實現IoC的思想。一個Bean不可能完全脫離其他Bean的依賴關系而獨立存在，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類想要去調用B接口的方法或者說需要B接口的一個實例。
傳統的程序流程是，使用一個C類實現B接口，然后A類創建一個C類的實例，從而調用其方法。
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添加一個注入接口(廣義上的接口，不是interface這個接口)，這個接口可以是構造方法，也可以是setter方法或者說其他形式;同時添加一個對B接口的引用(private B b;)。
當真正需要生成A類的實例時，Spring IoC容器根據A類提供的接口，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。
本文授權轉載自公眾號「良許Linux」。良許，世界500強外企Linux開發工程師，公眾號里分享大量Linux干貨，歡迎關注!
