【JavaEE】Spring IoC&DI详解

时光不染。回忆不淡2024-06-14 13:08

一.基本概念

1.Ioc基本概念

  • Ioc: Inversion of Control (控制反转), 也就是说 Spring 是⼀个"控制反转"的容器.

什么是控制反转呢?

也就是控制权反转. 什么的控制权发发了反转? 获得依赖对象的过程被反转了也就是说, 当需要某个对象时, 传统开发模式中需要自己通过 new 创建对象, 现在不需要再进行创建, 把创建对象的任务交给容器, 程序中只需要依赖注入(Dependency Injection,DI)就可以了. 这个容器称为：IoC容器. Spring是一个IoC容器,所以有时Spring也称为Spring容器.

  • 控制反转是一种思想, 在生活中也是处处体现.
    比如自动驾驶, 传统驾驶方式, 车辆的横向和纵向驾驶控制权由驾驶员来控制, 现在交给了驾驶自动化系统来控制, 这也是控制反转思想在生活中的实现.比如招聘, 企业的员工招聘,入职, 解雇等控制权. 老板转交给HR(人力资源)来处理

2.DI基本概念

  • DI : Dependency Injection(依赖注入)容器在运行期间, 动态的为应用程序提供运行时所依赖的资源，称之为依赖注入。
  • 程序运行时需要某个资源，此时容器就为其提供这个资源.从这点来看, 依赖注入（DI）和控制反转（IoC）是从不同的角度的描述的同⼀件事情，就是指通过引入 IoC 容器，利用依赖关系注入的方式，实现对象之间的解耦。
  • IoC 是⼀种思想，也是"目标", 而思想只是一种指导原则，最终还是要有可行的落地方案，而 DI 就属于具体的实现。所以也可以说, DI 是IoC的一种实现.
    • 比如说我今天心情比较好，吃一顿好的犒劳犒劳自己，那么"吃一顿好的"是思想和目标（是IoC），但最后我是吃海底捞还是杨国福？这就是具体的实现，就是 DI。

二.Ioc的使用.

  • IoC交给Spring管理共有两类注解可以实现:
    *
    1. 类注解：@Controller、@Service、@Repository、@Component、@Configuration.
      1. 方法注解：@Bean.

2.1类注解

2.1.1@Controller注解

使用@Controller存储 bean 的代码如下所示：

java 复制代码 
@Controller // 将对象存储到 Spring 中
public class UserController {
 public void sayHi(){
 System.out.println("hi,UserController...");
 }
}

读取 bean 的代码：

java 复制代码 
@SpringBootApplication
public class SpringIocDemoApplication {
 	public static void main(String[] args) {
 	//获取Spring上下⽂对象
 	ApplicationContext context = 
	SpringApplication.run(SpringIocDemoApplication.class, args);
 	//从Spring上下⽂中获取对象
 	UserController userController = context.getBean(UserController.class);
	 //使⽤对象
 	userController.sayHi();
 	}
 }

ApplicationContext 翻译过来就是: Spring 上下文因为对象都交给 Spring 管理了，所以获取对象要从 Spring 中获取，那么就得先得到 Spring 的上下文.

关于上下文的概念上学时, 阅读理解经常会这样问: 根据上下文, 说⼀下你对XX的理解, 在计算机领域, 上下文这个概念, 咱们最早是在学习线程时了解到过, 比如我们应用进行线程切换的时候，切换前都会把线程的状态信息暂时储存起来，这里的上下文就包括了当前线程的信息，等下次该线程又得到CPU时间的时候, 从上下文中拿到线程上次运行的信息这个上下文, 就是指当前的运行环境, 也可以看作是⼀个容器, 容器里存了很多内容, 这些内容是当前运行的环境

  • 如果把@Controller删掉, 再观察运行结果
  • 报错信息显示: 找不到类型是: com.example.demo.controller.UserController的bean
Bean 命名约定
  • 官方文档关于Bean命名的叙述: 链接:link
  • 命名约定使用Java标准约定作为实例字段名. 也就是说，bean名称以小写字母开头，然后使用驼峰式大小写.比如
    类名: UserController, Bean的名称为: userController
    类名: AccountManager, Bean的名称为: accountManager
    类名: AccountService, Bean的名称为: accountService
  • 也有一些特殊情况, 当有多个字符并且第一个和第二个字符都是大写时, 将保留原始的大小写. 这些规则与java.beans.Introspector.decapitalize (Spring在这里使用的)定义的规则相同.
    比如
    类名: UController, Bean的名称为: UController
    类名: AManager

2.1.2@Server注解 ( 服务存储 )

使用@Service 存储 bean 的代码如下所示：

java 复制代码 
@Service
public class UserService {
 	public void sayHi(String name) {
 		System.out.println("Hi," + name);
 	}
}

读取 bean 的代码：

java 复制代码 
@SpringBootApplication
public class SpringIocDemoApplication {
 	public static void main(String[] args) {
 	//获取Spring上下⽂对象
 	ApplicationContext context = 
	SpringApplication.run(SpringIocDemoApplication.class, args);
 	//从Spring中获取UserService对象
 	UserService userService = context.getBean(UserService.class);
 	//使⽤对象
 	userService.sayHi();
	}
}

观察运行结果, 发现成功从Spring中获取到UserService对象, 并执行UserService的sayHi方法

2.1.3@Repository ( 仓库存储 )

使用@Repository 存储 bean 的代码如下所示：

java 复制代码 
@Repository
public class UserRepository {
	public void sayHi() {
		System.out.println("Hi, UserRepository~");
	}
}

读取 bean 的代码：

java 复制代码 
@SpringBootApplication
public class SpringIocDemoApplication {
 	public static void main(String[] args) {
 	//获取Spring上下⽂对象
	 ApplicationContext context = 
	SpringApplication.run(SpringIocDemoApplication.cla
 	//从Spring上下⽂中获取对象
 	UserRepository userRepository = context.getBean(UserRepository.class);
 	//使⽤对象
 	userRepository.sayHi();
 	}
}

观察运行结果, 发现成功从Spring中获取到UserRepository 对象, 并执行UserRepository 的sayHi方法

2.1.4@Component ( 组件存储 )

使用@Component 存储 bean 的代码如下所示：

java 复制代码 
@Component
public class UserComponent {
 	public void sayHi() {
 		System.out.println("Hi, UserComponent~");
 	}
 }

读取 bean 的代码：

java 复制代码 
@SpringBootApplication
public class SpringIocDemoApplication {
 	public static void main(String[] args) {
 	//获取Spring上下⽂对象
 	ApplicationContext context = 
	SpringApplication.run(SpringIocDemoApplication.class, args);
 	//从Spring上下⽂中获取对象
 	UserComponent userComponent = context.getBean(UserComponent.class);
 	//使⽤对象
 	userComponent.sayHi();
 	}
}

观察运行结果, 发现成功从Spring中获取到UserComponent 对象, 并执行UserComponent 的sayHi方法

2.1.5@Configuration( 组件存储 )

使用 @Configuration 存储 bean 的代码如下所示：

java 复制代码 
@Configuration
public class UserConfiguration {
 	public void sayHi() {
 		System.out.println("Hi,UserConfiguration~");
 	}
 }

读取 bean 的代码：

java 复制代码 
@SpringBootApplication
public class SpringIocDemoApplication {
 	public static void main(String[] args) {
 	//获取Spring上下⽂对象
 	ApplicationContext context = 
	SpringApplication.run(SpringIocDemoApplication.class, args);
 	//从Spring上下⽂中获取对象
 	UserConfiguration userConfiguration = 
	context.getBean(UserConfiguration.class);
 	//使⽤对象
 	userConfiguration.sayHi();
 	}
}

观察运行结果, 发现成功从Spring中获取到UserConfiguration 对象, 并执行UserConfiguration 的sayHi方法

2.2为什么要这么多类注解？

  • 这个也是和应用分层是呼应的. 让程序员看到类注解之后，就能直接了解当前类的用途.
    • @Controller：控制层, 接收请求, 对请求进⾏处理, 并进⾏响应.
    • @Servie：业务逻辑层, 处理具体的业务逻辑.
    • @Repository：数据访问层，也称为持久层. 负责数据访问操
    • @Configuration：配置层. 处理项⽬中的⼀些配置信息

这和每个省/市都有自己的车牌号是一样的.车牌号都是唯一的, 标识⼀个车辆的. 但是为什么还需要设置不同的车牌开头呢.比如陕西的车牌号就是：陕X：XXXXXX，北京的车牌号：京X：XXXXXX，甚至一个省不同的县区也是不同的，比如西安就是，陕A：XXXXX，咸阳：陕B：XXXXXX，宝鸡，陕C：XXXXXX，一样.这样做的好处除了可以节约号码之外，更重要的作用是可以直观的标识一辆车的归属地.

这样做的好处除了可以节约号码之外，更重要的作⽤是可以直观的标

类注解之间的关系

查看 @Controller / @Service / @Repository / @Configuration 等注解的源码发

现：

其实这些注解里面都有⼀个注解 @Component ，说明它们本⾝就是属于 @Component 的"子类". @Component 是⼀个元注解，也就是说可以注解其他类注解，如 @Controller , @Service ,@Repository 等. 这些注解被称为 @Component 的衍生注解.@Controller , @Service 和 @Repository ⽤于更具体的用例(分别在控制层, 业务逻辑层, 持久化层), 在开发过程中, 如果你要在业务逻辑层使用 @Component 或@Service，显然@Service是更好的选择

2.3方法注解 @Bean

类注解是添加到某个类上的， 但是存在两个问题:

  1. 使用外部包里的类, 没办法添加类注解
  2. ⼀个类, 需要多个对象, 比如多个数据源, 这种场景, 我们就需要使用方法注解 @Bean
  • 方法注解如何使用
java 复制代码 
public class BeanConfig {
 	@Bean
 	public User user(){
 	User user = new User();
 	user.setName("zhangsan");
 	user.setAge(18);
 	return user;
 	}
}

然而，当我们写完以上代码，尝试获取 bean 对象中的 user 时却发现，根本获取不到：

java 复制代码 
@SpringBootApplication
public class SpringIocDemoApplication {
 	public static void main(String[] args) {
 	//获取Spring上下⽂对象
 	ApplicationContext context = 
	SpringApplication.run(SpringIocDemoApplication.class, args);
 	//从Spring上下⽂中获取对象
 	User user = context.getBean(User.class);
 	//使⽤对象
 	System.out.println(user);
 	}
}

以上程序的执行结果如下：

2.3.1 方法注解要配合类注解使用

java 复制代码 
@Component
public class BeanConfig {
 @Bean
 public User user(){
 User user = new User();
 user.setName("zhangsan");
 user.setAge(18);
 return user;
 }
}

再次执行以上代码，运行结果如下：

2.3.2 定义多个对象

java 复制代码 
@Component
public class BeanConfig {
 	@Bean
 	public User user1(){
 		User user = new User();
 		user.setName("zhangsan");
 		user.setAge(18);
 		return user;
 	}
 	@Bean
 	public User user2(){
 		User user = new User();
 		user.setName("李四");
 		user.setAge(20);
 		return user;
 	}
}
java 复制代码 
@SpringBootApplication
public class SpringIocDemoApplication {
	public static void main(String[]
 		//获取Spring上下⽂对象
 		ApplicationContext context = 
		SpringApplication.run(SpringIocDemo
 		//从Spring上下⽂中获取对象
 		User user = context.getBean(U
 		//使⽤对象
 		System.out.println(user);
 	}
}

运行结果:

报错信息显示: 期望只有⼀个匹配, 结果发现了两个, user1, user2从报错信息中, 可以看出来, @Bean 注解的bean, bean的名称就是它的方法名

接下来我们根据名称来获取bean对象

java 复制代码 
@SpringBootApplication
public class SpringIocDemoApplication {
 	public static void main(String[] args) {
 		//获取Spring上下⽂对象
 		ApplicationContext context = 
		SpringApplication.run(SpringIocDemoApplication.class, args);
 		//根据bean名称, 从Spring上下⽂中获取对象
 		User user1 = (User) context.getBean("user1");
 		User user2 = (User) context.getBean("user2");
 		System.out.println(user1);
 		System.out.println(user2);
 	}
 }

运行结果:

2.3.3 重命名 Bean

java 复制代码 
@Bean(name = {"u1","user1"})
public User user1(){
 	User user = new User();
 	user.setName("zhangsan");
 	user.setAge(18);
 	return user;
}

此时我们使⽤ u1 就可以获取到 User对象了,代码如下:

java 复制代码 
@SpringBootApplication
public class SpringIocDemoApplication {
 	public static void main(String[] args) {
 		//获取Spring上下⽂对象
 		ApplicationContext context = 
		SpringApplication.run(SpringIocDemoApplication.class, args);
 		//从Spring上下⽂中获取对象
 		User u1 = (User) context.getBean("u1");
 		//适用对象
 		System.out.println(u1);
 	}
 }

2.3.4 扫描路径

再运行代码:

java 复制代码 
public class SpringIocDemoApplication {
 	public static void main(String[]
 		//获取Spring上下⽂对象
 		ApplicationContext context = 
		SpringApplication.run(SpringIocDemo
	 	//从Spring上下⽂中获取对象
 		User u1 = (User) context.getB
 		//使⽤对象
 		System.out.println(u1);
 	}
}

运行结果:

使用五大注解声明的bean，要想生效, 还需要配置扫描路径, 让Spring扫描到这些注解. 也就是通过 @ComponentScan 来配置扫描路径.

java 复制代码 
@ComponentScan({"com.example.demo"})
@SpringBootApplication
public class SpringIocDemoApplication {
 	public static void main(String[] args) {
 		//获取Spring上下⽂对象
 		ApplicationContext context =
		SpringApplication.run(SpringIocDemoApplication.class, args);
 		//从Spring上下⽂中获取对象
 		User u1 = (User) context.getBean("u1");
 		//使⽤对象
 		System.out.println(u1);
 	}
 }
  • 默认扫描的范围是SpringBoot启动类所在包及其子包

三.DI的使用.

  • 关于依赖注入, Spring也给我们提供了三种方式:
    *
    1. 属性注入(Field Injection)
      1. 构造方法注⼊(Constructor Injection)
      1. Setter 注入

3.1属性注入

  • 属性注入是使用 @Autowired 实现的，将 Service 类注入到 Controller 类中.
  • Service 类的实现代码如下
java 复制代码 
import org.springframework.stereotype.Service;
@Service
public class UserService {
 	public void sayHi() {
 		System.out.println("Hi,UserService");
 	}
}

Controller 类的实现代码如下：

java 复制代码 
@Controller
public class UserController {
 	//注⼊⽅法1: 属性注⼊
 	@Autowired
 	private UserService userService;
 	public void sayHi(){
 		System.out.println("hi,UserController...");
 		userService.sayHi();
 	}
}

获取 Controller 中的 sayHi方法:

java 复制代码 
@SpringBootApplication
public class SpringIocDemoApplication {
 	public static void main(String[] args) {
 		//获取Spring上下⽂对象
 		ApplicationContext context = 
		SpringApplication.run(SpringIocDemoApplication.class, args);
 		//从Spring上下⽂中获取对象
 		UserController userController = (UserController) 
		context.getBean("userController");
 		//使⽤对象
 		userController.sayHi();
 		}
 }

最终运行结果:

去掉@Autowired , 再运行一下程序看看结果

3.2构造方法注入

  • 构造方法注入是在类的构造方法中实现注入，如下代码所示：
java 复制代码 
@Controller
public class UserController2 {
 	//注⼊⽅法2: 构造⽅法
 	private UserService userService;
 	@Autowired
 	public UserController2(UserService userService) {
		this.userService = userService;
 	}
 	public void sayHi(){
		System.out.println("hi,UserController2...");
		userService.sayHi();
	}
}

注意事项：如果类只有一个构造方法，那么 @Autowired 注解可以省略；如果类中有多个构造方法，那么需要添加上 @Autowired 来明确指定到底使用哪个构造方法。

3.3Setter注入

Setter 注入和属性的 Setter 方法实现类似，只不过在设置 set ⽅法的时候需要加上 @Autowired 注解 ，如下代码所示：

java 复制代码 
@Controller
public class UserController3 {
 		//注⼊⽅法3: Setter⽅法注⼊
 		private UserService userService;
 		@Autowired
 		public void setUserService(UserService userService) {
 			this.userService = userService;
 		}
 		public void sayHi(){
 			System.out.println("hi,UserController3...");
 			userService.sayHi();
 		}
}

3.4三重注入方式的优缺点分析.

属性注入

  • 优点: 简洁，使用方便；
  • 缺点:
    • 只能用于 IoC 容器，如果是非 IoC 容器不可用，并且只有在使用的时候才会出现 NPE（空指针异常）
    • 不能注入一个Final修饰的属性.

构造函数注入(Spring 4.X推荐)

  • 优点:

    • 可以注入final修饰的属性
    • 注入的对象不会被修改
    • 依赖对象在使用前一定会被完全初始化，因为依赖是在类的构造方法中执行的，而构造方法是在类加载阶段就会执行的方法.
    • 通⽤性好, 构造方法是JDK支持的, 所以更换任何框架,他都是适用的

  • 缺点:

    • 注入多个对象时, 代码会比较繁琐

Setter注⼊(Spring 3.X推荐)

  • 优点: 方便在类实例之后, 重新对该对象进行配置或者注入
  • 缺点:
    • 不能注入一个Final修饰的属性
    • 注入对象可能会被改变, 因为setter方法可能会被多次调用,就有被修改的风险

3.5@Autowired存在问题

当同一类型存在多个bean时, 使用@Autowired会存在问题.

java 复制代码 
@Component
public class BeanConfig {
 	@Bean("u1")
 	public User user1(){
 		User user = new User();
 		user.setName("zhangsan");
 		user.setAge(18);
 		return user;
 	}
 	@Bean
 	public User user2() {
 		User user = new User();
 		user.setName("lisi");
 		user.setAge(19);
 		return user;
 	}
}
java 复制代码 
@Controller
public class UserController {
 
 	@Autowired
 	private UserService userService;
 	//注⼊user
 	@Autowired
 	private User user;
	public void sayHi(){
 		System.out.println("hi,UserController...");
 		userService.sayHi();
 		System.out.println(user);
 	}
}

运行结果:

报错的原因是，非唯一的 Bean 对象。

如何解决上述问题呢？Spring提供了以下几种解决方案：

  1. @Primary

    使用@Primary注解：当存在多个相同类型的Bean注入时，加上@Primary注解，来确定默认的实现.

  2. @Qualifier

    • 使用@Qualifier注解：指定当前要注入的bean对象。 在@Qualifier的value属性中，指定注入的bean的名称。
    • @Qualifier注解不能单独使⽤，必须配合@Autowired使⽤

  3. @Resource

    • 使用@Resource注解：是按照bean的名称进行注入。通过name属性指定要注入的bean的名称。

@Autowird 与 @Resource的区别

  • @Autowired 是spring框架提供的注解，而@Resource是JDK提供的注解
  • @Autowired 默认是按照类型注⼊，而@Resource是按照名称注入. 相比于@Autowired 来说，@Resource 支持更多的参数设置，例如 name 设置，根据名称获取 Bean。
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