Spring Boot中的依赖注入是如何工作

Spring Boot 中的依赖注入（Dependency Injection，简称 DI）是通过 Spring 框架的核心机制------控制反转（Inversion of Control，IOC）容器来实现的。Spring Boot 基于 Spring Framework，在应用中自动进行对象的创建、管理、注入等工作，开发者只需要声明依赖关系，Spring 会自动将这些依赖注入到类中。

依赖注入的工作原理

在 Spring Boot 中，依赖注入的核心概念是：通过容器（ ApplicationContext）来管理和注入类的依赖。Spring 通过 注解来声明和管理这些依赖。

主要的注解有：

• @Component / @Service / @Repository / @Controller：这些注解用于标记一个类为 Spring 管理的 Bean。
• @Autowired：用于标注类中的依赖变量，告诉 Spring 自动注入相应的 Bean。
• @Configuration 和 @Bean：用于配置类及其方法，生成和管理 Bean。

依赖注入的工作流程

1. Bean 定义 ：通过注解将类标记为 Spring 管理的 Bean（如 @Service，@Component 等）。
2. 自动注入 ：使用 @Autowired 注解将需要的 Bean 注入到类中。Spring Boot 会根据类型自动查找匹配的 Bean 并注入。
3. 容器管理：Spring 会自动扫描指定的包（通常是启动类所在的包及其子包），根据注解发现类，并把它们放入 IOC 容器中进行管理。
4. 生命周期管理：Spring 管理这些 Bean 的生命周期，包括实例化、依赖注入、初始化等。

代码案例：Spring Boot 中的依赖注入

1. 创建 Bean 类

package com.hk.service;

import org.springframework.stereotype.Service;

@Service
public class UserService {
    public String getUserInfo(String userId) {
        return "User的id是: " + userId;
    }
}

• @Service 注解将 UserService 类标记为一个 Spring 管理的 Bean。Spring Boot 会将 UserService 作为一个 Bean 加入到 Spring 容器中进行管理。

2. 依赖注入到其他类

package com.hk.controller;

import com.hk.service.UserService;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
public class UserController {

    private final UserService userService;

    // 通过构造器注入 UserService
    @Autowired
    public UserController(UserService userService) {
        this.userService = userService;
    }

    @GetMapping("/user/{userId}")
    public String getUserInfo(@PathVariable String userId) {
        // 使用注入的 UserService 实例
        return userService.getUserInfo(userId);
    }
}

• @RestController 注解用于定义一个 REST 控制器，是一个处理 HTTP 请求的组件。
• @Autowired 注解用于自动注入UserService实例。在上面的代码中，依赖注入是通过构造器进行的。
  • 构造器注入 是推荐的方式，它可以确保依赖关系在对象创建时就已经完全注入。构造器注入具有更高的可测试性和更好的不可变性。

3. 自动注入的其他方式

除了构造器注入，Spring 还支持 字段注入 和 setter 注入。

a. 字段注入

@RestController
public class UserController {

    @Autowired
    private UserService userService;  // 字段注入

    @GetMapping("/user/{userId}")
    public String getUserInfo(@PathVariable String userId) {
        return userService.getUserInfo(userId);
    }
}

• 字段注入是将 @Autowired 注解直接放在字段上，Spring 会自动注入对应类型的 Bean。
• 这种方式代码简洁，但缺点是无法控制依赖注入的顺序，且不容易进行单元测试。

b. Setter 注入

@RestController
public class UserController {

    private UserService userService;

    @Autowired
    public void setUserService(UserService userService) {
        this.userService = userService;
    }

    @GetMapping("/user/{userId}")
    public String getUserInfo(@PathVariable String userId) {
        return userService.getUserInfo(userId);
    }
}

• Setter 注入通过 @Autowired 注解标记在 setter 方法上，Spring 会调用这个方法来注入依赖。
• 适用于某些需要选择性注入的场景，或者对于可选的依赖进行注入。

4. 使用 @Qualifier 注解解决多个 Bean 的冲突

如果有多个类型相同的 Bean，Spring 会根据类型来进行注入，但如果类型不唯一，会抛出 NoUniqueBeanDefinitionException 异常。在这种情况下，我们可以使用 @Qualifier 注解来指定注入哪一个 Bean。

假设我们有两个 UserService 的实现类：

package com.hk.service;

import org.springframework.stereotype.Service;

@Service("userServiceV1")
public class UserServiceV1 implements UserService {
    public String getUserInfo(String userId) {
        return "User V1 的id是: " + userId;
    }
}

@Service("userServiceV2")
public class UserServiceV2 implements UserService {
    public String getUserInfo(String userId) {
        return "User V2 的id是: " + userId;
    }
}

使用 @Qualifier 来指定注入的 Bean：

package com.hk.controller;

import com.hk.service.UserService;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Qualifier;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
public class UserController {

    private final UserService userService;

    @Autowired
    public UserController(@Qualifier("userServiceV1") UserService userService) {
        this.userService = userService;
    }

    @GetMapping("/user/{userId}")
    public String getUserInfo(@PathVariable String userId) {
        return userService.getUserInfo(userId);
    }
}

• 通过 @Qualifier("userServiceV1") 注解，我们指定了要注入 userServiceV1 Bean。

5. @Primary 注解

如果有多个类型相同的 Bean，且不想每次都使用 @Qualifier 来指定注入哪个 Bean，可以使用 @Primary 注解来标记一个优先注入的 Bean。

package com.hk.service;

import org.springframework.context.annotation.Primary;
import org.springframework.stereotype.Service;

@Service
@Primary
public class UserServiceV1 implements UserService {
    public String getUserInfo(String userId) {
        return "User V1 的id是: " + userId;
    }
}

• @Primary 注解标记的 Bean 将会是默认注入的 Bean，Spring 会优先选择它进行注入。

总结

在 Spring Boot 中，依赖注入的工作原理是通过 Spring 容器管理对象的生命周期，并将所需的依赖注入到类中。常见的注入方式包括构造器注入、字段注入和 setter 注入。Spring 使用 @Autowired 注解来自动注入依赖，通过 @Component 和其衍生注解（如 @Service，@Repository 等）标记 Bean。还可以通过 @Qualifier 和 @Primary 注解来解决多个 Bean 的冲突问题。