【Spring】详解Spring IOC&DI

前言

在前面中，我们讲解了Spring MVC是什么以及如何使用。那么本篇我们就来讲Spirng Framework，我们一般讲的Spring就指的是Spring Framework。

在前面中，我们已经讲解了什么是Spring，IOC和AOP是Spring框架的核心思想。

本篇我们主要讲IOC容器的使用。

想了解什么是Spirng可以看这篇【Spring】什么是Spring？-CSDN博客

回顾一下IOC和DI。

IOC（控制反转）是Spring框架中的核心思想。

控制反转（Inversion of Control，IoC）是一种设计思想 ，其核心是将对象的创建和管理的控制权从使用方（客户端）转移到一个专门的容器（如Spring容器）

在软件开发中，传统设计都是将对象的创建和管理交给使用方来进行创建；而Ioc则是将对象的创建和管理交给IOC，在需要使用的时候，我们只需要告诉Ioc容器所需的对象，那么它就可以为我们创建好。

Ioc很好的让每个模块进行了解耦，实现了高内聚低耦合。
DI（Dependency Injection）依赖注入，是Ioc的一种具体方式，将对象的创建和管理权交给外部容器。

依赖注入将对象的依赖关系通过外部容器注入的方式来传递给对象，而不是让对象自己去创建或查找依赖。

IoC和DI的使用

通过前面的学习，相信对IoC和DI有初步的认识，那么接下来我们就来具体学习IoC和DI的代码实现。

既然Spring是一个IoC(控制反转）容器，作为容器，那么就具备两个功能：存和取。

Sring容器管理的主要是对象，这些对象，我们称为"Bean"，把这些对象交给Spring管理，由Spring来负责对象的创建和销毁，我们只需要告诉Spring，哪些要存，以及如何从Spring中取出对象。

那么在Spring中如何存取Bean？

将类存储进Spring Ioc容器我们需要通过 @Component注解（不止这个）。

取出对象需要使用注解 @Autowired。

示例：

java 复制代码

package com.example.demo.model;

import org.springframework.stereotype.Component;

@Component
public class UserInfo {
    private String userName;
    public void hi(){
        System.out.println("hi");
    }
}

java 复制代码

package com.example.demo.component;

import com.example.demo.model.UserInfo;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RequestMapping("/user")
@RestController
public class UserComponent {

    @Autowired
    private UserInfo userInfo;

    @RequestMapping("/hi")
    public String hi(){
        userInfo.hi();
        return "调用成功";
    }
}

可以看到，确实能显现出我们想要的结果，说明这两个注解能够实现堆Bean的存取。

注意：我们在使用 @Autowired 注解时，需要使用该注解的类有 @Controller 注解修饰 ，要使用Spring的IoC容器，就要保证这个类是由Spring管理的。

以上展示的就是Ioc和DI的基本使用，接下来，我们来深入学习IoC和DI。

IoC详解

Bean存储

在前面的案例中，我们要把某个对象交给 IoC 容器管理，那么就需要在类上添加一个注解：@Component。而Spring框架为了更好的服务Wen应用程序，提供了丰富的注解。

共有两类注解类型可以实现：

类注解 ：@Controller、@Service、@Repository、@Component、@Configuration

方法注解 ：@Bean

我们先来讲下类注解。

@Controller（控制器存储）

使用 @Controller 存储Bean：

java 复制代码

package com.example.demo.controller;

import org.springframework.stereotype.Controller;

@Controller
public class UserController {
    
    public void say(){
        System.out.println("UserController ...");
    }
}

既然我们已经将Bean存储到IoC容器中了，那么如何获取Bean？

获取Bean

先上代码：

java 复制代码

@SpringBootApplication
public class BeantextApplication {
	
	public static void main(String[] args) {
	    // 启动Spring Boot应用，并将应用上下文注入到变量context中
	    ApplicationContext context=SpringApplication.run(BeantextApplication.class, args);

	    // 从应用上下文中获取UserController bean的实例
	    UserController bean = context.getBean(UserController.class);

	    // 调用UserController实例的say方法，执行相关逻辑
	    bean.say();
	}

}

代码是由 @SpringBootApplication 注解修饰的类中写的，并且我们用 ApplicationContext接口来接收run()方法的返回值。

当我们运行一个带有 @SpringBootApplication 注解修饰的类，会启动Spring项目，并且SpringApplication.run() 是有返回值的，这个返回值可以接收，也可以不接收。

那为什么能用 ApplicationContext 类来接收？为什么要用这个类？

我们可以先查看一下run()方法的返回值是什么：

我们可以看到，run()的返回值类型是一个 ConfigurableApplicationContext接口，那这个接口内部是什么样？

可以看到， ConfigurableApplicationContext 接口 是 ApplicationContext 接口 的一个子接口，根据java的多态性，子接口的实例可以被父接口类型接收，因此这里可以用 ApplicationContext来接收。

至于为什么要使用该接口？

ApplicationContext 是Spring框架中管理Bean的核心接口，提供了访问Spring容器中所有Bean的基本功能，几乎所有与Spring 容器的交互都可以通过 ApplicationContext 完成。

而在此处，我们是要获取Bean，那就需要使用 ApplicationContext 。

在BeanFactory在，我们可以看到getBean() 方法，顾名思义这个方法就是用来获取Bean的。

在这里，我们只介绍1、2、4种。

根据Bean类型获取Bean

在上面中，我们就是根据Bean的类型来获取到Bean。

这种方式是Sprinig利用反射机制实现的。Spring能通过类型找到对应的Bean，是因为在容器初始化的时候，Spring会通过反射机制扫描并注册所有Bean的定义信息。

反射是Spring实现依赖注入和Bean管理的核心技术，允许Spring在运行时动态地创建对象、访问和修改对象的字段、调用对象的方法。

java 复制代码

@SpringBootApplication
public class BeantextApplication {
	
	public static void main(String[] args) {
	    // 启动Spring Boot应用，并将应用上下文注入到变量context中
	    ApplicationContext context=SpringApplication.run(BeantextApplication.class, args);

	    // 从应用上下文中获取UserController bean的实例
	    UserController bean = context.getBean(UserController.class);

	    // 调用UserController实例的say方法，执行相关逻辑
	    bean.say();
	}

}

根据Bean名称获取Bean

Bean名称应该如何写？

我们可以看下官方回答：

简单来说，就是如果类名前两个字母中大写字母个数小于2（也就是只有首字母大写），那么该类在交给Ioc后，就会以第一个字母小写的小驼峰形式命名，当类名前两个字母都大写，那么该类型就作Bean名称。

java 复制代码

public static void main(String[] args) {
	    // 启动Spring Boot应用，并将应用上下文注入到变量context中
	    ApplicationContext context=SpringApplication.run(BeantextApplication.class, args);

	    // 从应用上下文中获取UserController bean的实例
		UserController bean = (UserController) context.getBean("userController");

	    // 调用UserController实例的say方法，执行相关逻辑
	    bean.say();
	}

根据Bean的名称和Bean类型获取Bean

java 复制代码

public static void main(String[] args) {
	    // 启动Spring Boot应用，并将应用上下文注入到变量context中
	    ApplicationContext context=SpringApplication.run(BeantextApplication.class, args);

	    // 从应用上下文中获取UserController bean的实例
		UserController bean = (UserController) context.getBean("userController", UserController.class);

	    // 调用UserController实例的say方法，执行相关逻辑
	    bean.say();
	}

@Service(业务逻辑)

这个注解也可以存储Bean。

java 复制代码

package com.example.demo.service;

import org.springframework.stereotype.Service;

@Service
public class UserService {
    public void say(){
        System.out.println("UserService say");
    }
}

读取：

java 复制代码

public static void main(String[] args) {
	    // 启动Spring Boot应用，并将应用上下文注入到变量context中
	    ApplicationContext context=SpringApplication.run(BeantextApplication.class, args);

		UserService userService = (UserService) context.getBean("userService");
		userService.say();

	}

@Repository（仓库存储）

java 复制代码

package com.example.demo.controller;

import org.springframework.stereotype.Repository;

@Repository
public class UserRepository {
    public void say() {
        System.out.println("UserRepository say");
    }
}

java 复制代码

	public static void main(String[] args) {
	    // 启动Spring Boot应用，并将应用上下文注入到变量context中
	    ApplicationContext context=SpringApplication.run(BeantextApplication.class, args);

		UserRepository userRepository = (UserRepository)context.getBean("userRepository");
		userRepository.say();
    }

@Component（组件存储）

java 复制代码

package com.example.demo.component;

import org.springframework.stereotype.Component;

@Component
public class UserComponents {
    public void say() {
        System.out.println("UserComponents say");
    }
}

java 复制代码

public static void main(String[] args) {
	    // 启动Spring Boot应用，并将应用上下文注入到变量context中
	    ApplicationContext context=SpringApplication.run(BeantextApplication.class, args);
		UserComponents bean = context.getBean(UserComponents.class);
		bean.say();
    }

@Configuration（配置存储）

java 复制代码

package com.example.demo.configuration;

import org.springframework.context.annotation.Configuration;

@Configuration
public class UserConfiguration {
    public void say() {
        System.out.println("UserConfiguration");
    }
}

java 复制代码

	public static void main(String[] args) {
	    // 启动Spring Boot应用，并将应用上下文注入到变量context中
	    ApplicationContext context=SpringApplication.run(BeantextApplication.class, args);
		UserConfiguration bean = context.getBean(UserConfiguration.class);
		bean.say();
    }

额外小话题

下面的代码在最后判断对象是否相等？那会不会相等呢？

java 复制代码

	public static void main(String[] args) {
	    // 启动Spring Boot应用，并将应用上下文注入到变量context中
	    ApplicationContext context=SpringApplication.run(BeantextApplication.class, args);
		UserConfiguration bean = context.getBean(UserConfiguration.class);
		bean.say();

		UserConfiguration bean1 = (UserConfiguration) context.getBean("userConfiguration");
		bean1.say();

		UserConfiguration bean2 = context.getBean("userConfiguration", UserConfiguration.class);
		bean2.say();

		System.out.println(bean);
		System.out.println(bean1);
		System.out.println(bean2);
		System.out.println(bean == bean1);
		System.out.println(bean == bean2);
}

我们来看下结果：

我们可以看到，利用三种方法获取Bean，但最后返回的都是同一个实例，这是因为Spring中，默认情况下，Bean的作用域是单例。

为什么要有这么多类注解?

这个和前面讲的应用分层相呼应的，当开发者看到类注解的时候，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.负责数据访问操作

@Configuration：配置层.处理项⽬中的⼀些配置信息

我们可以看到，@Component都有在其他四个注解中，说明@Component 是其他注解的"父类",即其他注解是@Component注解的衍生注解。

不过其他四个注解用于更具体的用例，如三层结构，@Controller对应控制层、@Service对于业务逻辑层、@Repository对应持久层。

方法注解

类注解是加上类上的，但是存在两个问题：

使用外部包里的类，没有办法添加类注解；
一个类，需要多个对象，比如多个数据源。

对于这种场景，我们就需要用方法注解@Bean。

我们假设User类是一个外包中的类，不能加类注解，所以这就需要使用方法注解。

java 复制代码

package com.example.demo.model;

import lombok.Data;

@Data
public class User {
    private String name;
    private int age;
}

java 复制代码

package com.example.demo.controller;

import com.example.demo.model.User;
import org.springframework.context.annotation.Bean;


public class UserController {

    @Bean
    public User user(){
        User user = new User();
        user.setName("张三");
        user.setAge(18);
        return user;
    }
}

测试一下代码：

可以看到报了异常说没有找到Bean，这是因为UserController没有加类注解，Spring没有扫描到。所以要加上类注解：

java 复制代码

package com.example.demo.controller;

import com.example.demo.model.User;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.stereotype.Controller;

@Controller
public class UserController {

    @Bean
    public User user(){
        User user = new User();
        user.setName("张三");
        user.setAge(18);
        return user;
    }
}

同一个类创建多个对象

在前面中，我们已经知道了在Spring容器中，Bean默认是单例，那么如果想要获取多个Bean，应该如何做？

在使用@Bean时指定Bean名称，这里的名称是方法名称。

java 复制代码

package com.example.demo.controller;

import com.example.demo.model.User;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.stereotype.Controller;

@Controller
public class UserController {

    @Bean
    public User user(){
        User user = new User();
        user.setName("张三");
        user.setAge(18);
        return user;
    }

    @Bean("user1")
    public User user1(){
        User user = new User();
        user.setName("李四");
        user.setAge(20);
        return user;
    }
}

此外，我们观察@Bean注解的属性，可以看到：

name字段是一个字符串数组，说明一个Bean可以有多个名称。

例如：

java 复制代码

    @Bean(name={"user1","lisi"})

需要注意：有多个名称的情况下，需要用大括号括起来，并指定字段。

当然，类注解也可以指定名称，但只能指定一个。

扫描路径

在项目中，不是所有的文件都会被扫描的，只有在 @SpringBootApplication注解所在的包中才会被扫描。

假如我们把 @SpringBootApplication的类移动一下。

运行一下：

该错误是由于Spring容器无法找到类型为com.example.demo.model.UserInfo的Bean，导致依赖注入失败。具体来说，UserComponent类中的userInfo字段需要一个UserInfo类型的Bean，但Spring上下文中没有定义该Bean。

这是因为UserInfo类没有被扫描的，因为UserInfo类不在SpringBoot启动类所在的包中。所以无法注入。

默认扫描的范围是SpringBoot启动类所在包以及其子包

推荐：把启动类放在我们希望扫描的包的路径下，这样我们定义的Bean就都能被扫描到。

DI详解

依赖注入是一个过程，指IoC容器在创建Bean时，去提供运行时所依赖的资源，而资源指的就是对象。在前面IoC学习中，我们使用了 @Autowired 注解来完成注入。

对于依赖注入，Spring给我们提供了三种方式：

属性注入(Field Injection)

构造方法注入(Constructor Injection)

Setter 注入（Setter Injection）

属性注入

属性注入是用 @Autowired 实现的，直接在属性上加上该注解。

java 复制代码

package com.example.demo.service;

import org.springframework.stereotype.Service;

@Service
public class UserService {
    public void say(){
        System.out.println("UserService say");
    }
}

java 复制代码

package com.example.demo.controller;

import com.example.demo.service.UserService;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Controller;

@Controller
public class DiController {
    //属性注入
    @Autowired
    private UserService userService;

    public void say(){
        System.out.println("DiController say");
        userService.say();
    }
}

测试一下;

java 复制代码

	public static void main(String[] args) {
	    // 启动Spring Boot应用，并将应用上下文注入到变量context中
	    ApplicationContext context=SpringApplication.run(BeantextApplication.class, args);
		DiController bean = context.getBean(DiController.class);
		bean.say();
    }

构造方法注入

java 复制代码

package com.example.demo.controller;

import com.example.demo.service.UserService;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Controller;

@Controller
public class DiController {
    //属性注入
//    @Autowired
    private UserService userService;
    
    //构造方法注入
    public DiController(UserService userService){
        this.userService = userService;
    } 
    public void say(){
        System.out.println("DiController say");
        userService.say();
    }
}

注意：如果类中只有一个构造方法，那么 @Autowired 注解就可以省略，但如果类中有多个构造方法，那么就需要用 @Autowired 来明确要使用哪个构造方法。

java 复制代码

package com.example.demo.controller;

import com.example.demo.service.UserService;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Controller;

@Controller
public class DiController {
    //属性注入
//    @Autowired
    private UserService userService;

    public DiController(){
        System.out.println("DiController 构造函数");
    }

    @Autowired
    public DiController(UserService userService){
        this.userService = userService;
    }
    public void say(){
        System.out.println("DiController say");
        userService.say();
    }
}

Setter方法注入

java 复制代码

@Controller
public class DiController {
    //属性注入
//    @Autowired
    private UserService userService;

    //set注入
    public void setUserService(UserService userService) {
        this.userService = userService;
    }
    public void say(){
        System.out.println("DiController say");
        userService.say();
    }
}

这里报错的原因是由于set方法没有被调用到，所以我们需要用 @Autowired注解修饰。

java 复制代码

package com.example.demo.controller;

import com.example.demo.service.UserService;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Controller;

@Controller
public class DiController {
    //属性注入
//    @Autowired
    private UserService userService;

    //set注入
    @Autowired
    public void setUserService(UserService userService) {
        this.userService = userService;
    }
    public void say(){
        System.out.println("DiController say");
        userService.say();
    }
}

三种注入方式的优缺点

属性注入 ：

优点：简单，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

构造方法注入（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，都适用

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

示例：

为什么有final修饰的属性不能直接注入？

如果一个属性被final修饰，那么这个属性就变成了一个常量，不可被修改，而依赖注入的属性需要动态地修改属性的值，所以不能对final修饰的属性进行依赖注入。

但在构造方法中，final修饰的属性是可以被赋值的，这是因为构造方法是在对象创建时执行，此时final属性还没有被赋值，所以在构造方法中可以对final属性进行赋值。

总的来说**，final修饰的属性不能直接通过依赖注入赋值，是因为其不可变性和依赖注入的动态赋值机制相冲突**；但构造方法注入是一种合法且符合final语义的方案。

Autowired存在的问题

当同一个类类型存在多个Bean，使用 @Autowired 会存在问题。

java 复制代码

package com.example.demo.controller;

import com.example.demo.model.User;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.stereotype.Controller;

@Controller
public class UserController {

    @Bean
    public User user1(){
        User user = new User();
        user.setName("张三");
        user.setAge(18);
        return user;
    }

    @Bean("u2")
    public User user2(){
        User user = new User();
        user.setName("李四");
        user.setAge(20);
        return user;
    }
}

那么应该如何解决上面这种情况呢？

在下面有给出了建议：

在Spring中，提供了以下几种方法：

@Primary

@Qualifier

@Resource

@Primary

使用该注解：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。

java 复制代码

package com.example.demo.controller;

import com.example.demo.model.User;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Primary;
import org.springframework.stereotype.Controller;

@Controller
public class UserController {

    @Bean
    public User user1(){
        User user = new User();
        user.setName("张三");
        user.setAge(18);
        return user;
    }

    @Bean("u2")
    @Primary
    public User user2(){
        User user = new User();
        user.setName("李四");
        user.setAge(20);
        return user;
    }
}

@Qualifier

@Qualifier注解：指定当前要注入的Bean对象，在@Qualifier的value属性中，指定要注入Bean的名称。

注意：@Qualifier注解不能单独使用，必须配合@Autowired使用。

@Resource

@Resource：按照Bean的名称来进行注入。通过name属性来指定要注入的bean名称。

java 复制代码

    @Resource(name = "user1")
    private User user;

@Autowired自动装配流程图

@Autowired和@Resouce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。

总结

Spring、Spring Boot和Spring MVC的关系及差别

区别

Spring ：Spring是一个轻量级、一站式、模块化的开发应用框架，其目的是用于简化企业应用程序开发。

Spring MVC ：Spring MVC是Spring的一个子框架，Spring诞生之后，那要如何使用？所以就需要提供接口，于是按照MVC设计模式设计了一个MVC框架(一些用Spring解耦的组件），主要用于Web开发和网络接口，简单来说，Spring MVC是一个Web框架。

Spring Boot ：Spring Boot是对Spring的一个封装，为了简化Spring应用开发而出现的，使用Spring Boot能更加快速的搭建框架，降低成本，让开发者更加专注Spring应用开发，而无需过多关注XML的配置和一些底层实现。

关系

Spring的主要功能是管理对象，以及对象之间的依赖关系，AOP、数据库事务管理、数据访问、Wen框架等。

而Spring MVC是基于Spring开发的，与Spring框架集成，可以让我们更加简洁的进行Wen开发。

而Spring相当于一个脚手架，插拔式搭建项目，可以快速集成其他框架进来。

比如我们想要使用Spring Boot开发Web项目，那么只需要引入 Spring MVC即可，Wen开发的工作是Spring MVC完成的，而不是Spring Boot，想要完成数据访问，就只需要引入MyBatis框架。

用一句话总结：Spring MVC和Spring Boot都属于SprIng，Spring MVC是基于Spring的一个Web MVC框架，而Spring Boot是基于Spring的一套快速开发整合包。

Bean的命名

五大注解存储Bean

前两位字母均为大写，则Bean名称为类型

其他的为类名首字母小写

通过value属性设置，如@Controller（value="user"）。

@Bean注解存储Bean

bean名称为方法名

通过name属性设置

Spring中常见注解

web url映射：@RequestMapping

参数接收和接口响应：@RequestParam、@RequestBody、@ResponseBody

bean的存储：@Controller、@Service、@Repository、@Component、@Configuration、@Bean

bean的获取：@Autowired、@Qualifier、@Resource

以上就是有关IoC和DI的相关知识。

若有不足，欢迎指正~

【Spring】详解Spring IOC&DI

目录

前言

IoC和DI的使用

IoC详解

Bean存储

@Controller（控制器存储）

获取Bean

根据Bean类型获取Bean

根据Bean名称获取Bean

根据Bean的名称和Bean类型获取Bean

@Service(业务逻辑)

@Repository（仓库存储）

@Component（组件存储）

@Configuration（配置存储）

额外小话题

为什么要有这么多类注解?

方法注解

同一个类创建多个对象

扫描路径

DI详解

属性注入

构造方法注入

Setter方法注入

三种注入方式的优缺点

Autowired存在的问题

@Primary

@Qualifier

@Resource

@Autowired自动装配流程图

@Autowired和@Resouce的区别

总结

Spring、Spring Boot和Spring MVC的关系及差别

区别

关系

Bean的命名

五大注解存储Bean

@Bean注解存储Bean

Spring中常见注解