【JavaEE】(14) Spring IoC 和 DI

一、什么是 Spring IoC

1、概念

Spring 是包含众多工具方法的 IoC 容器。

包含众多工具方法：比如 Sring 核心包里 util 文件下的 StringUtil 类里的静态方法，等。
容器：存、取东西的器皿。在这个场景下，存、取 的东西是对象（bean）。
IoC：Inversion of Control（控制反转），一种思想。

Spring IoC 就是指：对象的生命周期的控制权，由对象的调用者掌握，反转为由 Spring 掌握。

2、传统程序开发

例如，设计汽车类：

但这种依赖，会导致：当汽车有更个性化的需求，比如加上颜色时，需要修改每个部件的参数列表：高耦合，一个模块的修改会导致其它模块一起修改。

3、IoC 程序开发

将车身、底盘、轮胎的创建外包出去，即：将每个对象的创建、销毁交给 Main 控制，不再由调用者控制：

java 复制代码

package com.edu.springiocdemo.v2;

public class Car {
    private Framework framework;

    // size: 轮胎大小
    public Car(Framework framework) {
        this.framework = framework;
        System.out.println("汽车已创建...");
    }

    public void run() {
        System.out.println("汽车正在运行...");
    }
}


package com.edu.springiocdemo.v2;

public class Framework {
    private Bottom bottom;

    public Framework(Bottom bottom) {
        this.bottom = bottom;
        System.out.println("车身已创建");
    }
}


package com.edu.springiocdemo.v2;

public class Bottom {
    private Tire tire;

    public Bottom(Tire tire) {
        this.tire = tire;
        System.out.println("底盘已创建...");
    }
}


package com.edu.springiocdemo.v2;

public class Tire {
    private int size;

    public Tire(int size) {
        this.size = size;
        System.out.println("轮胎尺寸：" + size);
    }
}

增加颜色需求，只需要修改 Tire、Main 即可：

IoC 思想：将依赖类的控制权外包给别人，使用者只管使用，无需关心依赖类的实现细节。

优点：

IoC 容器集中管理对象，方便后续存放、使用。（Spring 中，通过注解就能简单实现）
使用者无需了解创建对象的实现细节，降低了耦合度。

Spring IoC 就是 Spring 实现的 IoC。

二、什么是 Spring DI

1、概念

DI (Dependency Injection) 就是依赖注入，通俗讲，就是依赖赋值（把对象从容其中取出来使用）。而 Spring DI 就是 Spring 实现的 DI。

2、Spring IoC & DI 的使用例子

回到图书管理系统：对于 BookDao、BookService，每一次创建的对象的功能实际上是一样的，那我们只需要创建一个对象放到容器（@Component）；使用时，从容其中取出对象（@AutoWired）。

三、IoC 详解

1、Bean 的存储

类注解：@Controller（控制层）、@Service（业务逻辑层）、@Repository（数据访问层）、@Component（组件）、@Configuration（配置层）。
方法注解：@Bean。

2、类注解(五大类注解)

五大类注解 ，在业务逻辑上的含义不同 ，分别管理不同层次的类，主要是为了分门别类提高可读性。但功能上 @Component 可以替代 @Service、@Repository、@Configuration （其余四个类注解，都是在 @Component 基础上延伸的），除了不能替代 @Controller（功能比 @Component 多一点，还负责接收用户传递的数据，所以我们必须在路由映射的类上加 @Component，表示这个接口类由 Spring 管理了。因此我们调用接口时也没有 new 对象）。

（1）Bean 的命名

默认情况：类名的小驼峰写法。
特殊情况（类名前两个字母是大写）：保持类名不变，如 UController。

（2）按 Bean 类型获取 Bean

Spring Boot 项目的入口方法中，调用了一个 run 方法，它的返回类型与 "应用上下文" 有关：

应用上下文中包含了 Spring 管理的 Bean，我们通过它获得 Bean：

按 Bean 的类名获取：

如果没有加 @Controller，报错找不到 xxx 类型的 bean：

（3）按 Bean 名称获取 Bean

因为没有提供 Bean 类型，所以返回的 Bean 是 Object，需要强转：

如果 Bean 写错，会报错，找不到命名为 xxx 的 Bean：

（3）两者都有

先按类名找，找不到再按命名找。

可以看到，通过三种方法获取的 Bean，都指向同一个地址，因此，Spring 中的 IoC 容器应用了单例模式（对于某个类，只加了类注解）：

只按类型获取 Bean 具有缺陷：**当一个类型有多个 Bean 时，无法获取。**在方法注解中详解。

3、方法注解(@Bean)

适用场景：

无法修改第三方类，加不了类注解。
需要为同一个类型创建多个 Bean。

命名规则：方法名。

使用 @Bean 创建两个 Bean：

如果依然使用按类型获取 Bean，则会因为同一类型的 Bean 有多个，而不知道返回哪个 Bean，产生报错：

某个类存在多个 Bean 时，需按命名获取：

4、修改 Bean 的默认命名

类注解：只能重命名一个命名。

方法注解：一个 Bean 可以有多个命名。

5、扫描路径(@ComponentScan)

由于整个项目中的代码很多（包括第三方库），所以如果启动类通过扫描所有路径下的文件，来知道哪些地方使用了类注解、哪些地方使用了方法注解，就会非常慢。因此，Spring 只会扫描跟启动类同路径下的代码。

也可以修改扫描路径，修改后可以扫描到 controller 包下的 UserController.java：

四、DI 详解

IoC 的注解用来标识把哪些 Bean 交给 Spring 管理。DI 的注解就用来取出 Bean 使用。

1、属性注入

在属性上加 @AutoWired：

java 复制代码

package com.edu.springiocdemo.service;

import org.springframework.stereotype.Service;

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



package com.edu.springiocdemo.component;

import org.springframework.stereotype.Component;

@Component
public class UserComponenet {
    public void hello() {
        System.out.println("Hello from UserComponent");
    }
}

运行：

2、构造方法注入

将要注入的 Bean 作为形参，并在构造方法上加 @AutoWired。

当只有一个 构造方法时，@AutoWired 可省略，类创建对象时执行该唯一构造方法。
当有多个构造方法，且有无参构造方法时，@AutoWired 可省略 ，优先执行无参构造方法。
当有多个构造方法，且没有无参构造方法 时，需通过 @AutoWired 指定优先执行哪个构造方法。

情况1：

情况2：如果不让无参构造优先，可在另一个有参构造方法上加 @AutoWired。

优先执行无参，bean 未被注入：

情况3：

修改：

3、Setter 注入

跟属性注入类似，set 方法上加 @AutoWierd：

4、三种注入的优缺点

（1）属性注入

优点：

使用简单，程序员最爱。

缺点：

不能注入被 final 修饰的属性。
只能用于 IoC 容器。

（2）构造方法注入（Spring 4.X 推荐，目前推荐）

优点：

可以注入被 final 修饰的属性。
注入对象不被修改（final 修饰）。
注入对象保证被完全初始化，因为构造函数是在类加载阶段就被执行的方法。
通用性好，由 JDK 提供，因此所有框架都能使用。

缺点：

注入多个对象时，构造函数代码比较复杂。

（3）Setter 注入（Spring 3.X 推荐，以前推荐）

优点：

方便在类实例后，重新对 bean 进行修改（再 set）。

缺点：

因为能反复调用 set，又有被修改的风险。

5、@AutoWired 存在的问题

（1）存在的问题

@AutoWired 默认按类注入（如果属性名是 bean 的命名，按照命名注入。如果 @Qualifier 指定 bean 命名，优先按照指定的命名注入）。

@AutoWired 默认按类注入，不知道注入哪个 bean。

UserComponent.java：

报错说可以使用这俩：

（2）解决办法1(@Qualifier)

如果属性名是 bean 的命名，按照命名注入：

如果 @Qualifier 指定 bean 命名，优先按照指定的命名注入：

（2）解决办法2(@Primary)

在优先的方法注解上加：

（3）解决办法3(@Resource，JDK 提供)

用 @Resource 指定命名：

（4）@AutoWired 和 @ReSource 的区别

@AutoWired 是由 Spring 框架 提供的注解，@Resource 是由 JDK 提供的注解（可适用于任何框架）。
@AutoWired 默认按类注入，@ReSource 默认按命名注入。

五、练习

将图书管理系统中的 Service 层、Dao 层的注解改成 @Servece、@Repository：

六、Spring、Spring Boot、Spring MVC 的区别和联系

它们都是开发应用框架。

（1）Spring：主要功能：管理对象、对象之间的依赖（IoC&DI）；⾯向切⾯编程（AOP）；数据库事务管理；web 框架支持（Spring MVC）等。突出优点：高度开放性，可自由选择 Spring 的部分或全部功能，也可接入第三方框架，如 MyBatis。

（2）Spring MVC：是一个 web 框架，是 Spring 的一个子框架。主要功能：开发 web 应用和网络接口（服务器与用户交互的部分，如 @RequestMapping）。

（3）Spring Boot：对 Spring 的一个封装，让开发更快速，让开发者专注于开发，而无需过多关注 XML 的依赖配置（以前都是通过 xml 自己写依赖关系，现在用注解就行。并且以前程序员必备技能就是排包，解决包的版本冲突，现在 Spring Boot 帮我们整理好了，从中央仓库找到坐标复制到 POM 文件就行）和底层实现。