Spring 方法注入机制深度解析：Lookup与Replace Method原理与应用

引言：依赖注入的本质思考

依赖注入的核心机制本质上只有两种基本形式：构造器注入和Setter方法注入。Spring框架中的@Autowired自动注入实际上是这两种方式的智能扩展：

no：无自动注入，需要手动指定
byName 、byType：基于Setter注入的变体
constructor：构造器注入的直接应用

那么，为什么通常没有提到Getter注入呢？实际上，Getter注入在特定场景下是存在的，只不过它以不同的形式呈现。

Getter注入：被忽视的依赖管理方式

Getter注入是指通过Getter方法进行硬编码的"依赖注入"。这里使用引号是因为它本质上是硬编码的，并非传统意义上的依赖注入。其核心思想是通过子类化并重写Getter方法，或者利用反射机制（常见于Mock测试库）来动态替换Getter的实现逻辑。

示例代码分析：

java

复制代码

public class ClassUnderTest{ 
    public void saySomething(){
          System.out.println(getString());
    }
    protected String getString(){
         return "Hello World";
    }
}

public class GetFrench extends ClassUnderTest{
    @Override 
    protected String getString(){
        return "Bonjour le monde";
    }
}

关键洞察：

依赖项性质判断：需要明确依赖项是普通对象还是工厂对象
工厂模式的自然体现：子类重写本质上就是"工厂方法"模式，返回不同的对象实例
IoC容器的角色：在Spring框架中，这种子类化工作由Spring CGLIB代理完成

Spring方法注入机制详解

核心概念辨析

lookup-method 与replaced-method虽然都涉及方法级别的干预，但解决的问题域完全不同：

lookup-method：专注于解决无状态Bean依赖有状态Bean的问题，是方法级别的对象获取机制
replaced-method：实现方法实现的动态替换，属于行为修改范畴

1. Lookup Method（查找方法注入）

设计目的：

允许单例作用域的Bean在每次调用特定方法时都能获取到新的原型作用域Bean实例，解决单例Bean中无法正确注入原型Bean的经典问题。

实现原理：

通过XML配置或@Lookup注解声明查找方法
Spring运行时动态生成CGLIB子类
子类重写目标方法，每次调用时向容器请求新的Bean实例

配置示例：

xml

复制代码

<!-- 原型作用域的Bean -->
<bean id="myCommand" class="fiona.apple.AsyncCommand" scope="prototype">
    <!-- 依赖注入配置 -->
</bean>

<!-- 单例Bean使用lookup-method -->
<bean id="commandManager" class="fiona.apple.CommandManager">
    <lookup-method name="createCommand" bean="myCommand"/>
</bean>

注解方式：

java

复制代码

public abstract class CommandManager {
    public Object process(Object commandState) {
        Command command = createCommand();
        command.setState(commandState);
        return command.execute();
    }

    @Lookup("myCommand")
    protected abstract Command createCommand();
}

2. Replaced Method（方法实现替换）

设计目的：

完全替换现有Bean中具体方法的实现逻辑，在不修改源代码的情况下实现方法行为的动态变更。

实现机制：

实现MethodReplacer接口定义新的方法逻辑
通过XML配置关联目标方法和替换器
Spring创建CGLIB代理拦截方法调用

完整示例：

java

复制代码

// 原始Bean类
public class MyValueCalculator {
    public String computeValue(String input) {
        // 原始业务逻辑
        return "Original: " + input;
    }
}

// 方法替换器实现
public class ReplacementComputeValue implements MethodReplacer {
    public Object reimplement(Object target, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        String input = (String) args[0];
        // 新的业务逻辑
        return "Replaced: " + input.toUpperCase();
    }
}

xml

复制代码

<!-- XML配置 -->
<bean id="myValueCalculator" class="x.y.z.MyValueCalculator">
    <replaced-method name="computeValue" replacer="replacementComputeValue">
        <arg-type>String</arg-type>
    </replaced-method>
</bean>

<bean id="replacementComputeValue" class="a.b.c.ReplacementComputeValue"/>

应用场景对比分析

Lookup Method适用场景

单例依赖原型：单例服务需要每次使用新的DAO实例
命令模式实现：命令处理器需要创建新的命令对象
状态隔离：避免在单例中意外缓存或重用原型Bean

Replaced Method适用场景

行为热插拔：运行时动态切换算法或策略
第三方库增强：修复或增强无法修改源码的第三方类
测试模拟：集成测试中快速模拟复杂依赖
轻量级AOP：当标准AOP显得过于重量级时的替代方案

技术实现深度解析

核心实现流程

Bean定义合并阶段
- 检查@Lookup注解并构建MethodOverrides
- 处理XML中配置的replaced-method声明

Bean实例化阶段

java

复制代码

// 简化版的实例化流程
createBeanInstance
→ checkLookupMethods()        // 检查Lookup注解
→ determineConstructors()     // 确定构造器
→ instantiateWithMethodInjection()  // 使用方法注入实例化
→ CglibSubclassCreator.instantiate() // CGLIB子类化

CGLIB代理生成
- 创建目标Bean的增强子类
- 设置方法拦截器回调
- 实现方法级别的行为重写

拦截器机制

Lookup方法拦截器：

java

复制代码

private static class LookupOverrideMethodInterceptor implements MethodInterceptor {
    public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy mp) throws Throwable {
        LookupOverride lo = getLookupOverride(method);
        // 关键：每次调用都从容器获取新实例
        return this.owner.getBean(lo.getBeanName());
    }
}

Replace方法拦截器：

java

复制代码

private static class ReplaceOverrideMethodInterceptor implements MethodInterceptor {
    public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy mp) throws Throwable {
        ReplaceOverride ro = getReplaceOverride(method);
        MethodReplacer mr = this.owner.getBean(ro.getMethodReplacerBeanName(), MethodReplacer.class);
        // 关键：使用替换器的实现逻辑
        return mr.reimplement(obj, method, args);
    }
}

现代Spring开发的最佳实践

选择建议

优先使用Lookup Method当：

单例Bean需要每次获取新的原型实例
核心需求是对象获取而非行为修改

考虑Replaced Method当：

需要完全替换现有方法实现
无法修改原始源代码
AOP方案过于复杂

现代替代方案

@Lookup注解：比XML配置更现代简洁
策略模式：通过依赖注入不同的实现来替换行为
Spring AOP ：使用@Around通知实现更灵活的方法拦截

重要限制说明

工厂方法不适用 ：两种机制都不适用于@Bean配置的工厂方法
CGLIB要求：目标类不能是final，必须有默认构造器
性能考量：动态代理会带来轻微的性能开销

总结

Spring的方法注入机制提供了强大的扩展能力，lookup-method解决了单例获取原型实例的核心难题，而replaced-method实现了方法行为的动态替换。理解两者的本质区别和适用场景，能够帮助开发者在合适的场景选择合适的技术方案。

在现代Spring开发中，虽然这些机制的使用频率有所下降，但它们背后的设计思想仍然具有重要的学习价值，特别是在理解Spring IoC容器的工作原理和扩展机制方面。