长文干货! 一文搞懂IoC的依赖注入

作者: Baoxing_ | 来源:发表于2021-01-22 10:29 被阅读0次

有梦想，有情怀，有温度，干货满满；关注一下我吧。

一、注解驱动IoC

xml驱动的IoC容器使用的是ClassPathXmlApplicationContext读取xml内bean信息

注解驱动的IoC容器使用的是AnnotationConfigApplicationContext读取Java类中的bean信息

1. AnnotationConfigApplicationContext 的注册使用

相比于xml文件作为驱动, 注解驱动需要指明配置类 一个配置类可以理解为"相当于"一个xml 配置类只需要在类上标注注解 @Configuration

@Configuration
public class DemoConfiguration {
}

在xml中声明bean的方式

<bean id="person" class="com.huodd.bean.Person"></bean>

在配置类中使用的是@Bean注解

@Bean
public Person person() {
    return new Person();
}

说明: 向IoC容器注册一个类型为Persion，id为Person的Bean

方法名表示的是bean的id 返回值表示的是注册的bean的类型

@Bean注解也可以显示的声明bean的id 如 @Bean("person1")

2. 注解IoC容器的初始化

public class AnnotationConfigApplication {
    public static void main(String[] args) {
        ApplicationContext ctx = new AnnotationConfigApplicationContext(DemoConfiguration.class);
        Person person = ctx.getBean(Person.class);
        System.out.println(person);
    }
}

运行后Person控制台打印结果

com.huodd.bean.Person@55536d9e

3. 组件的注册和扫描

上述初始化时我们在使用AnnotationConfigApplicationContext时传递了参数 Class<?>... componentClasses

翻看AnnotationConfigApplicationContext的构造方法可以发现还可以传递参数的参数类型还有 String... basePackages

这里就涉及到组件的注册和扫描

这里可以思考一个问题, 如果我们要注册的组件特别多, 那进行编写这些@Bean的时候代码工作量也会特别多,这时候该如何解决呢?

Spring 给我们提供了几个注解,可以帮助我们快速注册需要的组件, 这些注解被称为模式注解(stereotype annotations)

@Component

@Component可以说是所有组件注册的根源在类上标注 @Component 代表该类被注册到IoC容器中作为一个Bean

@Component
public class Person {
}

如果未指定 Bean 的名称默认规则是 "类名称首字母小写" 上面的bean名称默认会是 person

如果要自定义bean的名称可以在@Component声明value的值即可如

@Component("person1")
public class Person {
}

在xml中相当于

<bean id="person1" class="com.huodd.bean.Person"/>

@ComponentScan

这个时候如果我们直接运行启动类获取Person的bean对象,会报错NoSuchBeanDefinitionException 这是为什么呢?

因为我们只是声明了组件,而后直接启动了IoC容器,这样容器是感知不到有@Component存在的,

解决方案1:

我们需要在写配置类时再额外标注一个新的注解@ComponentScan

目的是告诉IoC容器我要扫描哪个包下面的带有@Component注解的类

@Configuration
@ComponentScan("com.huodd.bean")
public class DemoComponentScanConfiguration {
}

注: 如果不指定扫描路径, 则默认扫描本类所在包及所有子包下带有@Component的组件

启动类代码如下：

public class AnnotationConfigApplication {
    public static void main(String[] args) {
        ApplicationContext ctx = new AnnotationConfigApplicationContext(DemoComponentScanConfiguration.class);
        Person person = ctx.getBean(Person.class);
        System.out.println(person);
    }
}

解决方案2:

这里也可以不写@ComponentScan 而直接在AnnotationConfigApplicationContext方法参数内传入String类型的包扫描路径 代码如下

public class AnnotationConfigApplication {
    public static void main(String[] args) {
        ApplicationContext ctx = new AnnotationConfigApplicationContext("com.huodd.bean");
        Person person = ctx.getBean(Person.class);
        System.out.println(person);
    }
}

PS： 组件扫描并非是注解驱动IoC所特有的, 其实在xml驱动的IoC模式下同样可以启用组件扫描, 只需要在xml中声明一个标签即可

<context:component-scan base-package="com.huodd.bean"/>

这里需要注意下: 如需要扫描多个路径,需要写多个标签也就是 一个标签只能声明一个根包

组件注册的补充

SpringFramework 提供了在进行Web开发三层架构时的扩展注解: 分别为 @Controller、 @Service 、@Repository 小伙伴有没有很熟悉?

分别代表 表现层、业务层、持久层 这三个注解的作用与 @Component完全一样扒开源码我们可以看到底层在这三个注解类上又添加了 @Component

@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Component
public @interface Service {
}

这样我们在进行符合三层架构的开发时对于相应的如 ServiceImpl等就可以直接标注 @Service 等注解了

@Configuration

@Configuration 底层也有标注@Component

@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Component
public @interface Configuration { ... }

由此可以说明,配置类不是向我们所想的那样，只是单纯的做一个配置而已, 它也会被视为 bean，也被注册到IoC容器里面

4. 注解驱动与xml驱动互相引用

4.1 xml引用注解

需开启注解配置再注册相应配置类

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
        https://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd 
        http://www.springframework.org/schema/context 
        https://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd">

    <!-- 开启注解配置 -->
    <context:annotation-config />
    <!-- 注册配置类 -->
    <bean class="com.huodd.config.AnnotationConfigConfiguration"/>
</beans>

4.2 注解引用XMl

需在配置类上标注 @ImportResource 并声明配置文件的路径

@Configuration
@ImportResource("classpath:annotation/demo-beans.xml")
public class ImportXmlAnnotationConfiguration { 
}

二、IoC的依赖注入

1.Setter属性注入

创建对象将属性值set进去之后返回对象

@Bean
public Person person() {
    Person person = new Person();
    person.setId(1);
    person.setName("PoXing");
    person.setAge(18);
    return person;
}

xml中的setter注入

<bean id="person" class="com.huodd.bean.Person">
    <property name="id" value="1"/>
    <property name="name" value="PoXing"/>
    <property name="age" value="18"/>
</bean>

2. 构造器注入

使用构造器注入,需要在bean本身添加有参构造方法, 如在Person中添加有参构造方法如下

public Person(Integer id, String name, Integer age) {
        this.id = id;
        this.name = name;
        this.age = age;
}

注解驱动中,我们创建bean的时候注入属性时就需要同时指定参数值

@Bean
public Person person() {
    return new Person(1, "PoXing", 18);
}

xml驱动中如下

<bean id="person" class="com.huodd.bean.Person">
    <!-- 
        index： 表示构造器的参数索引
        value： 表示对应的参数值
    -->
    <constructor-arg index="0" value="1"/>
    <constructor-arg index="1" value="PoXing"/>
    <constructor-arg index="2" value="18"/>
</bean>

3. 注解式属性注入

这里先说明一下,为何会有注解式属性值注入. 细心的小伙伴可能会发现上面我们谈到的 Setter属性注入、构造器注入 好像在只能是在使用 @Bean注解的时候时候使用, 但是如果是通过标注 @Component注解的组件呢(像前面我们的Person类中标注了@Component注解),怎么给它设定属性值, 该节主要就是说一下这部分

@Component 下的属性注入

这里我们使用Dog类做为演示（这里我悄悄的添加了@Component注解自己尝试的小伙伴要注意哦否则会报错的）

@Component
public class Dog {
    private Integer id;
    private String name;
    private Integer age;

   ... 省略 Getter、Setter
   ... 省略 toString

}

这里要实现注解式属性注入,可以直接在要注入的字段上标注 @Value注解如

@Value("1")
private Integer id;

@Value("wangcai")
private String name;

@Value("3")
private Integer age;

启动类代码如下

public class DiApplication {
    public static void main(String[] args) {
        ApplicationContext ctx = new AnnotationConfigApplicationContext("com.huodd.bean");
        Dog dog = ctx.getBean(Dog.class);
        System.out.println(dog);
    }
}

控制台打印结果

Dog{id=1, name='wangcai', age=3}

外部配置文件(@PropertySource)

这里主要是解决上面的@Value中注入我们把属性值直接固定写死了,如果要修改还要去Java代码中去修改,很不符合开发规范，

SpringFramework为我们扩展了新的注解@PropertySource 主要用来导入外部配置文件

这里我们创建一个 dog.properties

dog.id=1
dog.name=wangcai
dog.age=3

引入配置文件

@PropertySource("classpath:di/dog.properties")
@ComponentScan("com.huodd.bean")
@Configuration
public class DemoComponentScanConfiguration {
}

Dog类中属性注入这里@Value需要配合占位符 来获取properties配置文件中的内容

@Value("${dog.id}")
private Integer id;

@Value("${dog.name}")
private String name;

@Value("${dog.age}")
private Integer age;

修改一下启动类

public class DiApplication {
    public static void main(String[] args) {
        ApplicationContext ctx = new AnnotationConfigApplicationContext(DemoComponentScanConfiguration.class);
        Dog dog = ctx.getBean(Dog.class);
        System.out.println(dog);
    }
}

控制台打印结果如下

Dog{id=1, name='wangcai', age=3}

此时配置文件的属性已经注入成功

4.自动注入

在xml模式中有ref属性可以将一个bean注入到另外一个bean中, 注解模式中也同样可以

@Autowired

给Dog的bean中注入 Person的Bean (即给dog指定它的主人)

方法1 → 在属性上标注

@Component
public class Dog {
    // ......
    @Autowired
    private Person person;
}

方法2 → 使用构造器注入方式

@Component
public class Dog {
    // ......
    private Person person;

    @Autowired
    public Dog(Person person) {
        this.person = person;
    }
}

方法3 → 使用setter方法注入

@Component
public class Dog {
    // ......
    private Person person;
    
    @Autowired
    public void setPerson(Person person) {
        this.person = person;
    }
}

JSR250规范下的@Resource

@Resource也是用来属性注入的注解

它与@Autowired的区别是:

@Autowired是按照类型注入
@Resource是按照属性名(也就是bean的名称)注入

@Resource 注解相当于标注 @Autowired 和 @Qualifier

@Qualifier这里简要说明下,为指定bean的名称而存在,如果存在多个相同的bean,而bean的名称不同,我们可以使用@Autowired 配置 @Qualifier注解

如: 下面表示该Dog类注入的主人Bean是名称为 xiaowang的, 而当前容器内可能存在多个主人bean对象比如 xiaoli、xiaoming ....

@Component
public class Dog {
    // ......
    @Autowired
    @Qualifier("xiaowang")
    private Person person;
}

下面如果使用@Resource 可以更方便些代码如下

@Component
public class Dog {
    // ......
    @Resource(name="xiaowang")
    private Person person;
}

JSR330规范下的@Inject

@Inject注解也是按照类型注入,与@Autowire的策略一样, 不过如要使用@Inject 需要额外的导入依赖

<!-- jsr330 -->
<dependency>
    <groupId>javax.inject</groupId>
    <artifactId>javax.inject</artifactId>
    <version>1</version>
</dependency>

后面的使用方法就与SpringFramework 原生的 @Autowire + @Qualifier 相同了

@Component
public class Dog {
    
    @Inject // 等同于@Autowired
    @Named("xiaowang") // 等同于@Qualifier
    private Person person;

它与@Autowired的区别是:

@Autowired所在的包为 org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired 即为 SpringFramework 提供的
@Inject所在的包为 javax.inject.Inject 属于JSR的规范也就是说如果不使用SpringFramework时可以使用该注解

5. 复杂类型注入

Array注入

<property name="names">
    <array>
        <value>PoXing</value>
        <value>LaoWang</value>
    </array>
</property>

List注入

<property name="tels">
    <list>
        <value>13000000000</value>
        <value>13000000001</value>
    </list>
</property>

Set注入-

<!-- 已经提前声明好的Dog -->
<bean id="wangcai" class="com.huodd.bean.ext.Dog"/>
---

<property name="dogs">
    <set>
        <bean class="com.huodd.bean.Dog"/>
        <ref bean="wangcai"/>
    </set>
</property>

Map注入

<property name="homesMap">
    <map>
        <entry key="1" value="main">
            <ref bean="myHome1" />
        </entry>
        <entry key="2" value="other">
             <ref bean="myHome2" />
        </entry>
    </map>
</property>

Properties注入

<property name="props">
    <props>
        <prop key="sex">男</prop>
        <prop key="age">18</prop>
    </props>
</property>

面试题

1.@Autowired注入原理是什么?

先拿属性对应的类型,去IoC容器中找相应的Bean
如果没有找到直接抛出NoUniqueBeanDefinitionException异常
如果找到一个直接返回
如果找到多个相同类型的bean 再拿属性名去与这多个bean的id进行对比
如果有多个或者没有则会抛出NoUniqueBeanDefinitionException异常
如果只有一个直接返回

2.依赖注入的方式有哪些,都有什么区别

注入方式	被注入对象是否可改变	是否依赖IOC框架的API	使用场景
构造器注入	不可变	否	不可变的固定注入
参数注入	不可变	否	注解配置类中 `@Bean`方法注册 bean
属性注入(注解式属性注入)	不可变	是（只能通过标注注解来侵入式注入）	通常用于不可变的固定注入
setter注入	可变	否	可选属性的注入

3.自动注入的注解对比

注解	注入方式	是否支持@Primary	来源	Bean不存在时处理
@Autowired	根据类型注入	是	SpringFramework原生注解	可指定required=false来避免注入失败
@Resource	根据名称注入	是	JSR250规范	容器中不存在指定Bean会抛出异常
@Inject	根据类型注入	是	JSR330规范 ( 需要导jar包 )	容器中不存在指定Bean会抛出异常

@Qualifier ：如果被标注的成员/方法在根据类型注入时发现有多个相同类型的 Bean ，则会根据该注解声明的 name 寻找特定的 bean

@Primary ：如果有多个相同类型的 Bean 同时注册到 IOC 容器中，使用 “根据类型注入” 的注解时会注入标注 @Primary 注解的 bean 即默认策略

4.使用依赖注入有什么优缺点

依赖注入作为 IOC 的实现方式之一，目的就是解耦，我们不需要直接去 new 那些依赖的类对象就可以直接从容器中去取来使用, 如果组件存在多级依赖，依赖注入可以将这些依赖的关系简化。
依赖对象的可配置：通过 xml 或者注解声明，可以指定和调整组件注入的对象，借助 Java 的多态特性，可以不需要大批量的修改就完成依赖注入的对象替换

我是Baoxing，开始做一件事情最好的时机，要么是十年前，要么就是现在。感谢各位的点赞、收藏和评论