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Spring的IoC与DI

news 2025/9/28 6:08:36

目录

前言

一、应用分层

二、IoC

1. IoC 思想

2. Spring 项目的扫描路径

3. 五大类注解及方法注解

4. 获取对象

1. ApplicationContext 和 BeanFactory

2. Bean 的名称

3. 获取五大注解修饰的类的对象

4. 获取 @Bean 注解修饰的方法创建的对象

三、DI

1. 属性注入

2. 构造方法注入

3. Setter 方法注入

4. 三种注入方式的优缺点分析

5. @Autowired 存在的问题

6. @Autowaired 与 @Resource 的区别

前言

本文介绍了Spring框架中的核心概念与应用分层架构。首先阐述了应用分层思想，包括MVC模式和三层次架构，分析了二者的区别与联系。重点讲解了IoC（控制反转）思想及其实现方式，详细说明了Spring项目的扫描路径配置和五大类注解（@Controller、@Service等）的使用场景。文章还介绍了三种依赖注入方式（属性注入、构造方法注入和Setter注入）及其优缺点，并针对Autowired注解可能存在的问题给出了三种解决方案（@Primary、@Qualifier、@Resource）。最后对比了@Autowired和@Resource注解的区别，为Spring开发提供了全面的技术指导。

一、应用分层

应用分层是一种软件设计开发思想，将应用分成多个层次，每个层次各自负责各自的职责，多个层次协同提供完整的功能；

Spring MVC 设计模式就是应用分层的一种体现；

Spring MVC 中把整体系统分成了 Model，View，Controller 三个层次，实现了 Model，View，Controller 三部分逻辑的解耦；

当前更主流的开发方式是前后端分离，因此基于 MVC 思想，设计模式又进行了改进，把整体架构分为表现层，业务逻辑层，和数据层，也称为三层架构；

  • 表现层负责接受指令和返回结果；
  • 业务逻辑层，负责根据用户的请求计算响应；
  • 数据层负责存储用户数据或者给用户返回数据；

MVC 和三层架构的区别和联系：

MVC 是一种思想，以 Model，View，Controller 这种结构模式解决实际问题；Spring MVC 则是基于这种思想的一种软件架构；

三层架构是基于 MVC 思想做出改进的一种实现；

二者都是软件架构，目的都是实现代码的高内聚，低耦合；

三层架构区别于 MVC，分为了表现层，业务逻辑层和数据层；

二、IoC

1. IoC 思想

IoC 表示控制反转（Inverse of Control），即把 new 对象的控制权交给 Spring 进行管理，需要使用某个对象时，再从 IoC 容器中拿；

如果对象发生更改，直接更改相应对象的类即可，不需要更改其它类；

相比于在类中主动 new 对象，发生变动时，需要更改整个调用链的方式，实现了代码的解耦合，这是 Spring 的核心思想；

2. Spring 项目的扫描路径

Spring 项目通常是比较庞大的，除了开发者自己写的代码，还包括很多的依赖；

自己开发的目录，需要 Spring 进行扫描，将对象的控制权交给 Spring 管理，引入的依赖中，大部分是不需要 Spring 扫描的；少数需要扫描的，可以使用 @ComponentScan 注解配置；

@ComponentScan 注解用于配置当前要扫描的目录，可以配置多个；如果不配置，默认扫描目录就是当前目录；

@SpringBootApplication 注解表示当前修饰的类为 SpringBoot 项目启动类；

@SpringBootApplication 是一个复合注解，包含了 @ComponentScan，路径参数为空，表示扫描当前类的目录；

因此 @SpringBootAllication 修饰的类，即启动类所在的目录，就是 Spring 需要扫描的目录；

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
@SpringBootConfiguration
@EnableAutoConfiguration
@ComponentScan(excludeFilters = { @Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = TypeExcludeFilter.class),@Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = AutoConfigurationExcludeFilter.class) })
public @interface SpringBootApplication {/*** Exclude specific auto-configuration classes such that they will never be applied.* @return the classes to exclude*/@AliasFor(annotation = EnableAutoConfiguration.class)Class<?>[] exclude() default {};// ...
}

注意：需要交给 Spring 管理的对象，相应的类都应该和启动类在同一个目录；

3. 五大类注解及方法注解

项目中要把对象交给 Spring 进行管理，是通过加注解的方式实现的；

其中五大类注解有：@Controller，@Service，@Repository，@Component，@Configration；

方法注解有：@Bean

需要把对象交给 Spring 管理，就可以在类上加上五大注解其中之一，也可以在方法上加 @Bean 注解；

@Controller：用于加在表现层的类上；

@Service：用于加在业务逻辑层的类上；

@Repository：用于加在数据层的类上；

@Component：用于加在组件相关的类上；

@Configration：用韵加在配置相关的类上；

@Bean：

  • 当有某些类不在扫描的路径上（例如，外部包的类），无法添加类注解，可以通过方法将对象创建好并返回；
  • 当某个类需要多个对象，也需要使用 @Bean 注解；

五大注解之间的关系和区别：

@Controller，@Service，@Repository，@Configration 都是复合注解，包含了 @Conponent；

从功能实现的角度，@Service，@Repository，@Component ，@Configration 是一致的，可以混用；只有 @Controller 是特殊的，不能混用；

从规范上，为了方便代码管理和阅读，是不能混用的，应尽量区分好；

注解源码：

@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Component
public @interface Controller {@AliasFor(annotation = Component.class)String value() default "";
}@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Component
public @interface Service {@AliasFor(annotation = Component.class)String value() default "";
}@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Component
public @interface Repository {@AliasFor(annotation = Component.class)String value() default "";
}@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Component
public @interface Configuration {@AliasFor(annotation = Component.class)String value() default "";boolean proxyBeanMethods() default true;boolean enforceUniqueMethods() default true;
}@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Indexed
public @interface Component {String value() default "";
}

4. 获取对象

对象被 Spring 管理，需要具备两个条件：

  • 1. 被 Spring 扫描到；
  • 2. 配置五大注解和 @Bean 使用；

获取对象，以类型匹配为主：

  • 按照类型和名称进行匹配，类型正确，名称正确，能获取到对象；
  • 类型能匹配，名称不能匹配，如果该类型的对象只有一个，则返回该对象；
  • 如果名称能匹配，类型不能匹配，抛出异常；

1. ApplicationContext 和 BeanFactory

获取对象可以通过 IoC 容器的上下文；

上下文指的是 Spring 的运行所需要的所有内容，可以理解为 Spring 环境；

可以通过 ApplicationContext 对象的 getBean()  方法获取；

ApplicationContext 是一个接口，继承了多个接口，包括 ListableBeanFactory，ListableBeanFactory 继承了 BeanFactory，getBean() 方法就是 BeanFactory 的方法；

ApplicationContext 和 BeanFactory 的关系及区别：

关系上，ApplicationContext 继承了 BeanFactory，是父子关系，BeanFactory 的功能，ApplicationContext 都有；除此之外，ApplicationContext 还具备环境，资源管理等功能；

性能上，BeanFactory 是懒加载，ApplicationContext 是提前加载；

2. Bean 的名称

getBean() 方法：

getBean() 可以通过类型 .class，也可以通过名称，还可以通过类型和名称获取；

通过类型获取，需要将要获取对象的类型 .class 传入；

通过名称获取：

  • 通常情况 Bean 的名称是类的首字母小写的小驼峰形式；
  • 如果类的前两个字母都是大写，则 Bean 的名称就是类名；
  • 如果是使用方法返回对象，Bean 的名称就是方法名；

注意：getBean() 方法通过三种方式拿到的 Bean 是同一个对象，因此可以知道 IoC 容器管理 Bean 采用的设计模式是单例模式；

3. 获取五大注解修饰的类的对象

@Controller
public class UserController {public void sayHi(){System.out.println("hi, user controller...");}
}@Controller
public class UController {public void sayHi(){System.out.println("hi, UController...");}
}@Service
public class UserService {public void doService(){System.out.println("do service...");}
}@Repository
public class UserRepository {public void doRepository(){System.out.println("do repository...");}
}@Configuration
public class UserConfig {public void doConfig(){System.out.println("do config...");}
}@Component
public class UserComponent {public void doComponent(){System.out.println("do component...");}
}
@SpringBootApplication
public class SpringIocApplication {public static void main(String[] args) {ApplicationContext context = SpringApplication.run(SpringIocApplication.class, args);// 从 IoC 容器中拿到对象// 1. 根据类型拿到对象UserController bean1 = context.getBean(UserController.class);bean1.sayHi();// 2. 根据名称拿到对象UserController bean2 = (UserController) context.getBean("userController");bean2.sayHi();// 3. 根据类型和名称拿到对象UserController bean3 = context.getBean("userController", UserController.class);bean3.sayHi();// 前两个字母大写的类，从 IoC 容器中拿对象// 1. 根据类型拿到对象UController bean4 = context.getBean(UController.class);bean4.sayHi();// 2. 根据名称拿到对象UController bean5 = (UController) context.getBean("UController");bean5.sayHi();// 3. 根据类型和名称拿到对象UController bean6 = context.getBean("UController", UController.class);bean6.sayHi();// UserServiceUserService serviceBean1 = context.getBean(UserService.class);serviceBean1.doService();UserService serviceBean2 = (UserService) context.getBean("userService");serviceBean2.doService();UserService serviceBean3 = context.getBean(UserService.class, "userService");serviceBean3.doService();// UserRepositoryUserRepository repoBean1 = context.getBean(UserRepository.class);repoBean1.doRepository();UserRepository repoBean2 = (UserRepository) context.getBean("userRepository");repoBean2.doRepository();UserRepository repoBean3 = context.getBean(UserRepository.class, "userRepository");repoBean3.doRepository();// UserConfigUserConfig configBean1 = context.getBean(UserConfig.class);configBean1.doConfig();UserConfig configBean2 = (UserConfig) context.getBean("userConfig");configBean2.doConfig();UserConfig configBean3 = context.getBean(UserConfig.class, "userConfig");configBean3.doConfig();// UserComponentUserComponent componentBean1 = context.getBean(UserComponent.class);componentBean1.doComponent();UserComponent componentBean2 = (UserComponent) context.getBean("userComponent");componentBean2.doComponent();UserComponent componentBean3 = context.getBean(UserComponent.class, "userComponent");componentBean3.doComponent();}}

运行结果：

4. 获取 @Bean 注解修饰的方法创建的对象

@Bean 注解一定需要配合类注解才能将对象交给 IoC 容器管理；

@Data
public class UserInfo {private Integer id;private String userName;public void getUserInfo(){System.out.println("get user info...");}
}@Service
public class UService {@Beanpublic UserInfo getUserInfo(){return new UserInfo();}
}
@SpringBootApplication
public class SpringIocApplication {public static void main(String[] args) {ApplicationContext context = SpringApplication.run(SpringIocApplication.class, args);// 方法返回的 BeanUserInfo methodBean1 = context.getBean(UserInfo.class);methodBean1.getUserInfo();UserInfo methodBean2 = (UserInfo) context.getBean("getUserInfo");methodBean2.getUserInfo();UserInfo methodBean3 = context.getBean(UserInfo.class, "getUserInfo");methodBean3.getUserInfo();
}

注意：

获取方法返回的对象的时候，一定要注意提供方法的类需要使用五大注解之一修饰；

提供的方法，需要使用 @Bean 注解修饰；

三、DI

DI 是依赖注入（Dependency Injection），容器在运行期间，动态为应用程序提供运行时依赖的资源；

关于依赖注入，Spring 提供了三种方式：

  1. 属性注入；
  2. 构造方法注入；
  3. Setter 方法注入；

1. 属性注入

属性注入，是通过 @Autowired 注解实现的；

@Service
public class UserService {public void doService(){System.out.println("do service...");}
}@Controller
public class UserController {@Autowiredprivate UserService userService;public void sayHi(){userService.doService();System.out.println("hi, user controller...");}
}@SpringBootApplication
public class SpringIocApplication {public static void main(String[] args) {ApplicationContext context = SpringApplication.run(SpringIocApplication.class, args);// DIUserController bean = context.getBean(UserController.class);bean.sayHi();}

运行结果：

去掉 @Autowired 注解：

2. 构造方法注入

@Controller
public class UserController {private UserService userService;public UserController() {}@Autowiredpublic UserController(UserService userService) {this.userService = userService;}public void sayHi(){userService.doService();System.out.println("hi, user controller...");}
}

运行结果：

注意：使用构造方法注入，推荐增加无参的构造方法，并在注入的构造方法上面增加 @Autowired 注解，明确指定使用哪个构造方法；

3. Setter 方法注入

@Controller
public class UserController {private UserService userService;@Autowiredpublic void setUserService(UserService userService) {this.userService = userService;}public void sayHi(){userService.doService();System.out.println("hi, user controller...");}
}

运行结果：

4. 三种注入方式的优缺点分析

属性注入：

优点：

  • 简洁，使用方便；

缺点：

  • 只能用于 IoC 容器，非 IoC 容器会出现空指针异常；
  • 不能注入 final 修饰的属性；

构造方法注入：

优点：

  • 可以注入 final 修饰的属性；
  • 注入的对象不会被修改；
  • 依赖的对象在使用前会被完全初始化，因为依赖是在类的构造方法中执行的，而构造方法在类加载阶段就会执行；
  • 通用性好，构造方法是 JDK 支持的，更换框架也适用；

缺点：

  • 注入多个对象，代码会比较繁琐；

Setter 方法注入：

优点：

  • 方便在实例化之后，重新对该对象进行配置或注入；

缺点：

  • 不能注入 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，有被改的风险；

5. @Autowired 存在的问题

当同一个类型存在多个 Bean 时，使用 @Autowired 可能存在问题；

这里主要涉及通过方法创建对象的方式；

@Data
public class UserInfo {private Integer id;private String userName;public UserInfo() {}public UserInfo(Integer id, String userName) {this.id = id;this.userName = userName;}public void getUserInfo(){System.out.println("get user info...");}
}@Service
public class UService {@Beanpublic UserInfo getUserInfo1(){return new UserInfo(1, "zhangsan");}@Beanpublic UserInfo getUserInfo2(){return new UserInfo(2, "lisi");}
}@Controller
public class UController {@Autowiredprivate UserInfo userInfo;public void sayHi(){userInfo.getUserInfo();System.out.println("hi, UController...");}
}@SpringBootApplication
public class SpringIocApplication {public static void main(String[] args) {ApplicationContext context = SpringApplication.run(SpringIocApplication.class, args);UController userInfoBean = context.getBean(UController.class);userInfoBean.sayHi();
}

运行结果：

由于 UserInfo 有两个 Bean，所以在获取/注入 Bean 的时候出现了错误；

解决办法：

Spring 提供了几种解决方案：

  • @Primary：当多个相同类型的 Bean 注入时，用于指定默认的 Bean；
  • @Qualifier：指定要注入的 Bean 对象，必须和 @Autowaired 配合使用；
  • @Resource：按照 Bean 的名称进行注入，通过 name 属性指定要注入的 Bean 的名称；

@Primary：

@Service
public class UService {@Primary@Beanpublic UserInfo getUserInfo1(){return new UserInfo(1, "zhangsan");}@Beanpublic UserInfo getUserInfo2(){return new UserInfo(2, "lisi");}
}

@Qualifier：

@Controller
public class UController {@Autowired@Qualifier("getUserInfo2")private UserInfo userInfo;public void sayHi(){userInfo.getUserInfo();System.out.println("hi, UController...");}
}

@Resource：

@Controller
public class UController {@Resource(name = "getUserInfo1")private UserInfo userInfo;public void sayHi(){userInfo.getUserInfo();System.out.println("hi, UController...");}
}

6. @Autowaired 与 @Resource 的区别

@Autowired 是 Spring 框架提供的注解，@Resource 是 JDK 提供的注解；

@Autowired 是默认按照类型注入，@Resource 是按照指定的名称注入，相比 @Autowired，支持更多的参数设置；

http://www.dtcms.com/a/414561.html

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