详解Spring的核心机制依赖注入

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详解Spring的核心机制依赖注入

对于一般的 Java 项目，他们都或多或少有一种依赖型的关系，也就是由一些互相协作的对象构成的。Spring把这种互相协作的关系称为依赖关系。如A组件调用B组件的方法，可称A组件依赖于B组件，依赖注入让Spring的Bean以配置文件组织在一起，而不是以硬编码的方式耦合在一起

一、理解依赖注入

依赖注入(Dependency Injection) = 控制反转(Inversion ofControl,IoC)：当某个Java实例(调用者)需另一个Java实例(被调用者)时，在依赖注入模式下，创建被调用者的工作不再由调用者来完成，因此称为控制反转；创建被调用者实例的工作通常由Spring容器来完成，然后注入调用者，因此也称为依赖注入

依赖注入：程序运行过程中，如需另一个对象协作(调用它的方法、访问他的属性)时，无须在代码中创建被调用者，而是依赖于外部容器的注入。Spring的依赖注入对调用者和被调用者几乎无任何要求，完全支持对POJO间依赖关系的管理

依赖注入

设值注入：IoC容器使用属性的setter方法来注入被依赖的实例

构造注入：IoC容器使用构造器来注入被依赖的实例

理解依赖注入：

一个人(Java实例，调用者)需要一把斧子(Java实例，被调用者)

在原始社会里，几乎没有社会分工；需要斧子的人(调用者)只能自己去磨一把斧子(被调用者)；对应情形为：Java程序里的调用者自己创建被调用者，通常采用new关键字调用构造器创建一个被调用者

进入工业社会，工厂出现了，斧子不再由普通人完成，而在工厂里被生产出来，此时需要斧子的人(调用者)找到工厂，购买斧子，无须关心斧子的制造过程；对应简单工厂设计模式，调用者只需定位工厂，无须管理被调用者的具体实现

进入“共产主义”社会，需要斧子的人甚至无须定位工厂，“坐等”社会提供即可；调用者无须关心被调用者的实现，无须理会工厂，等待Spring依赖注入

二、设值注入

Person接口： 
public interface Person { 
  // 定义使用斧子的方法 
  public void useAxe(); 
} 
Spring推荐面向接口编程，这样可更好地让规范和实现分离，从而提供更好的解耦；对于一个Java EE应用，不管是DAO组件还是业务逻辑组件，都应该先定义一个接口，该接口定义了该组件应实现的功能，但功能的实现则由其实现类提供

Axe接口： 
public interface Axe { 
  // Axe接口里有个砍的方法 
  public String chop(); 
}

实现Axe： 
public class StoneAxe implements Axe { 
  public String chop() { 
    return "石斧砍柴好慢S"; 
  } 
}

bean.xml：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> 
<!-- Spring配置文件的根元素，使用spring-beans-3.0.xsd语义约束 --> 
<beans xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" 
 xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans" 
 xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans 
 http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.0.xsd"> 
  
 <!-- 配置chinese实例 --> 
 <bean id="chinese" class="com.Chinese"> 
   <!-- 将stoneAxe注入给axe属性 --> 
   <property name="axe" ref="stoneAxe" /> 
 </bean> 
  
 <!-- 配置stoneAxe实例 --> 
 <bean id="stoneAxe" class="com.StoneAxe" /> 
  
</beans>

测试类：

public class BeanTest { 
  public static void main(String[] args) { 
   // 创建Spring容器 
   ApplicationContext ctx = new ClassPathXmlApplicationContext("bean.xml"); 
   // 获取chinese实例 
   Person p = ctx.getBean("chinese", Person.class); 
   // 调用useAxe()方法 
   p.useAxe(); 
  } 
}

Spring采用XML作为配置文件，从Spring2.0开始，Spring即可采用DTD来定义配置文件的语义约束，也可用XML Schema来定义(可利用Spring配置文件的扩展性，进一步简化Spring配置；还提供了一些新的标签；还允许程序员开发自定义的配置文件标签，让其他开发人员在Spring配置文件中使用这些标签：通常由第三方供应商完成)；

可在Spring的projects目录的org.springframwork.beans、org.springframework.context等目录的\src\main\resources路径下找到各种*.xsd文件(Spring配置文件的XML Schema语义约束文件)

在配置文件中，Spring配置Bean实例通常会指定：

id ：指定该Bean的唯一标识，程序通过id属性值来访问该Bean实例

class ：指定该Bean的实现类，此处不可再用接口，必须使用实现类Spring容器用XML解析器读取该属性，并利用反射来创建该实现类的实例

Spring会自动接管每个<bean.../>定义里的<property.../>元素定义，Spring会在调用无参构造器后、创建默认Bean实例后、调用对应的setter方法为程序注入属性值

每个Bean的id属性是该Bean的唯一标识，程序通过id属性访问Bean，Bean与Bean的依赖关系也通过id属性关联

Bean与Bean间的依赖关系由Spring管理，Spring采用setter方法为目标Bean注入所依赖的Bean，这种方式被称为设值注入

使用Spring IoC容器的3个基本要点：

应用程序的各组件面向接口编程

应用程序的各组件不再由程序主动产生，而是由Spring容器来负责产生、并初始化

Spring采用配置文件、或Annotation来管理Bean的实现类、依赖关系，Spring容器则根据配置文件、利用反射来创建实例，并为之注入依赖关系

三、构造注入

在构造实例时，已经为其完成了依赖关系的初始化。这种利用构造器来设置依赖关系的方式，被称为构造注入

public class Chinese implements Person { 
 private Axe axe; 
  
 // 默认的构造器 
 public Chinese() { 
 } 
  
 // 构造注入所需的带参数的构造器 
 public Chinese(Axe axe) { 
   this.axe = axe; 
 } 
  
 // 实现Person接口的useAxe方法 
 @Override 
 public void useAxe() { 
   // 调用axe的chop()方法 
   // 表明Person对象依赖于axe对象 
   System.out.println(axe.chop()); 
 } 
}

无须再提供设置axe属性的setter方法，仅仅提供了一个带Axe属性的构造器，Spring将通过该构造器为chinese注入所依赖的Bean实例

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> 
<!-- Spring配置文件的根元素，使用spring-beans-3.0.xsd语义约束 --> 
<beans xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" 
 xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans" 
 xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans 
 http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.0.xsd"> 
  
 <!-- 配置chinese实例 --> 
 <bean id="chinese" class="com.Chinese"> 
   <!-- 使用构造注入，为chinese实例注入stoneAxe实例 --> 
   <constructor-arg ref="stoneAxe" /> 
 </bean> 
  
 <!-- 配置stoneAxe实例 --> 
 <bean id="stoneAxe" class="com.StoneAxe" /> 
  
</beans>

<constructor-arg.../>元素指定了一个构造器参数，该参数类型是Axe，这指定Spring调用Chinese类里带一个Axe参数的构造器来创建chinese实例，因为使用了有参数的构造器创建实例，所以当Bean实例被创建完成后，该Bean的依赖关系已经设置完成

配置<constructor-arg.../>元素时可指定一个index属性，用于指定该构造参数值将作为第几个构造参数值；如index=“0”表明该构造参数值将作为第一个构造参数

执行效果与使用设置注入时的执行效果完全一样。区别在于：创建Person实例中Axe属性的时机不同-----设置注入是先通过无参数的构造器创建一个Bean实例，然后调用对应的setter方法注入依赖关系；而构造注入则直接调用有参数的构造器，当Bean实例创建完成后，已经完成了依赖关系的注入

四、两种注入方式的对比

相比之下，设值注入有如下优点：

与传统的JavaBean的写法更相似，程序开发人员更容易理解、接受、通过setter方法设定依赖关系显得更加直观、自然

对于复杂的依赖关系，若采用构造注入，会导致构造器过于臃肿，难以阅读；Spring在创建Bean实例时，需同时实例化其依赖的全部实例，因而导致性能下降

尤其是在某些属性可选的情况下，多参数的构造器更加笨重

相比之下，构造注入有如下优点：

可在构造器中决定依赖关系的注入顺序，优先依赖的优先注入

对于依赖关系无需变化的Bean，构造注入更有用处；因为没有setter方法，所有的依赖关系全部在构造器内设定。因此，无须担心后续的代码对依赖关系产生破坏

依赖关系只能在构造器设定，则只有组件的创建者才能改变组件的依赖关系。对组件的调用者而言，组件内部的依赖关系完全透明，更符合高内聚的原则