【JavaEE】SpringIoC与SpringDI - 详解

一、IoC与DI
- 1.1 IoC
- 1.2 DI
二、IoC与DI的使用
三、IoC详解
- 3.1 Bean的存储
- 3.2 @Controller（控制器存储）
- 3.3 获取Bean对象
- 3.4 @Service（服务存储）
- 3.5 @Repository（仓库存储）
- 3.6 @Component（组件存储）
- 3.7 @Configuration（配置存储）
- 3.8 五大注解区别
- 3.9 ⽅法注解@Bean
四、Spring扫描路径
五、DI详解
- 5.1属性注入@Autowired
- 5.2 构造方法注入
- 5.3 setter方法注入
- 5.4 @Autowired注解问题及解决

一、IoC与DI

名词解释：

spring是一个装了众多工具对象的IoC容器。
IoC思想：对象交给Spring管理,就是IoC思想。
IoC：Inversion of Control，控制反转。

控制权反转，需要某个对象时, 传统开发模式中需要⾃⼰通过 new 创建对象, 现在不需要再进⾏创建, 把创建对象的任务交给容器（IoC容器. Spring是⼀个IoC容器, 所以有时Spring 也称为Spring容器）, 程序中只需要依赖注⼊ (Dependency Injection, DI)就可以了.

1.1 IoC

实现下面的需求：

在传统的实现中，我们将每个模块当成一个类：

public class NewCarExample
{
public static void main(String[] args) {
Car car = new Car();
car.run();
}
/**
* 汽⻋对象
*/
static class Car
{
private Framework framework;
public Car() {
framework = new Framework();
System.out.println("Car init....");
}
public void run(){
System.out.println("Car run...");
}
}
/**
* ⻋⾝类
*/
static class Framework
{
private Bottom bottom;
public Framework() {
bottom = new Bottom();
System.out.println("Framework init...");
}
}
/**
* 底盘类
*/
static class Bottom
{
private Tire tire;
public Bottom() {
this.tire = new Tire();
System.out.println("Bottom init...");
}
}
/**
* 轮胎类
*/
static class Tire
{
// 尺⼨ 
private int size;
public Tire(){
this.size = 17;
System.out.println("轮胎尺⼨：" + size);
}
}
}

但是如上面的代码，如果我们要修改一个参数，会导致整个调用链都跟着修改。

我们为解决上面耦合度过高，可以采取:
把由⾃⼰创建的下级类，改为传递的⽅式（也就是注⼊的⽅式），
每次调整只需要调整对应那个类的代码即可。
这样⽆论底层类如何变化，整个调⽤链是不⽤做任何改变的。

public class IocCarExample
{
public static void main(String[] args) {
Tire tire = new Tire(20);
Bottom bottom = new Bottom(tire);
Framework framework = new Framework(bottom);
Car car = new Car(framework);
car.run();
}
static class Car
{
private Framework framework;
public Car(Framework framework) {
this.framework = framework;
System.out.println("Car init....");
}
public void run() {
System.out.println("Car run...");
}
}
static class Framework
{
private Bottom bottom;
public Framework(Bottom bottom) {
this.bottom = bottom;
System.out.println("Framework init...");
}
}
static class Bottom
{
private Tire tire;
public Bottom(Tire tire) {
this.tire = tire;
System.out.println("Bottom init...");
}
}
static class Tire
{
private int size;
public Tire(int size) {
this.size = size;
System.out.println("轮胎尺⼨：" + size);
}
}
}

1.2 DI

DI: Dependency Injection(依赖注⼊)
容器在运⾏期间, 动态的为应⽤程序提供运⾏时所依赖的资源，称之为依赖注⼊。

就像上面调用关系中：

二、IoC与DI的使用

Spring 是⼀个 IoC（控制反转）容器，作为容器, 那么它就具备两个最基础的功能：
• 存
• 取
Spring 容器管理的主要是对象, 这些对象, 我们称之为"Bean". 我们把这些对象交由Spring管理, 由 Spring来负责对象的创建和销毁. 我们程序只需要告诉Spring, 哪些需要存, 以及如何从Spring中取出对象

我们实现这样的功能，主要靠两个注解：

Service层及Dao层的实现类，交给Spring管理: 使⽤注解: @Component
在Controller层和Service层注⼊运⾏时依赖的对象: 使⽤注解 @Autowired

像把前面的图书管理系统的BookController重构。
BookController类：

package com.example.project.controller;
import com.example.project.model.BookInfo;
import com.example.project.service.BookService;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import java.util.List;
@RequestMapping("/book")
@RestController
@Component
public class BookController
{
@Autowired
private BookService bookService;
@RequestMapping("/getList")
public List<
BookInfo> getList() {
return bookService.getList();
}
}

BookService类：

package com.example.project.service;
import com.example.project.dao.BookDao;
import com.example.project.model.BookInfo;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Component;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
@Component
public class BookService
{
@Autowired
BookDao bookDao ;
public List<
BookInfo> getList() {
List<
BookInfo> books = new ArrayList<
>();
books = bookDao.mockData();
for (BookInfo book:
books) {
if(book.getStatus() == 1) {
book.setStatusCN("可借阅");
} else {
book.setStatusCN("不可借阅");
}
}
return books;
}
}

BookDao类：

package com.example.project.dao;
import com.example.project.model.BookInfo;
import org.springframework.stereotype.Component;
import java.math.BigDecimal;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Random;
@Component
public class BookDao
{
public List<
BookInfo> mockData() {
List<
BookInfo> books = new ArrayList<
>();
for (int i = 0; i <
5; i++) {
BookInfo book = new BookInfo();
book.setId(i);
book.setBookName("书籍" + i);
book.setAuthor("作者" + i);
book.setCount(i * 5 + 3);
book.setPrice(new BigDecimal(new Random().nextInt(100)));
book.setPublish("出版社" + i);
book.setStatus(1);
books.add(book);
}
return books;
}
}

可以看到在类的调用之间，我们是使用的注解，将类作为另一个类的成员。不用自己去new实例。

三、IoC详解

3.1 Bean的存储

Bean在上面我们也说了，就是Spring管理起来的对象。

实现将对象交给Spring管理，
共有两类注解类型可以：

类注解：@Controller、@Service、@Repository、@Component、@Configuration.
⽅法注解：@Bean.

3.2 @Controller（控制器存储）

先使用@Controller将类存储：

package com.example.springioc.controller;
import org.springframework.stereotype.Controller;
@Controller
public class UserController
{
public void hello() {
System.out.println("Hello");
}
}

从Spring容器中获取对象：

先获取Spring上下⽂对象
从Spring上下⽂中获取对象

package com.example.springioc.controller;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
@SpringBootApplication
public class SpringIocDemoApplication
{
public static void main(String[] args) {
//先获取Spring上下⽂对象 
ApplicationContext context = SpringApplication.run(SpringIocDemoApplication.class,args)
;
//从Spring上下⽂中获取对象
UserController userController = context.getBean(UserController.class)
;
userController.hello();
}
}

3.3 获取Bean对象

获取Bean对象主要是ApplicationContext 类下的getBean方法，有下图中重载。

使用五大类注解让Spring管理Bean对象的默认取名方式如下官方文档：

将类名转换为小驼峰形式。UserController -》 userController
当前面是两个即多个大写字母连在一起，Bean对象名就是类名。USController -》 USController

Bean对象名也可以使用注解指定名称，在使用五大注解加上括号即可。栗子： @Controller("name")
使用如下：

package com.example.springioc.controller;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
@SpringBootApplication
public class SpringIocDemoApplication
{
public static void main(String[] args) {
ApplicationContext context = SpringApplication.run(SpringIocDemoApplication.class,args)
;
UserController bean1 = context.getBean(UserController.class)
;
bean1.hello();
UserController bean2 = (UserController) context.getBean("userController");
bean2.hello();
UserController bean3 = context.getBean("userController", UserController.class)
;
bean3.hello();
}
}

3.4 @Service（服务存储）

使用就加上@Service注解，拿到Bean对象方法不变。

package com.example.springioc.service;
import org.springframework.stereotype.Service;
@Service
public class UserService
{
void print() {
System.out.println("do Service");
}
}

3.5 @Repository（仓库存储）

使用就加上@Repository 注解，拿到Bean对象方法不变。

package com.example.springioc.service;
import org.springframework.stereotype.Repository;
@Repository
public class UserRepository
{
void print() {
System.out.println("do Repository");
}
}

3.6 @Component（组件存储）

使用就加上@Component 注解，拿到Bean对象方法不变。

package com.example.springioc.service;
import org.springframework.stereotype.Component;
@Component
public class UserComponent
{
void print() {
System.out.println("do Component");
}
}

3.7 @Configuration（配置存储）

使用就加上@Configuration注解，拿到Bean对象方法不变。

package com.example.springioc.service;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
@Configuration
public class UserConfiguration
{
void print() {
System.out.println("do Configuration");
}
}

3.8 五大注解区别

@Controller @Service @Repository @Configuration这四个注解都是@Component注解的衍生注解。

分这么多注解就是为了更好地分层（边界在使用中也没非常清晰）：

@Controller代表控制层。接收参数返回响应，控制层一定要使用@Controller
@Service代表服务层
@Repository代表数据层
@Configuration代表配置层
@Component代表组件层

3.9 ⽅法注解@Bean

使用：

package com.example.springioc.controller;
import com.example.springioc.model.User;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.stereotype.Controller;
@Controller
public class UserController
{
@Bean
public User user() {
return new User("zhangsan",11);
}
public void hello() {
System.out.println("Hello");
}
}

package com.example.springioc.controller;
import com.example.springioc.model.User;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
@SpringBootApplication
public class SpringIocDemoApplication
{
public static void main(String[] args) {
ApplicationContext context = SpringApplication.run(SpringIocDemoApplication.class,args)
;
User bean1 = (User) context.getBean("user");
System.out.println(bean1.getName());
}
}

注意事项：

使用@Bean注解默认方法名就是管理的Bean对象名。
@Bean对象重命名可以直接加括号@Bean("name1")，还可以使用name属性@Bean(name = "name1")，还可以使用value属性@Bean(value = "name1")，并且可以传String数组。
@Bean注解必须搭配五大类注解使用。
当方法有参数的时候，Spring会从容器中根据参数类型去找，是否有这个类型的对象，如果没有，或者有多个不唯一都会报错，有唯一一个就会拿这个对象赋值。

四、Spring扫描路径

Spring默认的扫描路径是启动类所在路径及其子路径。
当我们要扫描其它路径的时候，可以使用注解@ComponentScan("需要扫描路径")，可以传数组。
其实不怎么用这个注解，直接启动类放在所有需要扫描的路径的最上层包下即可。

五、DI详解

依赖注⼊是⼀个过程，是指IoC容器在创建Bean时, 去提供运⾏时所依赖的资源，⽽资源指的就是对象。

依赖注⼊, Spring给我们提供了三种⽅式:

属性注⼊(Field Injection)
构造⽅法注⼊(Constructor Injection)
Setter 注⼊(Setter Injection)

5.1属性注入@Autowired

属性注⼊是使⽤ @Autowired 注解实现的
注意事项：

注入的对象必须是容器中已经有的，也就是使用五大类注解交给Spring管理的。
@Autowired不能修饰final修饰的成员。

使用：

package com.example.springioc.controller;
import com.example.springioc.service.UserService;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Controller;
@Controller
public class UserController
{
@Autowired
private UserService us;
public void hello() {
System.out.println("Hello");
us.print();
}
}

package com.example.springioc;
import com.example.springioc.controller.UserController;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
@SpringBootApplication
public class SpringIocDemoApplication
{
public static void main(String[] args) {
ApplicationContext context = SpringApplication.run(SpringIocDemoApplication.class,args)
;
UserController bean = context.getBean(UserController.class)
;
bean.hello();
}
}

打印结果为
Hello
do Service、

5.2 构造方法注入

直接使用构造函数，将上面代码改成如下也可以使用。

package com.example.springioc.controller;
import com.example.springioc.service.UserService;
import org.springframework.stereotype.Controller;
@Controller
public class UserController
{
private UserService us;
public UserController(UserService us) {
this.userService = us;
}
public void hello() {
System.out.println("Hello");
us.print();
}
}

注意事项：

当只有一个构造函数的时候，直接可以注入。
当有两个及以上构造函数的时候，Spring无法辨别使用哪一个构造函数注入，需要在使用的构造函数前加上@Autowired注解。
只能在一个构造方法上加上@Autowired注解。

5.3 setter方法注入

直接加上set方法，加上@Autowired注解，将上面代码改成如下也可以使用。

package com.example.springioc.controller;
import com.example.springioc.service.UserService;
import org.springframework.stereotype.Controller;
@Controller
public class UserController
{
private UserService us;
@Autowired
public void setUserService(UserService us) {
this.us = us;
}
public void hello() {
System.out.println("Hello");
us.print();
}
}

注意事项：

set方法必须加上@Autowired注解，可以给多个set方法使用注解。
不能修饰final修饰的成员的set方法。

优缺点比较：

属性注⼊

- 优点:简洁，使⽤⽅便；
- 缺点:
- - 只能⽤于 IoC 容器，如果是⾮ IoC 容器不可⽤，并且只有在使⽤的时候才会出现NPE（空指针异常）
- - 不能注⼊⼀个Final修饰的属性

构造函数注⼊(Spring 4.X推荐)

- 优点:
- - 可以注⼊final修饰的属性
- - 注⼊的对象不会被修改
- - 依赖对象在使⽤前⼀定会被完全初始化，因为依赖是在类的构造⽅法中执⾏的，⽽构造⽅法是在类加载阶段就会执⾏的⽅法.
- - 通⽤性好,构造⽅法是JDK⽀持的, 所以更换任何框架,他都是适⽤的
- 缺点:
- - 注⼊多个对象时, 代码会⽐较繁琐

Setter注⼊(Spring 3.X推荐)

- 优点:⽅便在类实例之后, 重新对该对象进⾏配置或者注⼊
- 缺点:
- - 不能注⼊⼀个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,就有被修改的⻛险

5.4 @Autowired注解问题及解决

当一个类交给Spring多个对象后，使用@Autowired注解，会无法分辨。

package com.example.springioc.service;
import com.example.springioc.model.User;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Primary;
import org.springframework.stereotype.Service;
@Service
public class UserService
{
@Bean
public User u1(String name) {
return new User(name,11);
}
@Bean
public User u2() {
return new User("lisi",18);
}
@Bean
public String name () {
return "zhangsan";
}
public void print() {
System.out.println("do Service");
}
}

package com.example.springioc.controller;
import com.example.springioc.model.User;
import jakarta.annotation.Resource;
import org.springframework.stereotype.Controller;
@Controller
public class UserController
{
@Resource(name = "u1")
private User user;
public void hello() {
System.out.println("Hello");
System.out.println(user.toString());
}
}

报错信息：

解决方法：
提供了以下⼏种注解解决：

@Primary
@Qualifier
@Resource

使⽤@Primary注解：当存在多个相同类型的Bean注⼊时，加上@Primary注解，来确定默认的实现。例如上面代码：

@Bean
@Primary
public String name () {
return "zhangsan";
}

使⽤@Qualifier注解：指定当前要注⼊的bean对象。在@Qualifier的value属性中，指定注⼊的bean的名称，必须与@Autowired一起用。例如上面代码：

@Autowired
@Qualifier("u1")
private User user;

使⽤@Resource注解：是按照bean的名称进⾏注⼊。通过name属性指定要注⼊的bean的名称。@Resource是JDK提供的注解。
例如上面代码：

@Resource(name = "u2")
private User user;

@Autowired工作流程