使用 Spring 實現(xiàn)控制反轉(zhuǎn)和依賴注入
概述
在本文中，我們將介紹IoC（控制反轉(zhuǎn)）和DI（依賴注入）的概念，以及如何在Spring框架中實現(xiàn)它們。
什么是控制反轉(zhuǎn)？
控制反轉(zhuǎn)是軟件工程中的一個原則，它將對象或程序的某些部分的控制權(quán)轉(zhuǎn)移給容器或框架。我們最常在面向?qū)ο缶幊痰纳舷挛闹惺褂盟?/p>
與傳統(tǒng)編程相比，傳統(tǒng)編程中我們的自定義代碼調(diào)用庫，而IoC使框架控制程序的流程并調(diào)用我們的自定義代碼。為了實現(xiàn)這一點，框架使用具有附加行為的抽象。如果我們想要添加自己的行為，我們需要擴展框架的類或插入自己的類。
這種架構(gòu)的優(yōu)點是：
將任務(wù)的執(zhí)行與其實現(xiàn)分離
更容易在不同實現(xiàn)之間切換
程序的更高的模塊化
更容易通過隔離組件或模擬其依賴項來測試程序，并允許組件通過契約進行通信
我們可以通過各種機制實現(xiàn)IoC，例如：策略設(shè)計模式、服務(wù)定位器模式、工廠模式和依賴注入（DI）。
什么是依賴注入？
依賴注入是一種我們可以用來實現(xiàn)IoC的模式，其中被反轉(zhuǎn)的控制是設(shè)置對象的依賴項。
將對象與其他對象連接或?qū)ο蟆白⑷搿钡狡渌麑ο笾惺怯蓞R編程序而不是對象本身完成的。
下面是在傳統(tǒng)編程中創(chuàng)建對象依賴關(guān)系的方法：
publicclassStore {
private Item item;
publicStore() {
? ? ? ?item =newItemImpl1();
? ?}
}Copy
在上面的示例中，我們需要在*Store類本身中實例化Item*接口的實現(xiàn)。
通過使用DI，我們可以重寫該示例，而不指定我們想要的*Item*的實現(xiàn)：
publicclassStore {
private Item item;
publicStore(Item item) {
? ? ? ?this.item = item;
? ?}
}Copy
在接下來的幾節(jié)中，我們將看看如何通過元數(shù)據(jù)提供Item的實現(xiàn)。
IoC和DI都是簡單的概念，但它們對我們構(gòu)建系統(tǒng)的方式有深刻的影響，因此值得充分理解。
Spring IoC容器
IoC容器是實現(xiàn)IoC的框架的常見特征。
在Spring框架中，接口ApplicationContext表示IoC容器。Spring容器負責實例化、配置和組裝稱為bean的對象，以及管理它們的生命周期。
Spring框架提供了*ApplicationContext接口的幾個實現(xiàn)：ClassPathXmlApplicationContext和FileSystemXmlApplicationContext用于獨立應(yīng)用程序，以及WebApplicationContext*用于Web應(yīng)用程序。
為了組裝bean，容器使用配置元數(shù)據(jù)，可以是XML配置或注釋形式。
以下是手動實例化容器的一種方法：
ApplicationContext context
?=newClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");Copy
在上面的示例中，我們可以使用元數(shù)據(jù)設(shè)置*item*屬性，然后容器將讀取此元數(shù)據(jù)并在運行時使用它來組裝bean。
在Spring中，可以通過構(gòu)造函數(shù)、setter或字段來進行依賴注入。
基于構(gòu)造函數(shù)的依賴注入
在基于構(gòu)造函數(shù)的依賴注入的情況下，容器將調(diào)用具有表示我們要設(shè)置的依賴項的參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)。
Spring通過類型解決每個參數(shù)，然后按屬性名稱和索引進行消歧。讓我們看看使用注釋配置bean及其依賴項的配置：
@Configuration
publicclassAppConfig {
? ?@Bean
public Itemitem1() {
returnnewItemImpl1();
? ?}
? ?@Bean
public Storestore() {
returnnewStore(item1());
? ?}
}Copy
*@Configuration*注釋表示該類是bean定義的源。我們也可以將其添加到多個配置類中。
我們在方法上使用@Bean注釋來定義bean。如果我們沒有指定自定義名稱，則bean名稱將默認為方法名稱。
對于默認的*singleton范圍的bean，Spring首先檢查是否已存在緩存的bean實例，僅在不存在時創(chuàng)建新實例。如果我們使用prototype*范圍，則容器為每個方法調(diào)用返回一個新的bean實例。
創(chuàng)建bean的另一種方式是通過XML配置：
<bean id="item1" class="org.baeldung.store.ItemImpl1" />
<bean id="store" class="org.baeldung.store.Store">
? ?<constructor-arg type="ItemImpl1" index="0" name="item" ref="item1" />
</bean>Copy
基于setter的依賴注入
對于基于setter的DI，容器將在調(diào)用沒有參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)或沒有參數(shù)的靜態(tài)工廠方法來實例化bean之后調(diào)用我們類的setter方法。讓我們使用注釋創(chuàng)建此配置：
@Bean
public Storestore() {
Store store =newStore();
? ?store.setItem(item1());
return store;
}Copy
我們也可以使用XML進行相同的bean配置：
<bean id="store" class="org.baeldung.store.Store">
? ?<property name="item" ref="item1" />
</bean>Copy
我們可以將構(gòu)造函數(shù)和setter類型的注入結(jié)合在同一個bean中。Spring文檔建議將基于構(gòu)造函數(shù)的注入用于必需的依賴項，將基于setter的注入用于可選的依賴項。
基于字段的依賴注入
在基于字段的DI的情況下，我們可以通過帶有@Autowired注釋的注釋將依賴項注入其中：
publicclassStore {
? ?@Autowired
private Item item;
}Copy
在構(gòu)造*Store對象時，如果沒有構(gòu)造函數(shù)或setter方法將Item bean注入其中，容器將使用反射將Item注入Store*中。
我們也可以使用XML來實現(xiàn)這一點。
這種方法可能看起來更簡單、更清晰，但我們不建議使用它，因為它有一些缺點，例如：
此方法使用反射來注入依賴項，這比基于構(gòu)造函數(shù)或
setter的注入更昂貴。使用此方法很容易添加多個依賴項。如果我們使用構(gòu)造函數(shù)注入，有多個參數(shù)會讓我們認為這個類做了不止一件事，這可能違反單一責任原則。
自動裝配依賴項
自動裝配允許Spring容器通過檢查已定義的bean來自動解決協(xié)作bean之間的依賴關(guān)系。
使用XML配置有四種自動裝配bean的模式：
no：默認值 - 這意味著不使用自動裝配，我們必須顯式地命名依賴項。byName：按屬性名稱進行自動裝配，因此Spring將查找與需要設(shè)置的屬性同名的bean。byType：類似于按名稱進行自動裝配，僅基于屬性的類型。這意味著Spring將查找具有相同類型的屬性來設(shè)置的bean。如果有多個bean具有該類型，則框架會拋出異常。constructor：基于構(gòu)造函數(shù)參數(shù)進行自動裝配，意味著Spring將查找具有與構(gòu)造函數(shù)參數(shù)相同類型的bean。
例如，讓我們通過類型創(chuàng)建具有依賴項*item的store*bean。
public class AppConfig {
? ?@Bean
? ?public Item item() {
? ? ? ?return new ItemImpl1();
? ?}
? ?@Bean(autowire = Autowire.BY_TYPE)
? ?public Store store() {
? ? ? ?return new Store();
? ?}
}
請注意，自Spring 5.1起，*autowire*屬性已棄用。
我們還可以使用@Autowired注釋按類型注入bean：
public class Store {
? ?@Autowired
? ?private Item item;
}
如果存在相同類型的多個bean，則可以使用@Qualifier注釋按名稱引用bean：
public class Store {
? ?@Autowired
? ?@Qualifier("item1")
? ?private Item item;
}
現(xiàn)在，讓我們通過XML配置按類型自動裝配bean：
<bean id="store" class="org.baeldung.store.Store" autowire="byType"> </bean>
接下來，讓我們通過XML按名稱將名為*item的bean注入到storebean的item*屬性中：
<bean id="item" class="org.baeldung.store.ItemImpl1" />
<bean id="store" class="org.baeldung.store.Store" autowire="byName">
</bean>
我們還可以通過構(gòu)造函數(shù)參數(shù)或setter顯式定義依賴關(guān)系來覆蓋自動裝配。
惰性初始化的bean
默認情況下，容器在初始化期間創(chuàng)建和配置所有單例bean。為了避免這種情況，我們可以在bean配置上使用值為*true的lazy-init*屬性：
<bean id="item1" class="org.baeldung.store.ItemImpl1" lazy-init="true" />
因此，只有在第一次請求它時，才會初始化*item1*bean，而不是在啟動時。這樣做的優(yōu)點是初始化時間更快，但缺點是我們在bean被請求之后才會發(fā)現(xiàn)任何配置錯誤，這可能是應(yīng)用程序已運行數(shù)小時甚至數(shù)天之后。
結(jié)論
在本文中，我們介紹了控制反轉(zhuǎn)和依賴注入的概念，并在Spring框架中進行了示例。
最后
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