Spring中重要的注解

现在大部分的Spring项目都会用到注解。使用注解来替换xml,一行简单的注解就可以解决很多事情。但是你真的懂其中的原理吗。

本文翻译于 https://docs.spring.io/spring-framework/docs and https://docs.spring.io/spring-framework/docs

在面试的时候 多少会问道 你了解过Spring注解吗。

先来谈谈@Configuration

定义:指示一个类声明一个或者多个@Bean 声明的方法并且由Spring容器统一管理,以便在运行时为这些bean生成bean的定义和服务请求的类。

  • 例如:

@Configuration
public class AppConfig {
  
  @Bean
  public MyBean myBean(){
    return new MyBean();
  }
}

上述AppConfig 加入@Configuration 注解,表明这就是一个配置类。有一个myBean()的方法,返回一个MyBean()的实例,并用@Bean 进行注释,表明这个方法是需要被Spring进行管理的bean。@Bean 如果不指定名称的话,默认使用myBean名称,也就是小写的名称。

通过注解启动:

通过启动一个AnnotationConfigApplicationContext 来引导这个@Configuration 注解的类,比如:

AnnotationConfigApplicationContext ctx = new AnnotationConfigApplicationContext();
ctx.register(AppConfig.class);
ctx.refresh();

在web项目中,也可以使用AnnotationContextWebApplicationContext或者其他变体来启动。

使用SpringBoot项目的例子如下:

  • pom.xml 文件如下:


    4.0.0
    
        org.springframework.boot
        spring-boot-starter-parent
        2.1.4.RELEASE
         
    
    com.spring.configuration
    spring-configuration
    0.0.1-SNAPSHOT
    spring-configuration
    Demo project for Spring Boot

    
        1.8
    

    
        
            org.springframework.boot
            spring-boot-starter-test
            test
        

        
            org.springframework
            spring-context
            5.0.6.RELEASE
        
    

    
        
            
                org.springframework.boot
                spring-boot-maven-plugin
            
        
    


在config 包下新建一个MyConfiguration环境配置,和上面的示例代码相似,完整的代码如下:

@Configuration
public class MyConfiguration {

    @Bean
    public MyBean myBean(){
        System.out.println("myBean Initialized");
        return new MyBean();
    }
}

说明MyConfiguration 是一个配置类,能够在此类下面声明管理多个Bean,我们声明了一个MyBean的bean,希望它被容器加载和管理。

  • 新建一个 MyBean的类,具体代码如下
public class MyBean {

    public MyBean(){
        System.out.println("generate MyBean Instance");
    }

    public void init(){
        System.out.println("MyBean Resources Initialized");
    }
}
  • 新建一个SpringConfigurationApplication类,用来测试MyConfiguration类,具体代码如下:
public class SpringConfigurationApplication {

    public static void main(String[] args) {
        
//        AnnotationConfigApplicationContext context = = new AnnotationConfigApplicationContext(MyConfiguration.class)
        // 因为我们加载的@Configuration 是基于注解形式的,所以需要创建AnnotationConfigApplicationContext
        AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext();
        // 注册MyConfiguration 类并刷新bean 容器。
        context.register(MyConfiguration.class);
        context.refresh();

    }

}

输出:
myBean Initialized generate MyBean Instance

从输出的结果可以看到,默认名称为myBean 的bean随着容器的加载而加载,因为myBean方法返回一个myBean的构造方法,所以myBean被初始化了。

通过XML 的方式来启动例子如下

  • 通过XML 的方式来启动

  • 可以通过使用XML方式定义的开启基于注解的启动,然后再定义一个MyConfiguration的bean,在/resources 目录下新建 application-context.xml 代码如下




    
    

    

  • 需要引入applicationContext.xml ,在SpringConfigurationApplication 需要进行引入,修改后的SpringConfigurationApplication如下:
public class SpringConfigurationApplication {

    public static void main(String[] args) {

        ApplicationContext context = 
          new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
    }
}

输出:
myBean Initialized generate MyBean Instance

再谈谈ComponentScan (扫包范围)

@Configuration 使用@Component 进行原注解,因此@Configuration 类也可以被组件扫描到(特别是使用XML context:component-scan元素)。

在这里认识几个注解: @Controller,** @Service, @Repository, @Component**

  • @Controller: 表明一个注解的类是一个"Controller",也就是控制器,可以把它理解为MVC 模式的Controller 这个角色。这个注解是一个特殊的@Component,允许实现类通过类路径的扫描扫描到。它通常与@RequestMapping 注解一起使用。

  • @Service: 表明这个带注解的类是一个"Service",也就是服务层,可以把它理解为MVC 模式中的Service层这个角色,这个注解也是一个特殊的@Component,允许实现类通过类路径的扫描扫描到

  • @Repository: 表明这个注解的类是一个"Repository",团队实现了JavaEE 模式中像是作为"Data Access Object" 可能作为DAO来使用,当与 PersistenceExceptionTranslationPostProcessor 结合使用时,这样注释的类有资格获得Spring转换的目的。这个注解也是@Component 的一个特殊实现,允许实现类能够被自动扫描到

  • @Component: 表明这个注释的类是一个组件,当使用基于注释的配置和类路径扫描时,这些类被视为自动检测的候选者。

也就是说,上面四个注解标记的类都能够通过@ComponentScan 扫描到,上面四个注解最大的区别就是使用的场景和语义不一样.

比如你定义一个Service类想要被Spring进行管理,你应该把它定义为@Service 而不是@Controller因为我们从语义上讲,@Service更像是一个服务的类,而不是一个控制器的类,@Component通常被称作组件,它可以标注任何你没有严格予以说明的类,比如说是一个配置类,它不属于MVC模式的任何一层,这个时候你更习惯于把它定义为 @Component。@Controller,@Service,@Repository 的注解上都有@Component,所以这三个注解都可以用@Component进行替换。

来看一下代码进行理解:

  • 定义五个类,类上分别用@Controller, @Service, @Repository, @Component, @Configuration 进行标注,分别如下
@Component
public class UserBean {}

@Configuration
public class UserConfiguration {}

@Controller
public class UserController {}

@Repository
public class UserDao {}

@Service
public class UserService {}
  • MyConfiguration上加上@ComponentScan 注解,扫描上面5个类所在的包位置。代码如下:
@Configuration
@ComponentScan(basePackages = "com.spring.configuration.pojo")
public class MyConfiguration {

    @Bean
    public MyBean myBean(){
        System.out.println("myBean Initialized");
        return new MyBean();
    }
}
  • 修改 SpringConfigurationApplication 中的代码,如下:
public class SpringConfigurationApplication {

    public static void main(String[] args) {

//        AnnotationConfigApplicationContext context = = new AnnotationConfigApplicationContext(MyConfiguration.class)
//        ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");

        AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext();
        context.register(MyConfiguration.class);
        context.refresh();

        // 获取启动过程中的bean 定义的名称
        for(String str : context.getBeanDefinitionNames()){
            System.out.println("str = " + str);
        }
        context.close();

    }
}

输出:

myBean Initialized
generate MyBean Instance
str = org.springframework.context.annotation.internalConfigurationAnnotationProcessor
str = org.springframework.context.annotation.internalAutowiredAnnotationProcessor
str = org.springframework.context.annotation.internalRequiredAnnotationProcessor
str = org.springframework.context.annotation.internalCommonAnnotationProcessor
str = org.springframework.context.event.internalEventListenerProcessor
str = org.springframework.context.event.internalEventListenerFactory
str = myConfiguration
str = userBean
str = userConfiguration
str = userController
str = userDao
str = userService
str = myBean

由输出可以清楚的看到,上述定义的五个类成功被@ComponentScan 扫描到,并在程序启动的时候进行加载。

@Configuration 和 Environment

@Configuration 通常和Environment 一起使用,通过@Environment 解析的属性驻留在一个或多个"属性源"对象中,@Configuration类可以使用@PropertySource,像Environment 对象提供属性源

  • 为了便于测试,我们引入junit4和spring-test 的依赖,完整的配置文件如下


    4.0.0
    
        org.springframework.boot
        spring-boot-starter-parent
        2.1.4.RELEASE
         
    
    com.spring.configuration
    spring-configuration
    0.0.1-SNAPSHOT
    spring-configuration
    Demo project for Spring Boot

    
        1.8
        5.0.6.RELEASE
        4.3.13.RELEASE
        4.12
    

    
        
            org.springframework.boot
            spring-boot-starter-test
            test
        

        
            org.springframework
            spring-context
            ${spring.version}
        

        
            org.springframework
            spring-test
            ${spring.test.version}
        

        
            junit
            junit
            ${junit.version}
        
    

    
        
            
                org.springframework.boot
                spring-boot-maven-plugin
            
        
    

  • 在config 包下定义一个 EnvironmentConfig 类,注入Environment 属性,完整代码如下:
@RunWith(SpringJUnit4ClassRunner.class)
@ContextConfiguration(classes = EnvironmentConfig.class)
@Configuration
@PropertySource("classpath:beanName.properties")
public class EnvironmentConfig {

    @Autowired
    Environment env;

    @Test
    public void testReadProperty(){
        // 获取bean.name.controller 的属性
        System.out.println(env.getProperty("bean.name.controller"));
        // 判断是否包含bean.name.component
        System.out.println(env.containsProperty("bean.name.component"));
        // 返回与给定键关联的属性值
        System.out.println(env.getRequiredProperty("bean.name.service"));
    }
}
  • /resources目录下新建beanName.properties 文件,如下:
bean.name.configuration=beanNameConfiguration
bean.name.controller=beanNameController
bean.name.service=beanNameService
bean.name.component=beanNameComponent
bean.name.repository=beanNameRepository

启动并进行Junit测试,输出如下:

beanNameController
true
beanNameService

@Autowired 、 @Inject、@Resource 的区别

@Inject: 这是jsr330 的规范,通过AutowiredAnnotationBeanPostProcessor 类实现的依赖注入。位于javax.inject包内,是Java自带的注解。

如下是@Inject的使用,不加@Named注解,需要配置与变量名一致即可。

@Inject
@Named("mongo")
private Mongo mongo;

@Autowired: @Autowired是Spring提供的注解,通过AutowiredAnnotationBeanPostProcessor类实现的依赖注入,与@inject二者具有可互换性。位于org.springframework.beans.factory.annotation 包内,是Spring 中的注解

@Autowired默认是按照byType进行注入的,但是当byType方式找到了多个符合的bean,又是怎么处理的?Autowired默认先按byType,如果发现找到多个bean,则又按照byName方式比对,如果还有多个,则报出异常。

public class TestServiceImpl {
// 下面两种@Autowired只要使用一种即可
@Autowired
private UserDao userDao; // 用于字段上
 
@Autowired
public void setUserDao(UserDao userDao) { // 用于属性的方法上
this.userDao = userDao;
}
}

@Autowired 注解是按照类型(byType)装配依赖对象,默认情况下它要求依赖对象必须存在,如果允许null值,可以设置它的required属性为false。如果我们想使用按照名称(byName)来装配,可以结合@Qualifier注解一起使用。如下:

public class TestServiceImpl {
@Autowired
@Qualifier("userDao")
private UserDao userDao;
}

@Resource: @Resource 是jsr250规范的实现,@Resource通过CommonAnnotationBeanPostProcessor 类实现注入。@Resource 一般会指定一个name属性,如下:

@Resource默认按照ByName自动注入,由J2EE提供,需要导入包javax.annotation.Resource。@Resource有两个重要的属性:name和type,而Spring将@Resource注解的name属性解析为bean的名字,而type属性则解析为bean的类型。所以,如果使用name属性,则使用byName的自动注入策略,而使用type属性时则使用byType自动注入策略。如果既不制定name也不制定type属性,这时将通过反射机制使用byName自动注入策略。

public class TestServiceImpl {
// 下面两种@Resource只要使用一种即可
@Resource(name="userDao")
private UserDao userDao; // 用于字段上
 
@Resource(name="userDao")
public void setUserDao(UserDao userDao) { // 用于属性的setter方法上
this.userDao = userDao;
}
}

注:

@Autowired@Inject基本是一样的,因为两者都是使用AutowiredAnnotationBeanPostProcessor来处理依赖注入。但是@Resource是个例外,它使用的是CommonAnnotationBeanPostProcessor来处理依赖注入。当然,两者都是BeanPostProcessor。

@Autowired@Inject默认autowired by type,可以通过@Qualifier显式指定autowired by qualifier name。

@Resource默认autowired by field name,如果autowired by field name失败,会退化为autowired by type,可以通过@Qualifier显式指定autowired by qualifier name,如果autowired by qualifier name失败,会退化为autowired by field name。但是这时候如果autowired by field name失败,就不会再退化为autowired by type。

@Value、@PropertySource 和 @Configuration

@Configuration 可以和@Value 和@PropertySource 一起使用读取外部配置文件,具体用法如下:

  • 在config 包下新建一个ReadValueFromPropertySource类,代码如下
@PropertySource("classpath:beanName.properties")
@Configuration
public class ReadValueFromPropertySource {

    @Value("bean.name.component")
    String beanName;

    @Bean("myTestBean")
    public MyBean myBean(){
        return new MyBean(beanName);
    }

}

通过@PropertySource引入的配置文件,使@Value 能够获取到属性值,在给myBean()方法指定了一个名称叫做myTestBean。

  • 修改MyBean类,增加一个name属性和一个构造器,再生成其toString() 方法
public class MyBean {

    String name;

    public MyBean(String name) {
        this.name = name;
    }

    public MyBean(){
        System.out.println("generate MyBean Instance");
    }

    public void init(){
        System.out.println("MyBean Resources Initialized");
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "MyBean{" +
                "name='" + name + '\'' +
                '}';
    }
}

通过@PropertySource引入的配置文件,使@Value 能够获取到属性值,在给myBean()方法指定了一个名称叫做myTestBean

  • 修改MyBean类,增加一个name属性和一个构造器,再生成其toString() 方法
public class MyBean {

    String name;

    public MyBean(String name) {
        this.name = name;
    }

    public MyBean(){
        System.out.println("generate MyBean Instance");
    }

    public void init(){
        System.out.println("MyBean Resources Initialized");
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "MyBean{" +
                "name='" + name + '\'' +
                '}';
    }
}
  • 在SpringConfigurationApplication中进行测试,如下
public class SpringConfigurationApplication {

    public static void main(String[] args) {

      // 为了展示配置文件的完整性,之前的代码没有删除。
//        AnnotationConfigApplicationContext context = = new AnnotationConfigApplicationContext(MyConfiguration.class)
//        ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");

//        AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext();
//        context.register(MyConfiguration.class);
//        context.refresh();
//
//        // 获取启动过程中的bean 定义的名称
//        for(String str : context.getBeanDefinitionNames()){
//            System.out.println("str = " + str);
//        }
//        context.close();

        ApplicationContext context =
                new AnnotationConfigApplicationContext(ReadValueFromPropertySource.class);
        MyBean myBean = (MyBean) context.getBean("myTestBean");
        System.out.println("myBean = " + myBean);

    }
}

使用Applicatio@InConntext 就能够获取myTestBean 这个bean,再生成myBean的实例。

输出:myBean = MyBean{name='bean.name.component'}

@Import 和 @Configuration

@Import的定义(来自于JavaDoc):表明一个或者多个配置类需要导入,提供与Spring XML中相等的功能,允许导入@Configuration 、@ImportSelector、@ImportBeanDefinitionRegistar的实现,以及常规组件类似于AnnotationConfigApplicationContext。可能用于类级别或者是原注解。如果XML或者其他非@Configuration标记的Bean资源需要被导入的话,使用@ImportResource。下面是一个示例代码:

  • 在pojo 包下新建两个配置类,分别是CustomerBo, SchedualBo
@Configuration
public class CustomerBo {

    public void printMsg(String msg){
        System.out.println("CustomerBo : " + msg);
    }

    @Bean
    public CustomerBo testCustomerBo(){
        return new CustomerBo();
    }
}

@Configuration
public class SchedulerBo {

    public void printMsg(String msg){
        System.out.println("SchedulerBo : " + msg);
    }

    @Bean
    public SchedulerBo testSchedulerBo(){
        return new SchedulerBo();
    }
}
  • 在config 包下新建一个AppConfig,导入CustomerBo 和 SchedulerBo 。
@Configuration
@Import(value = {CustomerBo.class,SchedulerBo.class})
public class AppConfig {}
  • 在config 包下新建一个ImportWithConfiguration ,用于测试@Import 和 @Configuration 的使用
public class ImportWithConfiguration {

    public static void main(String[] args) {
        ApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
        CustomerBo customerBo = (CustomerBo) context.getBean("testCustomerBo");
        customerBo.printMsg("System out println('get from customerBo')");

        SchedulerBo schedulerBo = (SchedulerBo) context.getBean("testSchedulerBo");
        schedulerBo.printMsg("System out println('get from schedulerBo')");
    }
}

输出 : CustomerBo : System out println('get from customerBo') SchedulerBo : System out println('get from schedulerBo')

@Profile

  • @Profile: 表示当一个或多个@Value 指定的配置文件处于可用状态时,组件符合注册条件,可以进行注册。

** 三种设置方式:**

  • 可以通过ConfigurableEnvironment.setActiveProfiles()以编程的方式激活
  • 可以通过AbstractEnvironment.ACTIVE_PROFILES_PROPERTY_NAME (spring.profiles.active )属性设置为
    JVM属性
  • 作为环境变量,或作为web.xml 应用程序的Servlet 上下文参数。也可以通过@ActiveProfiles 注解在集成测试中以声明方式激活配置文件。

** 作用域**

  • 作为类级别的注释在任意类或者直接与@Component 进行关联,包括@Configuration 类
  • 作为原注解,可以自定义注解
  • 作为方法的注解作用在任何方法

注意:

  • 如果一个配置类使用了Profile 标签或者@Profile 作用在任何类中都必须进行启用才会生效,如果@Profile({"p1","!p2"}) 标识两个属性,那么p1 是启用状态 而p2 是非启用状态的。

@ImportResource 和 @Configuration

@ImportResource: 这个注解提供了与@Import 功能相似作用,通常与@Configuration 一起使用,通过AnnotationConfigApplicationContext 进行启动,下面以一个示例来看一下具体用法:

  • 在config下新建TestService 类,声明一个构造函数,类初始化时调用
public class TestService {

    public TestService(){
        System.out.println("test @importResource success");
    }
}
  • /resources 目录下新建 importResources.xml ,为了导入TestService



    

  • 然后在config 下新建一个ImportResourceWithConfiguration, 用于读取配置文件
@Configuration
@ImportResource("classpath:importResources.xml")
public class ImportResourceWithConfiguration {

    @Autowired
    private TestService service;

    public void getImportResource(){
        new TestService();
    }

    public static void main(String[] args) {
        AnnotationConfigApplicationContext context =
                new AnnotationConfigApplicationContext(ImportResourceWithConfiguration.class);
        context.getBean("testService");

    }
}

输出:test @importResource success

@Configuration 嵌套

  • @Configuration注解作用在类上,就和普通类一样能够进行相互嵌套,定义内部类
// 来自JavaDoc
@Configuration
public class AppConfig{
  
  @Inject
  DataSource dataSource;
  
  @Bean
  public MyBean myBean(){
    return new MyBean(dataSource);
  }
  
  @Configuration
  static class DataConfig(){
    @Bean
    DataSource dataSource(){
      return new EmbeddedDatabaseBuilder().build()
    }
  }
}

在上述代码中,只需要在应用程序的上下文中注册 AppConfig 。由于是嵌套的@Configuration 类,DatabaseConfig 将自动注册。当AppConfig 、DatabaseConfig 之间的关系已经隐含清楚时,这就避免了使用@Import 注解的需要。

@Lazy 延迟初始化

@Lazy : 表明一个bean 是否延迟加载,可以作用在方法上,表示这个方法被延迟加载;可以作用在@Component (或者由@Component 作为原注解) 注释的类上,表明这个类中所有的bean 都被延迟加载。如果没有@Lazy注释,或者@Lazy 被设置为false,那么该bean 就会急切渴望被加载;除了上面两种作用域,@Lazy 还可以作用在@Autowired和@Inject注释的属性上,在这种情况下,它将为该字段创建一个惰性代理,作为使用ObjectFactory或Provider的默认方法。下面来演示一下:

  • 修改MyConfiguration类,在该类上添加@Lazy 注解,新增一个IfLazyInit()方法,检验是否被初始化。
@Lazy
@Configuration
@ComponentScan(basePackages = "com.spring.configuration.pojo")
public class MyConfiguration {

    @Bean
    public MyBean myBean(){
        System.out.println("myBean Initialized");
        return new MyBean();
    }

    @Bean
    public MyBean IfLazyInit(){
        System.out.println("initialized");
        return new MyBean();
    }
}
  • 修改SpringConfigurationApplication 启动类,放开之前MyConfiguration 的启动类
public class SpringConfigurationApplication {

    public static void main(String[] args) {

        AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(MyConfiguration.class);
//        ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");

//        AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext();
//        context.register(MyConfiguration.class);
//        context.refresh();
//
//        // 获取启动过程中的bean 定义的名称
        for(String str : context.getBeanDefinitionNames()){
            System.out.println("str = " + str);
        }
//        context.close();

//        ApplicationContext context =
//                new AnnotationConfigApplicationContext(ReadValueFromPropertySource.class);
//        MyBean myBean = (MyBean) context.getBean("myTestBean");
//        System.out.println("myBean = " + myBean);

    }
}

输出你会发现没有关于bean的定义信息,但是当吧@Lazy 注释拿掉,你会发现输出了关于bean的初始化信息:
myBean Initialized
generate MyBean Instance
initialized
generate MyBean Instance

@RunWith 和 @ContextConfiguration

Junit4 测试类,用于注解在类上表示通过Junit4 进行测试,可以省略编写启动类代码,是ApplicationContext 等启动类的替换。一般用@RunWith@Configuration 进行单元测试,这是软件开发过程中非常必要而且具有专业性的一部分,上面EnvironmentConfig类证实了这一点:

@RunWith(SpringJUnit4ClassRunner.class)
@ContextConfiguration(classes = EnvironmentConfig.class)
@Configuration
@PropertySource("classpath:beanName.properties")
public class EnvironmentConfig {

//    @Autowired
//    Environment env;

    @Inject
    Environment env;

    @Test
    public void testReadProperty(){
        // 获取bean.name.controller 的属性
        System.out.println(env.getProperty("bean.name.controller"));
        // 判断是否包含bean.name.component
        System.out.println(env.containsProperty("bean.name.component"));
        // 返回与给定键关联的属性值
        System.out.println(env.getRequiredProperty("bean.name.service"));
    }
}

@Enable 启动Spring内置功能

详情查阅

@EnableAsync,@EnableScheduling,@EnableTransactionManagement,@EnableAspectJAutoProxy,@EnableWebMvc官方文档

** @Configuration 使用约束**

  • 必须以类的方式提供(即不是从工厂方法返回的实例)
  • @Configuration 注解的类必须是非final的
  • 配置类必须是非本地的(即可能不在方法中声明),native 标注的方法
  • 任何嵌套的@Configuration 都必须是static 的。
  • @Bean 方法可能不会反过来创建更多配置类

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