理解依赖注入

1 回顾Spring IoC容器

1.1 Spring IoC容器

Web应用程序由大量的程序组件组成,这些组件一起工作完成业务逻辑的执行。 这些组件通常是一个依赖另一个,互相协作实现所需功能。

Spring提供容器,也就是IoC容器,来管理这些组件,我们叫做Bean,Spring容器负责创建、初始化和销毁其管理的各种Bean,并根据Bean的依赖关系注入依赖的Bean,也就是依赖注入(DI)。

Spring IoC容器的类型:

  • BeanFactory容器(Bean工厂容器) 低级容器,提供容器的基本功能,包括Bean的管理和依赖注入。由org.springframework.beans.factory.BeanFactory接口表示
  • ApplicationContext容器(应用程序上下文容器) 高级容器,提供BeanFactory容器的功能,还提供一些高级的企业级功能。由org.springframework.context.ApplicationContext定义。如果没有什么特殊理由,直接使用ApplicationContext容器即可

下面给出一个例子,结合使用面向接口编程(将方法的声明/定义放入接口,将方法的具体实现放入实现类),使用IoC实现解耦(decoupling)

假设我们有若干个动物类:狗、猪、羊,它们都要吃东西,有一个方法eat()。

我们将这个方法的定义放入接口:

public interface Animal {

	void eat();

}

将这个方法的具体实现放入实现类:

public class Dog implements Animal{

	public Dog() {
		System.out.println("实例化了Dog!!!");
	}
	
	@Override
	public void eat() {
		System.out.println("这是一只狗,狗吃骨头!");
	}
}

 使用IoC思想,将bean交给容器管理。若需要换掉使用的bean,修改spring配置文件中的bean类型即可,实现降低程序的耦合性,方便后期维护

在XML文件中定义一个bean:

在主类中,首先加载Spring配置文件,创建并启动容器

ApplicationContext ctx
			=new ClassPathXmlApplicationContext("config/spring-beans.xml");

 需要该bean的地方通过调用getBean()或依赖注入获取bean

Animal animal1=(Animal)ctx.getBean("animal");
animal1.eat();

1.2 上下文容器中bean的生命周期

理解依赖注入_第1张图片

 1.2.1 生命周期回调

容器控制着bean的创建和销毁。

为了执行一些自定义代码,容器提供了回调方法,回调方法主要包括:

  • 初始化回调的方法:用于执行一些初始化操作
  • 销毁前回调的方法:用于执行一些类似释放资源的操作

1.2.2 控制Bean的生命周期事件

Spring框架提供了以下方法来控制Bean的生命周期事件:

  1. InitializingBean和DisposableBean回调接口
  2. 可用于注入特定依赖的Aware接口
  3. bean配置文件中的自定义init()和destroy()方法
  4. @PostConstruct 和 @PreDestroy注解

a. 使用InitializingBean和DisposableBean回调接口,实现初始化和释放资源任务。

  1. 有的时候,使用一个bean之前可能需要执行一些初始化工作(准备工作),就可以利用bean的初始化回调方法执行初始化操作。可以通过实现InitializingBean接口,实现afterPropertiesSet()方法,在该方法中编写初始化工作代码
  2. 有的时候,一个bean被摧毁之前需要释放这个bean占用的资源,就可以利用bean的摧毁回调方法来执行释放操作。可通过实现DisposableBean接口,实现destroy()方法,在该方法中编写bean摧毁之前要执行的工作
public class Pig implements InitializingBean,DisposableBean{

	public Pig() {
		System.out.println("实例化了Pig!!!");
	}
	
	public void eat() {
		System.out.println("这是一只猪,猪吃饲料~");
	}

	@Override
	public void afterPropertiesSet() throws Exception {
		//在这里编写你的初始化工作的代码
		System.out.println("......初始化代码.");
	}

	@Override
	public void destroy() throws Exception {
		//在bean被摧毁前,如果要执行一些任务,在此方法中编写代码
		System.out.println("~~~~~~我要die了,在这里做点释放资源的操作");
	}
	
}

b. bean配置文件中的自定义init()和destroy()方法

1. 局部定义

可通过bean标记的init-method属性指定初始化时要调用的方法

可通过bean标记的destroy-method属性指定bean被摧毁前要调用的方法

在class中声明的Dog类中实现自定义init()和destory()方法:
 

public class Dog {

	//方法名自定义,但是方法不能有参数
	//自定义的一个方法init,用于包含初始化工作代码
	public void init() {
		System.out.println("调用了Dog类中的init......");
	}
	
	//方法名自定义,但是方法不能有参数
	//自定义的一个方法dipsose,用于包含bean摧毁前要执行的工作代码
	public void dispose() {
		System.out.println("调用了Dog类中的dispose......");
	}
	
	public Dog() {
		System.out.println("实例化了Dog!!!");
	}
	
	public void eat() {
		System.out.println("这是一只狗,狗吃骨头!");
	}
}

2. 全局定义

可全局配置初始化方法和摧毁bean之前要调用的方法。

可通过配置这个根元素的default-init-method来设置全局的初始化方法。

可通过配置这个根元素的default-destory-method来设置全局的初始化方法





    
	

考虑到代码重复利用,可以考虑保持各个类的初始化方法和摧毁前要调用的方法同名

c. @PostConstruct 和 @PreDestroy注解

使用@PostConstruct注解和@PreDestroy注解修饰自定义的init和destroy方法。

如果希望一个方法在bean初始化的时候被调用,执行初始化工作,则使用@PostConstruct注解修饰该方法:

@PostConstruct
public void init() {
	System.out.println("调用了Sheep类中的init......");
}

如果希望一个方法在bean被摧毁之前被调用,执行释放资源等工作,则使用@PreDestroy注解修饰该方法:

@PreDestroy
public void cleanUp() {
	System.out.println("调用了Sheep类中的cleanUp......");
}

d. 用于注入特定依赖的Aware接口

有时候可能需要获取某个特定的依赖,如想获取bean所在的上下文容器,则可以实现对应的Aware接口,并实现对应的方法

spring提供一些xxxAware接口,用于注入需要的一些依赖,例如,用于获取bean所属的上下文容器。如果希望在一个bean中获取bean所属的上下文容器,可以让bean实ApplicationContextAware

public class Mouse implements ApplicationContextAware{
	
	//使用一个引用变量,用于引用所属的容器对象
	private ApplicationContext ctx;

	public Mouse() {
		System.out.println("实例化Mouse!!!");
	}

	public void eat() {
		System.out.println("这是一只Mouse,老鼠吃大米!!!");
		Cat cat=ctx.getBean(Cat.class);
		cat.eat();
	}
	
	//该方法将bean所属的容器对象传入该类,使用一个变量接收,然后就可以使用上下文容器了
	@Override
	public void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException {
		ctx=applicationContext;
	}
}

2 DI-依赖注入

DI(Dependency Injection)- 依赖注入是IoC思想的一种实现方式,就是将 依赖对象的创建和维护转移到 被依赖对象类的外部 来实现。

也就是说:一个对象是被动接受依赖对象而不是自己主动去找,换句话说就是对象自己不需要负责寻找或创建它所依赖的对象。

而是由容器(container)来维护对象之间的依赖关系,并根据依赖关系将需要的对象注入。

如果对象A中使用了对象B,则对象A依赖对象B,不直接在A中new一个B对象,而是交给容器,让容器根据A和B的依赖关系,实例化B,并将B对象传递给A,这个过程就是依赖注入。

2.1 setter实现依赖注入

2.1.1 注入简单值(基本数据类型或字符串)

通过value指定要注入的值


	
	
	
	

spring还提供一种简写形式 : p:属性名="属性值" 

在Address类中,必须要给对应的属性生成setter访问器,因为要使用setXXX()方法来注入/设置需要的值

public class Address {

    private String province; //省
    private String city; 	 //市
    private String detailedAddress; //详细地址

	@Override
	public String toString() {
		return "地址::" + province + "省" + city + "市" + detailedAddress;
	}

	public void setProvince(String province) {
		System.out.println("setProvince()方法被调用........");
		this.province = province;
	}

	public void setCity(String city) {
		this.city = city;
	}

	public void setDetailedAddress(String detailedAddress) {
		this.detailedAddress = detailedAddress;
	}
}

2.1.2 注入引用的其他bean(引用类型)

 使用ref属性指定要注入的bean的id或name


	
	
	
	
	
	

引用的其他bean使用p:属性名-ref="引用的bean的id或name"

2.1.3 注入集合(Set、List、Map、Properties)

set标记用于注入set集合的值


	
	
		
		
		
		山东分公司
		山西分公司
		广东分公司
		广西分公司
		海南分公司
	

list标记用于注入list集合的值


	
		
		
		
		Oracle
		Microsoft
		IBM
		Google
	



	
		
		
		
	

map标记用于注入map集合的值


	
		
		
		
		
		
	

注入Properties集合,可以使用props标记或value标记


	
		1000000
		小胖
		Joint venture
	




	
		registeredCapital=2000000
		legalPerson=Allen
		type=Joint venture
	

2.2 构造函数实现依赖注入

2.2.1 注入简单值(基本数据类型或字符串)

constructor-arg标记用于实现以setter的方式注入依赖。

如果使用setter注入,constructor-arg标记的name属性是类中的属性名;

如果使用构造函数注入,constructor-arg标记的name属性指定的是构造函数的参数的名称。

使用构造函数注入,需要生成对应参数的构造函数


	
	
	

使用构造函数注入,也可不写参数名称,但是必须保证参数的顺序是对的。

可以使用参数索引(0表示第一个参数),这样参数顺序随便写。

但是如果不写参数名称,也不写参数索引,则参数顺序必须正确。


	
	
	

spring还提供一种简写形式 : c:参数名="值"

在Address类中要实现构造函数:

public class Address {

    private String province; //省
    private String city; 	 //市
    private String detailedAddress; //详细地址
    
    //如果使用property标记实现依赖注入,则必须要给对应的属性生成setter访问器
    //因为使用setXXX()方法来注入/设置需要的值
    
	@Override
	public String toString() {
		return "地址::" + province + "省" + city + "市" + detailedAddress;
	}

	public Address() {
		super();
	}

	public Address(String pro, String city, String detailedAddress) {
		System.out.println("调用了带3个参数的构造函数实现依赖注入!!!");
		this.province = pro;
		this.city = city;
		this.detailedAddress = detailedAddress;
	}

	public void setProvince(String province) {
		System.out.println("setProvince()方法被调用........");
		this.province = province;
	}

	public void setCity(String city) {
		this.city = city;
	}

	public void setDetailedAddress(String detailedAddress) {
		this.detailedAddress = detailedAddress;
	}
}

2.2.2 注入引用的其他bean(引用类型)

使用ref属性指定要注入的bean的id或name


	
	
	
	
	
	

如果使用c:参数名写法,则简单值使用c:参数名="参数值"

引用的其他bean使用c:参数名-ref="引用的bean的id或name"

2.2.3 注入集合(Set、List、Map、Properties)

set标记用于注入set集合的值


    
	    
	    
	    
	    山东分公司
	    山西分公司
	    广东分公司
	    广西分公司
	    海南分公司
    

list标记用于注入list集合的值


    
	    
	    
	    
	    Oracle
	    Microsoft
	    IBM
	    Google
    



    
	    
	    
	    
    

map标记用于注入map集合的值


	
		
		
		
		
		
	

注入Properties集合,可以使用props标记或value标记


	
		1000000
		小胖
		Joint venture
	



	
		registeredCapital=2000000
		legalPerson=Allen
		type=Joint venture
	

2.3 自动装配

在应用程序对象之间创建和管理关联的过程叫做装配,这构成了DI的核心。以上两种方法为显示装配(显式声明Bean之间的依赖),自动装配(autowiring)不显式声明Bean之间的依赖,让容器选择合适的依赖项注入。

2.3.1 byName

 byName是按照名称自动装配,意思是要注入的属性的属性名和要注入的bean的id或name(别名)相同,即可实现按照名称自动装配。


	
	
	
	

byName 通过匹配 bean 的 id是否跟 setter 对应,对应则自动装配。比如以上代码,bean的id为person;如果我的person类中有一个setName(),则能够自动装配。

public interface Person {

	void kanChai();
}
public class Boy implements Person {

	private String name;
	private Axe axe;
	private Pet pet;
	
	public void setAxe(Axe axe) {
		this.axe = axe;
	}

	public void setName(String name) {
		this.name = name;
	}


	public void setPet(Pet pet) {
		this.pet = pet;
	}

	@Override
	public void kanChai() {
		System.out.println("砍柴人:"+name);
		System.out.println("Boy砍柴,力气大!!!");
		axe.cut();
		pet.showSkill();
	}
}

当一个bean带有autowire byName的属性时:

  1. 将查找其类中所有的set方法名,例如setCat,获得将set去掉并且首字母小写的字符串,即cat。
  2. 去spring容器中寻找是否有此字符串名称id的对象。
  3. 如果有,就取出注入;如果没有,就报空指针异常

2.3.2 byType

byType是按照类型自动装配。如果要注入的属性的数据类型和容器中某个bean的类型匹配,则实现自动装配。


	
	
	
	

自动装配跟 id 无关,在配置bean 时不写 id 都不会报错。

但是 byType 的自动装配存在一个很严重的问题,因为不是通过唯一的 id 来匹配,而是通过类型来匹配,所以容器中不能存在多个相同类型的 bean,否则会抛出NoUniqueBeanDefinitionException异常。

2.3.3 constructor

constructor表示使用对应的构造函数实现自动装配,所以需要生成对应的构造函数


	
public class Girl implements Person {

	private String name;
	private Axe axe;
	private Pet pet;
	
	@Override
	public void kanChai() {
		System.out.println("砍柴人:"+name);
		System.out.println("Girl砍柴,力气更大!!!");
		pet.showSkill();
		axe.cut();
	}

	public Girl() {
		super();
	}

	//如果使用构造函数实现自动装配,需要生成对应的构造函数
	//使用constructor实现自动装配,只要构造函数的数据类型对了即可,参数名无所谓
	public Girl(Axe a, Pet p) {
		super();
		System.out.println("带2个参数的构造函数~~~");
		this.axe = a;
		this.pet = p;
	}

	public void setName(String name) {
		this.name = name;
	}

	public void setAxe(Axe axe) {
		this.axe = axe;
	}

	public void setPet(Pet pet) {
		this.pet = pet;
	}
}

2.3.4 注解

除了使用bean标记注册类为spring管理的bean,也可直接开启包扫描:component-scan标记用于开启组件的包扫描,指定包名,多个包名用逗号隔开。

默认会扫描指定包下使用了@Component、@Controller、@Service、@Repository等注解修饰的类,将类注册为spring管理的bean。


  1. 使用@Component等注解将一个类注册为spring管理的bean,则bean的名称默认为首字母小写的类名,也可自行指定bean的名称。
  2. 在字段前使用@Autowired注解,则使用反射实现注入。@Autowired注解按照类型进行装配,如果存在多个匹配类型,会报错。@Autowired可用于构造函数前、setter方法前、其他任何用于注入的方法前、字段前。
  3. @Resource注解也可用于实现依赖注入。如果没有指定名称或类型,它会先按照名称进行装配;如果没有匹配的bean则继续按照类型进行装配;如果指定了名称,则按照名称进行装配
    ;如果指定了类型,则按照类型进行装配。
@Component("person")
public class Girl implements Person {

	private String name;
	
	@Autowired
	private Axe axe;
	
	
	//@Resource(name="dog")
	//@Resource
	private Pet pet;

	
	@Autowired
	public Girl(Axe axe) {
		System.out.println("用于注入axe属性的构造函数~~~");
		this.axe=axe;
	}
	
	@Autowired
	public void setPet(Pet pet) {
		System.out.println("用于注入pet属性的setter方法~~~");
		this.pet=pet;
	}
	
	@Override
	public void kanChai() {
		System.out.println("砍柴人:"+name);
		System.out.println("Girl砍柴,力气更大!!!");
		axe.cut();
		pet.showSkill();
	}
}
如果使用@Autowired,那么是按照类型进行自动装配;如果存在多个匹配类型,会抛出异常
可使用@Qualifier注解进一步限定要注入的bean,这个注解不能在构造函数前面使用
@Component
public class Girl implements Person {

	private String name;

	private Axe axe;


	@Autowired
	@Qualifier("pig")
	private Pet pet;

	public Girl() {
	}

	public Girl(Pet pet) {
		System.out.println("调用构造函数注入pet属性..................");
		this.pet = pet;
	}

	//qualifier 限定符
	
	@Autowired
	@Qualifier("steelAxe")
	//@Required //表示该属性必须要注入,在spring5.1开始,已经废除,不用关注了,直接使用构造函数注入替代即可
	public void setAxe(Axe axe) {
		System.out.println("调用setAxe()注入axe属性..................");
		this.axe = axe;
	}

	public void setName(String name) {
		this.name = name;
	}

	public void setPet(Pet pet) {
		this.pet = pet;
	}

	@Override
	public void kanChai() {
		System.out.println("Girl砍柴,力气更大!!!");
		axe.cut();
		pet.showSkill();
	}
}

上述代码中,我们使用 @Qualifier 注解,并指定一个唯一的值,选择我们要注入的bean

如pet我们选择注入Pig类,Pig类上@Component并未指定bean的名称,故使用默认名称。

3 bean的继承

在使用bean标记注册一个bean为spring管理的bean时,可使用parent属性指定继承的bean的id或name,这样一个bean会继承另一个bean的配置和依赖注入(如init-method)。

 如果又单独针对某个属性指定了依赖注入,会覆盖继承的依赖注入。


	
	
	
	




	

4 使用工厂方法

默认情况下,spring容器调用无参构造函数创建bean实例。如果希望调用指定方法创建交给spring容器管理的bean实例,可通过bean标记的factory-method属性指定工厂方法的名称。

  • 如果工厂方法是静态方法,则使用bean标记的class属性指定的是工厂类的全限定名称
  • 如果工厂方法是非静态方法,则使用bean标记的factory-bean指定工厂对象bean的id或name
  • 如果工厂方法带有参数,可使用constructor-arg标记指定传入的参数的信息

4.1 使用静态工厂方法返回自身实例

如果想通过一个工厂类的静态工厂方法创建bean,可通过factory-method属性指定创建实例的方法的名称。class指定工厂类的类型,也就是工厂类的全限定名称。

A类的代码:

public class A {

	//即使构造函数是私有的,spring也能通过反射访问该构造函数,实现实例化
	private A() {
		System.out.println("A的私有构造函数!!!");
	}

	//有的时候,我们不希望直接简单调用构造函数创建一个对象
	//有的时候,我们希望spring通过调用我们指定的方法来获取bean的对象
	public static A getA() {
		System.out.println("调用了A类的静态工厂方法返回A的实例!!!");
		return new A();
	}

	public void methodOfA() {
		System.out.println("调用了A类的方法MethodOfA.............");
	}
}

4.2 使用静态工厂方法返回其他类实例

假设有一个Animal接口,在此基础上我们实现了dog、pig、sheep类,我们要调用Animal的静态方法来获取dog的实例。

其中,class指定的应该是工厂方法所在的类的名称,factory-method属性指定创建实例的方法的名称。 实际创建的对象不是AnimalFactory类型,而是dog类型

AnimalFactory类:

public class AnimalFactory {

	public static Animal getAnimal1() {
		System.out.println("调用AnimalFactory类的静态工厂方法getAnimal1().................");
		return new Dog();
	}
	
	
}

4.3 使用非静态工厂方法返回其他类实例

接上例,这次我们希望在工厂类AnimalFactory中用非静态方法实例化一个pig类

首先我们要在XML配置文件中注册AnimalFactory

如果希望通过工厂类A的非静态方法来实例化B ,这时候不再使用class属性来指定生成的bean的类型。

factory-bean属性指定创建bean实例(如这里的Pig)的工厂对象是哪个,指定其id或name。

factory-method属性指定创建bean实例的工厂方法的名称。

id为animal的bean实际是一个Pig实例,也即是getAnimal2()方法返回的实例

 AnimalFactory类:

public class AnimalFactory {

	public Animal getAnimal2() {
		System.out.println("调用AnimalFactory类的实例工厂方法getAnimal2().................");
		return new Pig();
	}
	
}

4.4 使用带参数的工厂方法

接上例,我们希望通过AnimalFactory这个工厂类的一个带参数的静态方法getAnimal3(int type)来创建spring管理的实例。



	

constructor-arg在构造函数注入的时候是构造函数参数的名称,但是对于工厂方法,就是指定一个普通方法参数的信息(如这里传入的参数是type,传入的值为2)

AnimalFactory类:

public class AnimalFactory {

	private static Map map;
	
	static {
		map=new HashMap<>();
		map.put(1,new Dog());
		map.put(2,new Pig());
		map.put(3,new Sheep());
	}
	
	public static Animal getAnimal3(int type) {
		System.out.println("调用AnimalFactory类的静态工厂方法getAnimal3().................");
		return map.get(type);
	}
}

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