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詳解Spring的核心機制依賴注入

對于一般的Java項目，他們都或多或少有一種依賴型的關系，也就是由一些互相協作的對象構成的。Spring把這種互相協作的關系稱為依賴關系。如A組件調用B組件的方法，可稱A組件依賴于B組件，依賴注入讓Spring的Bean以配置文件組織在一起，而不是以硬編碼的方式耦合在一起

一、理解依賴注入

依賴注入(Dependency Injection) = 控制反轉(Inversion ofControl,IoC)：當某個Java實例(調用者)需另一個Java實例(被調用者)時，在依賴注入模式下，創建被調用者的工作不再由調用者來完成，因此稱為控制反轉；創建被調用者實例的工作通常由Spring容器來完成，然后注入調用者，因此也稱為依賴注入

依賴注入：程序運行過程中，如需另一個對象協作(調用它的方法、訪問他的屬性)時，無須在代碼中創建被調用者，而是依賴于外部容器的注入。Spring的依賴注入對調用者和被調用者幾乎無任何要求，完全支持對POJO間依賴關系的管理

依賴注入

設值注入：IoC容器使用屬性的setter方法來注入被依賴的實例

構造注入：IoC容器使用構造器來注入被依賴的實例

理解依賴注入：

一個人(Java實例，調用者)需要一把斧子(Java實例，被調用者)

在原始社會里，幾乎沒有社會分工；需要斧子的人(調用者)只能自己去磨一把斧子(被調用者)；對應情形為：Java程序里的調用者自己創建被調用者，通常采用new關鍵字調用構造器創建一個被調用者

進入工業社會，工廠出現了，斧子不再由普通人完成，而在工廠里被生產出來，此時需要斧子的人(調用者)找到工廠，購買斧子，無須關心斧子的制造過程；對應簡單工廠設計模式，調用者只需定位工廠，無須管理被調用者的具體實現

進入“共產主義”社會，需要斧子的人甚至無須定位工廠，“坐等”社會提供即可；調用者無須關心被調用者的實現，無須理會工廠，等待Spring依賴注入

二、設值注入

Person接口： 
public interface Person { 
  // 定義使用斧子的方法 
  public void useAxe(); 
} 
Spring推薦面向接口編程，這樣可更好地讓規范和實現分離，從而提供更好的解耦；對于一個Java EE應用，不管是DAO組件還是業務邏輯組件，都應該先定義一個接口，該接口定義了該組件應實現的功能，但功能的實現則由其實現類提供

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

實現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語義約束 --> 
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實例 --> 
 bean id="chinese" class="com.Chinese"> 
   !-- 將stoneAxe注入給axe屬性 --> 
   property name="axe" ref="stoneAxe" /> 
 /bean> 
  
 !-- 配置stoneAxe實例 --> 
 bean id="stoneAxe" class="com.StoneAxe" /> 
  
/beans>

測試類：

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

Spring采用XML作為配置文件，從Spring2.0開始，Spring即可采用DTD來定義配置文件的語義約束，也可用XML Schema來定義(可利用Spring配置文件的擴展性，進一步簡化Spring配置；還提供了一些新的標簽；還允許程序員開發自定義的配置文件標簽，讓其他開發人員在Spring配置文件中使用這些標簽：通常由第三方供應商完成)；

可在Spring的projects目錄的org.springframwork.beans、org.springframework.context等目錄的\src\main\resources路徑下找到各種*.xsd文件(Spring配置文件的XML Schema語義約束文件)

在配置文件中，Spring配置Bean實例通常會指定：

id ：指定該Bean的唯一標識，程序通過id屬性值來訪問該Bean實例

class ：指定該Bean的實現類，此處不可再用接口，必須使用實現類Spring容器用XML解析器讀取該屬性，并利用反射來創建該實現類的實例

Spring會自動接管每個bean.../>定義里的property.../>元素定義，Spring會在調用無參構造器后、創建默認Bean實例后、調用對應的setter方法為程序注入屬性值

每個Bean的id屬性是該Bean的唯一標識，程序通過id屬性訪問Bean，Bean與Bean的依賴關系也通過id屬性關聯

Bean與Bean間的依賴關系由Spring管理，Spring采用setter方法為目標Bean注入所依賴的Bean，這種方式被稱為設值注入

使用Spring IoC容器的3個基本要點：

應用程序的各組件面向接口編程

應用程序的各組件不再由程序主動產生，而是由Spring容器來負責產生、并初始化

Spring采用配置文件、或Annotation來管理Bean的實現類、依賴關系，Spring容器則根據配置文件、利用反射來創建實例，并為之注入依賴關系

三、構造注入

在構造實例時，已經為其完成了依賴關系的初始化。這種利用構造器來設置依賴關系的方式，被稱為構造注入

public class Chinese implements Person { 
 private Axe axe; 
  
 // 默認的構造器 
 public Chinese() { 
 } 
  
 // 構造注入所需的帶參數的構造器 
 public Chinese(Axe axe) { 
   this.axe = axe; 
 } 
  
 // 實現Person接口的useAxe方法 
 @Override 
 public void useAxe() { 
   // 調用axe的chop()方法 
   // 表明Person對象依賴于axe對象 
   System.out.println(axe.chop()); 
 } 
}

無須再提供設置axe屬性的setter方法，僅僅提供了一個帶Axe屬性的構造器，Spring將通過該構造器為chinese注入所依賴的Bean實例

?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> 
!-- Spring配置文件的根元素，使用spring-beans-3.0.xsd語義約束 --> 
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實例 --> 
 bean id="chinese" class="com.Chinese"> 
   !-- 使用構造注入，為chinese實例注入stoneAxe實例 --> 
   constructor-arg ref="stoneAxe" /> 
 /bean> 
  
 !-- 配置stoneAxe實例 --> 
 bean id="stoneAxe" class="com.StoneAxe" /> 
  
/beans>

constructor-arg.../>元素指定了一個構造器參數，該參數類型是Axe，這指定Spring調用Chinese類里帶一個Axe參數的構造器來創建chinese實例，因為使用了有參數的構造器創建實例，所以當Bean實例被創建完成后，該Bean的依賴關系已經設置完成

配置constructor-arg.../>元素時可指定一個index屬性，用于指定該構造參數值將作為第幾個構造參數值；如index=“0”表明該構造參數值將作為第一個構造參數

執行效果與使用設置注入時的執行效果完全一樣。區別在于：創建Person實例中Axe屬性的時機不同-----設置注入是先通過無參數的構造器創建一個Bean實例，然后調用對應的setter方法注入依賴關系；而構造注入則直接調用有參數的構造器，當Bean實例創建完成后，已經完成了依賴關系的注入

四、兩種注入方式的對比

相比之下，設值注入有如下優點：

與傳統的JavaBean的寫法更相似，程序開發人員更容易理解、接受、通過setter方法設定依賴關系顯得更加直觀、自然

對于復雜的依賴關系，若采用構造注入，會導致構造器過于臃腫，難以閱讀；Spring在創建Bean實例時，需同時實例化其依賴的全部實例，因而導致性能下降

尤其是在某些屬性可選的情況下，多參數的構造器更加笨重

相比之下，構造注入有如下優點：

可在構造器中決定依賴關系的注入順序，優先依賴的優先注入

對于依賴關系無需變化的Bean，構造注入更有用處；因為沒有setter方法，所有的依賴關系全部在構造器內設定。因此，無須擔心后續的代碼對依賴關系產生破壞

依賴關系只能在構造器設定，則只有組件的創建者才能改變組件的依賴關系。對組件的調用者而言，組件內部的依賴關系完全透明，更符合高內聚的原則