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(shí)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(gè)原則，它將對(duì)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(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，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(kuò)展框架的類或插入自己的類。

這種架構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是：

• 將任務(wù)的執(zhí)行與其實(shí)現(xiàn)分離
• 更容易在不同實(shí)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(xiàng)來測(cè)試程序，并允許組件通過契約進(jìn)行通信

我們可以通過各種機(jī)制實(shí)現(xiàn) IoC，例如：策略設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn) IoC 的模式，其中被反轉(zhuǎn)的控制是設(shè)置對(duì)象的依賴項(xiàng)。

將對(duì)象與其他對(duì)象連接或?qū)?duì)象“注入”到其他對(duì)象中是由匯編程序而不是對(duì)象本身完成的。

下面是在傳統(tǒng)編程中創(chuàng)建對(duì)象依賴關(guān)系的方法：

public class Store {
    private Item item;

    public Store() {
        item = new ItemImpl1();
    }
}

在上面的示例中，我們需要在 Store 類本身中實(shí)例化 Item 接口的實(shí)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(shí)現(xiàn)：

public class Store {
    private Item item;

    public Store(Item item) {
        this.item = item;
    }
}

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(shí)現(xiàn)。

IoC 和 DI 都是簡單的概念，但它們對(duì)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(shí)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(fù)責(zé)實(shí)例化、配置和組裝稱為 bean 的對(duì)象，以及管理它們的生命周期。

Spring 框架提供了 ApplicationContext 接口的幾個(gè)實(shí)現(xiàn)：ClassPathXmlApplicationContext 和 FileSystemXmlApplicationContext 用于獨(dú)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(dòng)實(shí)例化容器的一種方法：

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

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(yùn)行時(shí)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(jìn)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(xiàng)的參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)。

Spring 通過類型解決每個(gè)參數(shù)，然后按屬性名稱和索引進(jìn)行消歧。讓我們看看使用注釋配置 bean 及其依賴項(xiàng)的配置：

@Configuration
public class AppConfig {

    @Bean
    public Item item1() {
        return new ItemImpl1();
    }

    @Bean
    public Store store() {
        return new Store(item1());
    }
}

@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(gè)配置類中。

我們?cè)诜椒ㄉ鲜褂?@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(rèn)為方法名稱。

對(duì)于默認(rèn)的 singleton 范圍的 bean，Spring 首先檢查是否已存在緩存的 bean 實(shí)例，僅在不存在時(shí)創(chuàng)建新實(shí)例。如果我們使用 prototype 范圍，則容器為每個(gè)方法調(diào)用返回一個(gè)新的 bean 實(shí)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>

## 基于setter的依賴注入

對(duì)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(shí)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：

```java
@Bean
public Store store() {
    Store store = new Store();
    store.setItem(item1());
    return store;
}

我們也可以使用 XML 進(jìn)行相同的 bean 配置：

<bean id="store" class="org.baeldung.store.Store">
    <property name="item" ref="item1" />
</bean>

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(gè) 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(xiàng)，將基于 setter 的注入用于可選的依賴項(xiàng)。

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(xiàng)注入其中：

public class Store {
    @Autowired
    private Item item;
}

在構(gòu)造 Store 對(duì)象時(shí)，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(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。

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?yàn)樗幸恍┤秉c(diǎn)，例如：

• 此方法使用反射來注入依賴項(xiàng)，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(gè)依賴項(xiàng)。如果我們使用構(gòu)造函數(shù)注入，有多個(gè)參數(shù)會(huì)讓我們認(rèn)為這個(gè)類做了不止一件事，這可能違反單一責(zé)任原則。

自動(dòng)裝配依賴項(xiàng)

自動(dòng)裝配允許 Spring 容器通過檢查已定義的 bean 來自動(dòng)解決協(xié)作 bean 之間的依賴關(guān)系。

使用 XML 配置有四種自動(dòng)裝配 bean 的模式：

• no：默認(rèn)值 - 這意味著不使用自動(dòng)裝配，我們必須顯式地命名依賴項(xiàng)。
• byName：按屬性名稱進(jìn)行自動(dòng)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(jìn)行自動(dòng)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(gè) bean 具有該類型，則框架會(huì)拋出異常。
• constructor：基于構(gòu)造函數(shù)參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)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(xiàng) 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(qǐng)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(gè) 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(dòng)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 store bean 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(dòng)裝配。

惰性初始化的bean

默認(rèn)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(qǐng)求它時(shí)，才會(huì)初始化 item1 bean，而不是在啟動(dòng)時(shí)。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是初始化時(shí)間更快，但缺點(diǎn)是我們?cè)?bean 被請(qǐng)求之后才會(huì)發(fā)現(xiàn)任何配置錯(cuò)誤，這可能是應(yīng)用程序已運(yùn)行數(shù)小時(shí)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(jìn)行了示例。

最后

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