Spring入门：自动化装配bean

Posted 2021-02-14

Spring从两个角度来实现自动化装配：

• 组件扫描(component scanning)：Spring会自动发现应用上下文中需要创建的bean。
• 自动装配(autowiring)：Spring会自动满足bean之间的依赖。

为了更形象的解释组件扫描与自动装配，我们举一个音响系统的例子，主要包含以下内容：

• CD接口
• CD接口的一个实现类
• CD播放器

关于CD和CD播放器关系的解释：

如果你不将CD插入(注入)到CD播放器中，那么CD播放器其实是没有太大用处的。所以，可以这样说，

CD播放器依赖于CD才能完成它的使命。

1. 创建可被发现的bean

先创建CD接口CompactDisc：

package chapter02;

public interface CompactDisc {
    void play();
}

然后创建CD接口的一个实现类SgtPeppers：

package chapter02;

import org.springframework.stereotype.Component;

@Component
public class SgtPeppers implements CompactDisc {
    @Override
    public void play() {
        String title = "Sgt.Pepper\'s Lonely Hearts Club Band";
        String artists = "The Beatles";
        System.out.println("Playing " + title + " By " + artists);
    }
}

SgtPeppers类与以往类的区别在于使用了@Component注解。

这个注解表明该类会作为组件类，并告知Spring要为这个类创建bean。

那么如何让Spring发现它并创建bean呢？

这时就需要用到组件扫描，不过，在Spring中，组件扫描默认是不启用的。

因此我们需要显式配置一下Spring，从而命令它去寻找带有@Component注解的类，并为其创建bean。

创建CDPlayerConfig类：

package chapter02;

import org.springframework.context.annotation.ComponentScan;

@ComponentScan
public class CDPlayerConfig {
}

这个类与以往类的区别是使用了@ComponentScan注解，这个注解能够让Spring启用组件扫描。

@ComponentScan默认会扫描与配置类相同的包以及这个包下的所有子包，查找带有@Component注解的类。

2. 验证组件扫描

为了验证创建的bean能否被Spring发现，我们创建一个简单的JUnit测试，完成此测试需要导入以下两个jar包：

• hamcrest-core-2.1.jar
• junit-4.12.jar

导入jar包的方式如下：

导入完成后的项目结构图如下所示：

package chapter02;

import static org.junit.Assert.*;

import org.junit.Test;
import org.junit.runner.RunWith;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.test.context.ContextConfiguration;
import org.springframework.test.context.junit4.SpringJUnit4ClassRunner;

@RunWith(SpringJUnit4ClassRunner.class)
@ContextConfiguration(classes = CDPlayerConfig.class)
public class CDPlayerTest {

    @Autowired
    private CompactDisc compactDisc;

    @Test
    public void cdShouldNotBeNull() {
        assertNotNull(compactDisc);
        compactDisc.play();
    }
}

代码简单讲解：

@RunWith(SpringJUnit4ClassRunner.class)，会在测试开始的时候自动创建Spring的应用上下文。

@ContextConfiguration(classes = CDPlayerConfig.class)会告诉Spring需要在CDPlayerConfig中加载配置。

字段compactDisc上的@Autowired注解，会将SgtPeppers bean注入到字段compactDisc上，因为它是接口CompactDisc的实现类并且添加了@Component注解。

运行测试方法cdShouldNotBeNull，会发现测试通过，compactDisc不为null：

3. 设置bean ID

Spring应用上下文中所有的bean都会给定一个ID，默认情况下，Spring会将类名的第一个字母变为小写，作为该bean的ID。

如上面代码中SgtPeppers bean的ID为sgtPeppers。

有以下两种方式来设置bean ID：

3.1 使用@Component设置bean ID

@Component("lonelyHeartsClub")
public class SgtPeppers implements CompactDisc {
    ......
}

3.2 使用@Named设置bean ID

@Named注解不是Spring框架的注解，而是Java 依赖注入规范（Java Dependency Injection）中的注解，因此需要导入jar包：javax.inject-1.jar，导入jar包的方式可以参考 Spring入门(一)：创建Spring项目。

import javax.inject.Named;

@Named("lonelyHeartsClub")
public class SgtPeppers implements CompactDisc {
	......
}

在Spring项目中建议使用@Component注解。

4. 设置组件扫描的基础包

按照默认规则 ，@ComponentScan注解会以配置类所在的包作为基础包（base package）来扫描组件。

但有时候，我们会将配置类放在单独的包中，使其与其他的应用代码区分开来。

这种场景下，默认的基础包就满足不了需求。

@ComponentScan注解支持传入指定的基础包，有以下几种场景：

4.1 指定要扫描的基础包（单个）

@ComponentScan("chapter02")
public class CDPlayerConfig {
}

或者：

@ComponentScan(basePackages = "chapter02")
public class CDPlayerConfig {
}

4.2 指定要扫描的基础包（多个）

@ComponentScan(basePackages = {"chapter01", "chapter02"})
public class CDPlayerConfig {
}

4.3 指定要扫描的基础包（类型安全）

@ComponentScan(basePackageClasses = {CDPlayer.class})
public class CDPlayerConfig {
}

basePackageClasses也支持指定多个类，指定类所在的包将会作为组件扫描的基础包。

建议使用这种类型安全方式来指定扫描的基础包。

5. 通过为bean添加注解实现自动装配

自动装配是让Spring自动满足bean依赖的一种方法，在满足依赖的过程中，会在Spring应用上下文中寻找匹配某个bean需要的其他bean。

实现自动装配，需要使用Spring的@Autowired注解。

@Autowired一般情况下，有以下3种使用方式：

5.1 使用在构造器上

package chapter02;

public interface MediaPlayer {
    void play();
}

package chapter02;

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Component
public class CDPlayer implements MediaPlayer {

    private CompactDisc compactDisc;

    @Autowired
    public CDPlayer(CompactDisc compactDisc) {
        this.compactDisc = compactDisc;
    }

    @Override
    public void play() {
        compactDisc.play();
    }
}

5.2 使用在属性的Setter方法上

package chapter02;

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Component
public class CDPlayer implements MediaPlayer {

    private CompactDisc compactDisc;

    @Autowired
    public void setCompactDisc(CompactDisc compactDisc) {
        this.compactDisc = compactDisc;
    }

    @Override
    public void play() {
        compactDisc.play();
    }
}

5.3 使用在类的任何方法上

package chapter02;

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Component
public class CDPlayer implements MediaPlayer {

    private CompactDisc compactDisc;

    @Autowired
    public void insertDisc(CompactDisc compactDisc) {
        this.compactDisc = compactDisc;
    }

    @Override
    public void play() {
        compactDisc.play();
    }
}

不管是构造器、Setter方法还是其他的方法，Spring都会尝试满足方法参数上所声明的依赖。

假如有且只有一个bean匹配依赖需求的话，那么这个bean将会被装配进来。

如果没有匹配的bean，那么在应用上下文创建的时候，Spring会抛出一个异常。

可以通过设置require属性为false避免该异常出现：

@Autowired(required = false)
public CDPlayer(CompactDisc compactDisc) {
    this.compactDisc = compactDisc;
}

不过建议谨慎使用，避免未找到bean进行匹配，而且代码没有进行null检查而出现NullPointerException。

如果有多个bean都能满足依赖关系的话，Spring将会抛出一个异常，表明没有明确指定要选择哪个bean进行自动装配。

@Autowired注解也可以替换成@Inject注解（来源于Java依赖注入规范），同样可以实现自动装配：

package chapter02;

import org.springframework.stereotype.Component;
import javax.inject.Inject;

@Component
public class CDPlayer implements MediaPlayer {

    private CompactDisc compactDisc;

    @Inject
    public CDPlayer(CompactDisc compactDisc) {
        this.compactDisc = compactDisc;
    }

    @Override
    public void play() {
        compactDisc.play();
    }
}

在Spring项目中建议使用@Autowired注解。

6. 验证自动装配

修改CDPlayerTest类代码测试自动装配。

package chapter02;

import org.junit.Rule;
import org.junit.Test;
import org.junit.contrib.java.lang.system.StandardOutputStreamLog;
import org.junit.runner.RunWith;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.test.context.ContextConfiguration;
import org.springframework.test.context.junit4.SpringJUnit4ClassRunner;

import static org.junit.Assert.assertEquals;
import static org.junit.Assert.assertNotNull;

@RunWith(SpringJUnit4ClassRunner.class)
@ContextConfiguration(classes = CDPlayerConfig.class)
public class CDPlayerTest {

    @Rule
    public final StandardOutputStreamLog log = new StandardOutputStreamLog();

    @Autowired
    private MediaPlayer mediaPlayer;

    @Autowired
    private CompactDisc compactDisc;

    @Test
    public void cdShouldNotBeNull() {
        assertNotNull(compactDisc);
        compactDisc.play();
    }

    @Test
    public void play() {
        mediaPlayer.play();
        assertEquals("Playing Sgt.Pepper\'s Lonely Hearts Club Band By The Beatles\\r\\n", log.getLog());
    }
}

因为代码中使用了StandardOutputStreamLog类，因此需要导入jar包：system-rules-1.16.0.jar，导入jar包的方式可以参考 Spring入门(一)：创建Spring项目。

运行测试方法play()，输出内容和预期一致，说明字段mediaPlayer已经被MediaPlayer的实现类CDPlayer bean装配，测试通过，如下所示：

7. 源码及参考

源码地址：https://github.com/zwwhnly/spring-action.git，欢迎下载。

Craig Walls 《Spring实战（第4版）》

原创不易，如果觉得文章能学到东西的话，欢迎点个赞、评个论、关个注，这是我坚持写作的最大动力。

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