Java程序员必须掌握的Spring依赖管理原理

Posted 2021-02-17

Spring依赖注入

依赖注入（Dependency Injection）的意思就是对象通过构造器函数参数，工厂方法的参数，或者成员属性，定义了对象的依赖对象；容器在创建该对象时会负责注入这些依赖。这个过程是控制反转的，即不是由即将创建的对象来管理自己的依赖的发现和实例化，而是有Spring容器来实现。

在Spring中依赖注入有两种形式，第一种就是基于构造函数的注入，即通过调用构造函数，传入参数，也就是依赖来完成整个依赖注入流程；第二种就是基于setter方法的注入。

构造函数的参数的匹配，要避免歧义，如指定类型，指定参数的次序等。如果是按照参数名字匹配，则必须开启debug模式进行编译，否则参数名字是不保留的。如果不想开启debug模式编译，则可以使用@ConstructorProperties注解。
setter方法注入是先调用没有参数的默认构造函数构建对象，或者没有参数的静态工厂方法，实例化bean后，调用setter方法来将该对象注入。

通过使用依赖注入，可以使代码更简洁，更好地实现对象之间解耦。另外，通过依赖注入管理的的对象是POJO类，可以更好地进行测试。

如何选择合适的依赖注入方法？

最佳实践是通过构造器方法注入主要依赖对象，通过setter方法注入可选的依赖对象。虽然可以在setter方法上加上@Required注解来实现主要依赖对象注入，但一般还是推荐使用构造器注入必须的依赖。

使用构造器注入，可以使得应用的组件作为不可变的对象，而且可以保证注入依赖是非null的。另外，构造器注入返回的是一个完整的初始状态的实例。但是，一般不推荐大量使用构造方法注入，如果出现这种情况，则说明代码需要重构。

setter方法适合注入可选的依赖，这些依赖可能有默认值，而且在其他位置使用这些依赖时务必要进行null值检查。使用setter方法的一个好处是可以修改或者重新配置，或者需要时再注入。如基于JMX MBean的管理。

Spring依赖解析流程

首先ApplicationContext会被创建和初始化，会加载包括描述所有bean的元数据。这些配置元数据可以通过XML，Java代码或者注解来指定。

对于每一个bean，它的依赖表现形式是成员属性，构造器参数，或者静态工厂方法的参数。在bean真正创建时，Spring容器会提供这些依赖的对象。这些参数可能是需要设置的默认值，也可能是另外一个bean的引用。

Spring容器会验证每个bean的配置信息。并且在bean真正创建时才设置设置属性值或者参数值。
在Spring中，单例作用域的bean会提前初始化，在Spring容器创建时就进行了实例化。对于其他的作用域的bean，则只在需要时才进行创建。之所以单例作用域的bean会被提前初始化，主要是为了解决依赖检查的问题，下文的循环依赖一节会详细说明。

在Spring内部会构建一个创建bean的依赖图，按照这依赖关系来创建Bean。

循环依赖解决

如果使用构造函数注入，则不能有循环依赖的情况。如A构造器依赖B，同时B也构造器依赖A。Spring IoC容器会在运行时检测到循环依赖，抛BeanCurrentlyInCreationException异常。一种解决办法是通过setter方法来解决循环依赖的情况。

Spring会在容器加载时检测配置问题，如引用不存在或者循环依赖。Spring会在必要时才解析依赖，即尽可能晚的来解析依赖关系。延迟解析依赖可能导致后期请求获取对象时报错，如抛出一个异常，如丢失指定对象或者属性。这种配置的延迟的可见性导致的问题使得ApplicationContext的实现要求单例作用域的bean提前记性初始化。虽然会耗费内存和时间，因为并不是按需创建这些单例作用域的bean，但是可以在ApplicationContext创建时就可以发现配置问题。

下文会介绍通过指定bean的可以通过配置来覆盖默认的行为，使得单例作用域的bean也是延迟初始化。
如果没有循环依赖存在，则在注入依赖对象时，这些依赖的对象就已经初始化完成了。即如果A依赖B，则在A初始化时，B已经初始化完成了。也就是说，Bean是在相关依赖设置完成，并且相关的生命周期方法调用完毕后，才算是完成了初始化。

bean的延迟初始化

默认情况下ApplicationContext是提前初始化单例作用域的bean，作为ApplicationContext初始化的一部分。这样可以尽快的发现配置问题。可以通过指定bean的lazy-init="true"，让bean在需要时才被初始化。

自动注入依赖

在Spring中可以自动注入依赖，可以减少指定属性或者构造器参数，还可以随着配置对象的变化来更新注入的对象。
自动注入依赖的模式有：通过名称注入，通过类型注入，和通过构造器注入。

总结

本文总结了Spring中的依赖管理的基本原理和常见的问题，具体的依赖注入配置语法还需要参考Spring的官方文档来进行。