Spring IoC与DI详解

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Spring IoC与DI详解

控制反转（IoC）概念

控制反转（Inversion of Control，IoC）是Spring框架的核心概念之一。传统的程序设计中，对象的创建和依赖关系由程序代码直接管理，而在IoC模式下，对象的创建和依赖关系的管理被反转给了外部容器。

传统方式 vs IoC方式

在传统方式中，对象需要自己创建和管理依赖对象，这导致了代码的紧耦合。而在IoC方式中，依赖关系由容器管理并注入到对象中，实现了松耦合。

依赖注入（DI）详解

依赖注入（Dependency Injection，DI）是实现IoC的一种具体方式。通过DI，对象的依赖关系由容器在运行时动态注入，而不是由对象自己创建。

DI的三种方式

构造器注入：通过构造函数注入依赖
Setter注入：通过setter方法注入依赖
字段注入：通过反射直接注入依赖

构造器注入示例

public class UserService {
    private UserRepository userRepository;
    
    // 构造器注入
    public UserService(UserRepository userRepository) {
        this.userRepository = userRepository;
    }
    
    public void saveUser(User user) {
        userRepository.save(user);
    }
}

Setter注入示例

public class UserService {
    private UserRepository userRepository;
    
    // Setter注入
    public void setUserRepository(UserRepository userRepository) {
        this.userRepository = userRepository;
    }
    
    public void saveUser(User user) {
        userRepository.save(user);
    }
}

字段注入示例

public class UserService {
    // 字段注入
    @Autowired
    private UserRepository userRepository;
    
    public void saveUser(User user) {
        userRepository.save(user);
    }
}

Spring IoC容器

Spring提供了两种主要的IoC容器实现：

BeanFactory

BeanFactory是Spring框架最核心的接口，提供了基本的IoC功能：

// 创建BeanFactory容器
BeanFactory factory = new XmlBeanFactory(new ClassPathResource("beans.xml"));

// 获取Bean实例
UserService userService = (UserService) factory.getBean("userService");

ApplicationContext

ApplicationContext是BeanFactory的子接口，提供了更多企业级功能：

// 创建ApplicationContext容器
ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("beans.xml");

// 获取Bean实例
UserService userService = context.getBean(UserService.class);

容器的生命周期

Bean的作用域

Spring支持多种Bean作用域：

singleton：单例模式（默认）
prototype：原型模式
request：每个HTTP请求创建一个实例
session：每个HTTP Session创建一个实例
application：每个ServletContext创建一个实例
websocket：每个WebSocket创建一个实例

作用域配置示例

<!-- XML配置方式 -->
<bean id="userService" class="com.example.UserService" scope="singleton"/>

<!-- 注解配置方式 -->
@Scope("prototype")
@Component
public class UserService {
    // ...
}

Bean的生命周期

Spring Bean的生命周期包括以下几个阶段：

生命周期回调示例

public class UserService implements InitializingBean, DisposableBean {
    @Override
    public void afterPropertiesSet() throws Exception {
        // 初始化回调
        System.out.println("UserService初始化完成");
    }
    
    @Override
    public void destroy() throws Exception {
        // 销毁回调
        System.out.println("UserService销毁");
    }
    
    @PostConstruct
    public void postConstruct() {
        // JSR-250注解初始化
        System.out.println("UserService @PostConstruct");
    }
    
    @PreDestroy
    public void preDestroy() {
        // JSR-250注解销毁
        System.out.println("UserService @PreDestroy");
    }
}

自动装配

Spring提供了多种自动装配方式：

@Autowired注解

@Service
public class UserService {
    // 按类型自动装配
    @Autowired
    private UserRepository userRepository;
    
    // 按名称自动装配
    @Autowired
    @Qualifier("mysqlUserRepository")
    private UserRepository specificUserRepository;
}

@Resource注解

@Service
public class UserService {
    // 按名称自动装配
    @Resource(name = "userRepository")
    private UserRepository userRepository;
    
    // 按类型自动装配
    @Resource(type = UserRepository.class)
    private UserRepository userRepositoryByType;
}

配置方式对比

Spring提供了多种配置方式：

配置方式	优点	缺点
XML配置	配置集中，易于管理	配置冗长，类型不安全
注解配置	简洁，类型安全	配置分散，不易管理
Java配置	类型安全，易于重构	需要编译才能生效

Java配置示例

@Configuration
@ComponentScan(basePackages = "com.example")
public class AppConfig {
    
    @Bean
    public UserRepository userRepository() {
        return new UserRepositoryImpl();
    }
    
    @Bean
    public UserService userService() {
        return new UserService(userRepository());
    }
}

通过以上内容，我们可以全面了解Spring的IoC和DI机制，这是Spring框架的核心基础，掌握这些概念对于深入学习Spring至关重要。