SpringBoot 依赖注入(DI) 详解_springboot di-优快云博客

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Spring Boot 中的依赖注入（DI）详解

Spring Boot 是基于 Spring 框架的一个开源框架，简化了 Spring 应用的开发过程。依赖注入（Dependency Injection, DI）是 Spring 框架的核心概念之一，也是 Spring Boot 中非常重要的部分。Spring Boot 通过 Spring 的 DI 机制来管理和注入应用中的依赖关系，使得开发者可以更加专注于业务逻辑，而不用担心对象的创建和生命周期管理。

1. Spring Boot DI 的基本概念

依赖注入是通过控制反转（Inversion of Control, IoC）来实现的，核心思想是：对象不再自己创建依赖，而是由 Spring IoC 容器来管理这些对象及其依赖关系。Spring Boot 在此基础上，简化了配置，提升了开发效率。

2. Spring Boot 中 DI 的实现方式

Spring Boot 采用的是 Spring Framework 的依赖注入机制，这些依赖注入的方式大致有以下几种：

构造器注入（Constructor Injection）
Setter 注入（Setter Injection）
字段注入（Field Injection）

2.1 构造器注入（Constructor Injection）

构造器注入是最常见也是最推荐的依赖注入方式。在构造器注入中，依赖对象通过类的构造函数传递给目标对象。

示例：

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

@Component
public class Car {
    private final Engine engine;

    // 通过构造器注入依赖
    @Autowired
    public Car(Engine engine) {
        this.engine = engine;
    }

    public void start() {
        engine.run();
    }
}

@Component
public class Engine {
    public void run() {
        System.out.println("Engine is running...");
    }
}

@Autowired 注解标记构造器，Spring 会自动将 Engine 类的实例注入到 Car 类中。
构造器注入使得依赖关系是不可变的，有助于代码的清晰性和可靠性，尤其是在确保依赖对象不能为空时。

2.2 Setter 注入（Setter Injection）

Setter 注入是通过类的 setter 方法将依赖注入到类中。Spring 会通过调用 setter 方法来注入依赖。

示例：

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

@Component
public class Car {
    private Engine engine;

    // 通过 setter 方法注入依赖
    @Autowired
    public void setEngine(Engine engine) {
        this.engine = engine;
    }

    public void start() {
        engine.run();
    }
}

@Component
public class Engine {
    public void run() {
        System.out.println("Engine is running...");
    }
}

在这种方式中，依赖可以通过 setter 方法进行注入，适用于某些依赖是可选或在对象创建后可能需要变更的情况。

2.3 字段注入（Field Injection）

字段注入是直接通过注解将依赖注入到目标类的字段中。这是最简洁的方式，但通常不推荐使用，因为它会暴露对象的内部实现并增加代码的耦合性。

示例：

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

@Component
public class Car {
    @Autowired
    private Engine engine;

    public void start() {
        engine.run();
    }
}

@Component
public class Engine {
    public void run() {
        System.out.println("Engine is running...");
    }
}

通过 @Autowired 注解，Spring 会自动注入 Engine 类的实例到 Car 类的 engine 字段。
虽然这种方式简单，但它会使得类的依赖关系不那么显式，增加了对象之间的隐式依赖。

3. Spring Boot 中的自动注入

Spring Boot 支持通过自动配置（Auto-Configuration）来自动注入依赖。Spring Boot 提供了许多自动配置的功能，开发者不需要手动配置常见的 Bean。

3.1 自动扫描与注解

@Component：用于标记一个类为 Spring 管理的组件，Spring Boot 会自动扫描该类并将其实例化为 Bean。
@Service：用于标记服务层类，功能和 @Component 类似，只是语义更明确。
@Repository：用于标记持久层类，功能和 @Component 类似，主要用来标识数据访问对象。
@Controller：用于标记控制器类，适用于 Web 层组件。
@RestController：是 @Controller 和 @ResponseBody 的组合，通常用于创建 RESTful API。

3.2 `@Autowired` 的作用

@Autowired 注解告诉 Spring 容器在运行时自动注入依赖。默认情况下，Spring 会按照类型自动进行注入。如果有多个符合类型的 Bean，Spring 会尝试根据 Bean 的名称或使用 @Qualifier 注解来确定注入的具体 Bean。

3.3 `@Primary` 和 `@Qualifier`

@Primary：当有多个候选 Bean 可以注入时，使用 @Primary 注解标注的 Bean 会被优先选择。
@Qualifier：当有多个候选 Bean 时，结合 @Qualifier 可以指定注入特定的 Bean。

@Component
@Primary
public class PetrolEngine implements Engine {
    public void run() {
        System.out.println("Petrol Engine is running...");
    }
}

@Component
public class ElectricEngine implements Engine {
    public void run() {
        System.out.println("Electric Engine is running...");
    }
}

@Component
public class Car {
    private Engine engine;

    @Autowired
    @Qualifier("electricEngine") // 指定注入 ElectricEngine
    public Car(Engine engine) {
        this.engine = engine;
    }

    public void start() {
        engine.run();
    }
}

4. Spring Boot 启动时的依赖注入

Spring Boot 启动时，@SpringBootApplication 注解会触发 Spring Boot 自动配置和组件扫描。启动类通常是应用的入口，Spring Boot 会自动扫描该类所在包及其子包下的所有组件。

@SpringBootApplication
public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(Application.class, args);
    }
}

@SpringBootApplication 是一个组合注解，包含了 @Configuration、@EnableAutoConfiguration 和 @ComponentScan 等，它标记了一个 Spring Boot 应用的启动类。
Spring Boot 会自动配置与启动类同包及其子包下的组件，并将所有的 Bean 自动注入到 Spring 容器中。

5. 依赖注入的优点

解耦性强：通过 DI，类之间的依赖关系变得显式而且灵活，容易进行替换和扩展。
可测试性：通过 DI 可以轻松地替换依赖为 mock 对象，从而提高测试的简便性。
提高代码的可维护性：当代码有新需求时，依赖注入允许通过调整配置而不是修改代码来实现新的功能。

6. 总结

Spring Boot 的依赖注入机制通过简化配置和自动注入功能，使得开发者能够更加专注于业务逻辑。通过使用 @Autowired 和注解标识的方式，开发者可以轻松管理应用中的依赖关系。构造器注入是推荐的方式，既清晰又安全，而字段注入虽然简单，但一般不推荐使用，因为它会增加类的耦合度。Spring Boot 提供的自动配置和自动扫描功能进一步降低了开发者的配置负担，提高了开发效率。