面试官常问的Spring依赖注入和Bean的装配问题，今天给大家讲清楚！

时间:2022-07-26
本文章向大家介绍面试官常问的Spring依赖注入和Bean的装配问题，今天给大家讲清楚！，主要内容包括其使用实例、应用技巧、基本知识点总结和需要注意事项，具有一定的参考价值，需要的朋友可以参考一下。

写在前面

小伙伴儿们，Spring 的依赖注入以及 Bean 的装配是面试常问的知识点，今天我们来学习一下Spring中的依赖注入方式，以及如何将自己开发的Bean装配到Spring IoC容器中。

思维导图

思维导图

1、依赖注入方式

1.1、setter注入；

setter注入是Spring中最主流的注入方式，它利用Java Bean规范所定义的setter方法来完成注入，灵活且可读性高。

比方说我刚开始输出一个对象的话，看代码：

  • 先建立一个实体类People：
package com.java.entity;

public class People {
    private int id;
    private String name;
    private int age;

    public People() {
        //调用默认的构造方法
    }

    public int getId() {
        return id;
    }

    public void setId(int id) {
        this.id = id;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
}
  • 然后是配置文件ApplicationContext.xml：
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
    xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
    xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
        http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">

    <bean id="people" class="com.java.entity.People"></bean>

</beans>
  • 再来个测试类：
package com.java.test;

import com.java.entity.People;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;

public class Test2 {
    public static void main(String[] args) {
        //加载beans.xml文件，调用Spring接口
        ApplicationContext ac=new ClassPathXmlApplicationContext("beans.xml");
        //通过id获取bean，返回一个对象
        People people=(People)ac.getBean("people");
        //调用方法
        System.out.println(people);

    }
}

我们看运行结果：

那么，setter注入又是怎么回事呢？

setter注入就是可以在beans配置文件中主动加入属性，以此来改变输出对象的特点；

  • 我们在People类里面添加一下构造函数，并重写一下toString方法：
public People() {
        //调用默认的构造方法
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "People{" +
                "id=" + id +
                ", name='" + name + ''' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
  • 在配置文件中加入属性：
//属性注入
<bean id="people2" class="com.java.entity.People">
        <property name="id" value="1"></property>
        <property name="age" value="18"></property>
        <property name="name" value="张三"></property>
    </bean>
  • 测试函数：
//属性注入
People people2=(People)ac.getBean("people2");
        System.out.println(people2);

我们看运行效果：

1.2、构造器注入；

构造器注入依赖于构造方法实现，而构造方法可以是有参数或者无参数。在大部分的情况下，我们都是通过类的构造方法来创建对象，Spring也可以采用反射的方式，通过使用构造方法来完成注入，这就是构造器注入的原理。

我们来看看实例：

  • 先要把实体类的属性构造方法加上：
public People(int id, String name, int age) {
        this.id = id;
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
  • 然后是配置文件：
 <!--类型注入-->
    <bean id="people3" class="com.java.entity.People">
        <constructor-arg type="int" value="2"></constructor-arg>
        <constructor-arg type="String" value="李四"></constructor-arg>
        <constructor-arg type="int" value="19"></constructor-arg>
    </bean>

    <!--索引注入-->
    <bean id="people4" class="com.java.entity.People">
        <constructor-arg index="0" value="3"></constructor-arg>
        <constructor-arg index="1" value="王五"></constructor-arg>
        <constructor-arg index="2" value="20"></constructor-arg>
    </bean>

    <!--联合使用-->
    <bean id="people5" class="com.java.entity.People">
        <constructor-arg type="int" index="0" value="4"></constructor-arg>
        <constructor-arg type="String" index="1" value="赵六"></constructor-arg>
        <constructor-arg type="int" index="2" value="21"></constructor-arg>
    </bean>
  • 测试函数：
     //类型注入
        People people3=(People)ac.getBean("people3");
        System.out.println(people3);

        //索引注入
        People people4=(People)ac.getBean("people4");
        System.out.println(people4);

        //联合使用
        People people5=(People)ac.getBean("people5");
        System.out.println(people5);

运行结果:

2、装配Bean

前面已经介绍了Spring IoC的理念和设计，现在我们来学习一下如何将自己开发的Bean装配到Spring IoC容器中；

大部分场景下，我们都会使用 ApplicationContext 的具体实现类，因为对应的 Spring IoC 容器功能相对强大。

而在 Spring 中提供了 3 种方法进行配置：

  • 在 XML 中显式配置
  • 在 Java 的接口和类中实现配置
  • 隐式 Bean 的发现机制和自动装配原则

在现实的工作中，这 3 种方式都会被用到，并且在学习和工作之中常常混合使用，所以这里给出一些关于这 3 种优先级的建议：

（1）最优先：通过隐式 Bean 的发现机制和自动装配的原则。

  • 基于约定优于配置的原则，这种方式应该是最优先的
  • 好处：减少程序开发者的决定权，简单又不失灵活。

（2）其次：Java 接口和类中配置实现配置

  • 在没有办法使用自动装配原则的情况下应该优先考虑此类方法
  • 好处：避免 XML 配置的泛滥，也更为容易。
  • 典型场景：一个父类有多个子类，比如学生类有两个子类，一个男学生类和女学生类，通过 IoC 容器初始化一个学生类，容器将无法知道使用哪个子类去初始化，这个时候可以使用 Java 的注解配置去指定。

（3）最后：XML 方式配置

  • 在上述方法都无法使用的情况下，那么也只能选择 XML 配置的方式。
  • 好处：简单易懂
  • 典型场景：当使用第三方类的时候，有些类并不是我们开发的，我们无法修改里面的代码，这个时候就通过 XML 的方式配置使用了。

2.1，通过XML方式配置装配Bean；

使用 XML 装配 Bean 需要定义对应的 XML，这里需要引入对应的 XML 模式（XSD）文件，这些文件会定义配置 Spring Bean 的一些元素，比方说当我们在 IDEA 中创建 XML 文件时，就会有对应的配置文件(Spring Config)提示，也就是上面所说的XSD文件：

2.1.1,简单的配置如下

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
    xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
    xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
        http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">

    <bean id="work" class="com.java.service.Work">
        <property name="jiekou" ref="b"></property>
    </bean>
  
</beans>

我们在这里面需要引入 beans 的定义，引入xsd 文件，它是一个根元素，这样它所定义的元素将可以定义对应的 Spring Bean；

  • id：对象的唯一标识；
  • class：bean的完全限定名称，从包名称到类名称；
  • property：给属性赋值，name的名称取决于set()方法后面的参数，ref引用具体的值；

这里的详细在我上一篇文章中有详解，这里就不再赘述了。

2.1.2,装配集合

有些时候需要做一些复杂的装配工作，比如 Set、Map、List、Array 和 Properties 等，为此我们新建一个 ComplexAssembly 类：

package com.java.ssm;

import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.Properties;
import java.util.Set;

public class ComplexAssembly {
    private Long id;
    private List<String> list;
    private Map<String, String> map;
    private Properties properties;
    private Set<String> set;
    private String[] array;
}

这个 Bean 没有任何的实际意义，只是为了介绍如何装配这些常用的集合类：

<bean id="complexAssembly" class="com.java.ssm.ComplexAssembly">
    <property name="id" value="1"/>
    
    <property name="list">
        <list>
            <value>value-list-1</value>
            <value>value-list-2</value>
            <value>value-list-3</value>
        </list>
    </property>
    
    <property name="map">
        <map>
            <entry key="key1" value="value-key-1"/>
            <entry key="key2" value="value-key-2"/>
            <entry key="key3" value="value-key-2"/>
        </map>
    </property>
    
    <property name="properties">
        <props>
            <prop key="prop1">value-prop-1</prop>
            <prop key="prop2">value-prop-2</prop>
            <prop key="prop3">value-prop-3</prop>
        </props>
    </property>
    
    <property name="set">
        <set>
            <value>value-set-1</value>
            <value>value-set-2</value>
            <value>value-set-3</value>
        </set>
    </property>
    
    <property name="array">
        <array>
            <value>value-array-1</value>
            <value>value-array-2</value>
            <value>value-array-3</value>
        </array>
    </property>
</bean>

总结：

  • List 属性为对应的 <list> 元素进行装配，然后通过多个 <value> 元素设值。
  • Map 属性为对应的 <map> 元素进行装配，然后通过多个 <entry> 元素设值，只是 entry 包含一个键值对(key-value)的设置
  • Properties 属性为对应的 <properties> 元素进行装配，通过多个 <property> 元素设值，只是 properties 元素有一个必填属性 key ，然后可以设置值
  • Set 属性为对应的 <set> 元素进行装配，然后通过多个 <value> 元素设值
  • 对于数组而言，可以使用 <array> 设置值，然后通过多个 <value> 元素设值。

集合注入总结：

  • List 属性使用 <list> 元素定义注入，使用多个 <ref> 元素的 Bean 属性去引用之前定义好的 Bean
  • Map 属性使用 <map> 元素定义注入，使用多个 <entry> 元素的 key-ref 属性去引用之前定义好的 Bean 作为键，而用 value-ref 属性引用之前定义好的 Bean 作为值
  • Set 属性使用 <set> 元素定义注入，使用多个 <ref> 元素的 bean 去引用之前定义好的 Bean

2.2，通过注解装配Bean

通过上面的学习，我们已经了解了如何使用 XML 的方式去装配 Bean，但是更多的时候已经不再推荐使用 XML 的方式去装配 Bean，更多的时候会考虑使用注解（annotation） 的方式去装配 Bean。

优点：

减少XML配置，注解功能更为强大，既能实现 XML 的功能，也提供了自动装配的功能，采用了自动装配后，程序员所需要做的决断就少了，更加有利于对程序的开发，这就是“约定优于配置”的开发原则。

在 Spring 中，它提供了两种方式来让 Spring IoC 容器发现 Bean；

  • 组件扫描：通过定义资源的方式，让 Spring IoC 容器扫描对应的包，从而把 Bean 装配进来。
  • 自动装配：通过注解定义，使得一些依赖关系可以通过注解完成。

2.2.1,使用@Component装配Bean

举个栗子，我们创建一个People类：

package com.java.test;

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

@Component(value="people")
public class People {

    @Value("1")
    private int id;
    @Value("jack")
    private String name;
}

注解的相关解释：

  • @Component注解：表示 Spring IoC 会把这个类扫描成一个 Bean 实例，而其中的 value 属性代表这个类在 Spring 中的 id，这就相当于在 XML 中定义的 Bean 的 id：<bean id="people" class="com.java.test.People" />，也可以简写成 @Component("people")，甚至直接写成 @Component ，对于不写的，Spring IoC 容器就默认以类名来命名作为 id，只不过首字母小写，配置到容器中。
  • @Value注解：表示值的注入，跟在 XML 中写 value 属性是一样的。

这样我们就创建好了一个Bean，相当于XML中类似的配置：

<bean id="people" class="com.java.test.People">
        <property name="id" value="1" />
        <property name="name" value="jack"/>
</bean>

现在有了这个类，但是还不能进行测试，因为Spring IoC并不知道需要去哪里扫描对象，这个时候我们可以使用一个 PeopleConfig 类去告诉 Spring IoC ：

package com.java.test;

import org.springframework.context.annotation.ComponentScan;

@ComponentScan
public class PeopleConfig {
}

这个类十分简单，没有任何逻辑，但是需要说明两点：

  • 该类和 People类位于同一包名下
  • @ComponentScan注解：代表进行扫描，默认是扫描当前包的路径，扫描所有带有 @Component 注解的类。

这样一来，我们就可以通过 Spring 定义好的 Spring IoC 容器的实现类——AnnotationConfigApplicationContext 去生成 IoC 容器了：

ApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(PeopleConfig.class);
People people = (People) context.getBean("people", People.class);
people.printInformation();

这里可以看到使用了 AnnotationConfigApplicationContext 类去初始化 Spring IoC 容器，它的配置项是 PeopleConfig 类，这样 Spring IoC 就会根据注解的配置去解析对应的资源，来生成 IoC 容器了。

2.2.2，自动装配@Autowired

所谓自动装配技术是一种由 Spring 自己发现对应的 Bean，自动完成装配工作的方式，它会应用到一个十分常用的注解 @Autowired 上，这个时候 Spring 会根据类型去寻找定义的 Bean 然后将其注入，举个实例看看：

1，先创建一个PeopleService接口：

package com.java.service;

public interface PeopleService {
    public void printPeopleInfo();
}

2，为上面接口创建一个PeopleServiceImp实现类：

package com.java.service;

import com.java.test.People;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Component("peopleService")
public class PeopleServiceImp implements PeopleService{

    @Autowired
    private People people=null;

    public void printPeopleInfo(){
        System.out.println("人的id为:"+people.getId());
        System.out.println("人的name为:"+people.getName());
    }
}

该实现类实现了接口的 printPeopleInfo() 方法，打印出成员对象 people的相关信息，这里的 @Autowired 注解，表示在 Spring IoC 定位所有的 Bean 后，这个字段需要按类型注入，这样 IoC 容器就会寻找资源，然后将其注入。

3，测试类：

修改PeopleConfig类，告诉Spring IoC的扫描路径：

package com.java.test;

import org.springframework.context.annotation.ComponentScan;

@ComponentScan(basePackages = {"com.java.test","com.java.service"})
public class PeopleConfig {
}

然后是测试函数：

package com.java.service;

import com.java.test.People;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Component("peopleService")
public class PeopleServiceImp implements PeopleService{

    @Autowired
    private People people=null;

    public void printPeopleInfo(){
        System.out.println("人的id为:"+people.getId());
        System.out.println("人的name为:"+people.getName());
    }
}

运行结果：

  • @Autowired 注解表示在 Spring IoC 定位所有的 Bean 后，再根据类型寻找资源，然后将其注入。
  • 过程： 定义 Bean —— 初始化 Bean —— 根据属性需要从 Spring IoC 容器中搜寻满足要求的 Bean —— 满足要求则注入
  • 问题： IoC 容器可能会寻找失败，此时会抛出异常（默认情况下，Spring IoC 容器会认为一定要找到对应的 Bean 来注入到这个字段，但有些时候并不是一定需要，比如日志）
  • 解决： 通过配置项 required 来改变，比如 @Autowired(required = false)

@Autowired 注解不仅仅能配置在属性之上，还允许方法配置，常见的 Bean 的 setter 方法也可以使用它来完成注入，总之一切需要 Spring IoC 去寻找 Bean 资源的地方都可以用到，例如：

public class Spring {
    ......
    @Autowired
    public void setSource(Source source) {
        this.source = source;
    }
}

在大部分的配置中都推荐使用@Autowired自动注入来完成，这是 Spring IoC 帮助我们自动装配完成的，这样使得配置大幅度减少，满足约定优于配置的原则，增强程序的健壮性。

小结

本文我们学会了装配Bean的常用方式，常用的是通过注解装配Bean，也就是基于约定优于配置的原则。后面我们继续来探讨一下Bean的作用域与生命周期等流程。

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