java依赖注入作用 java的依赖注入

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mob64ca140beea5 2024-05-30 10:44:29

文章标签 java依赖注入作用面试数据库 java 配置文件 文章分类 Java 后端开发

我们知道，Java方面的高级程序员一定得掌握Spring的技能，其中包括Spring 依赖注入（IOC），面向切面（AOP），和数据库的整合（比如和Hibernate整合或声明式事务等）以及Spring MVC架构。其中，Spring的依赖注入是重中之重，在面试时，面试官一定会问这方面的问题。

根据我的培训和面试经验，这方面的知识点虽然不难（初学者估计最多3天就能看明白并调通程序），但要把其中的各混淆点（也就是面试点）讲清楚不容易，换句话说，初级程序员在学习Spring IOC这部分的知识时，或多或少会走些弯路，在通常情况下，会经过一次或多次面试的失败（就是交学费）后才能理顺这部分的知识体系。

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1 通过一个简单但易学的案例来了解依赖注入

步骤一开发提供服务的SayHello.java程序。

1 package com;
 2 public class SayHello {
 3     private HelloWorldSpring helloWorldSpring;
 4     public HelloWorldSpring getHelloWorldSpring() {
 5         return helloWorldSpring;
 6     }
 7     public void setHelloWorldSpring(HelloWorldSpring helloWorldSpring) {
 8         this.helloWorldSpring = helloWorldSpring;
 9     }
10     public void sayHello(){
11         System.out.println("Say Hello:" + helloWorldSpring.sayHello());
12         }
13     }

第10行定义了一个sayHello的方法，在这方法里，调用了在第3行定义的helloWorldSpring对象，输出一串文字。

这里有一个比较有意思的现象，虽然在第4行和第7行针对helloWorldSpring对象定义了get和set的方法，但在第11行使用helloWorldSpring对象之前，始终没有用new关键字初始化这个对象，那么按照以往的经验，会不会出现空指针异常呢？

别着急，先看下HelloWorldSpring这个类里有没有特殊的动作。

步骤二定义HelloWorldSpring.java这个类。

1 package com;
2 public class HelloWorldSpring {
3     private String sayContent;    
4     public String sayHello() {
5         System.out.println("HelloWorld Spring!");
6         return "Hello World Spring";
7     }
8 }

这里直接在第4行定义了sayHello的方法，也没看到特殊的代码。接下来看一下在SpringMain这个类里是如何调用的。

步骤三开发调用者SpringMain.java，请大家注意一下调用sayHello方法的方式。

1 package com;
 2 import org.springframework.context.ApplicationContext;
 3 import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;
 4 public class SpringMain {
 5     public static void main(String[] args) {
 6         ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext(
 7                 "conf/applicationContext-*.xml");
 8 
 9     SayHello sayHello = (SayHello) context.getBean("SayHello");
10     sayHello.sayHello();        
11     }
12 }

关键代码在第9行和第10行，是通过一个getBean方法，获得了SayHello对象的一个实例，随后调用了其中的sayHello方法。在这之前，通过第6行的代码，装载了一个配置文件。

戏法变到这里，大家看到了两个不可思议的地方。第一，在SayHello类里，始终没有初始化HelloWorldSpring对象，就直接用了。第二，在SpringMain类里，没有像往常那样用SayHello sayHello = new SayHello(); 的方法初始化对象，而是通过getBean的方式来获得类的实例。

其实，这里大家已经能看到“低耦合”的写法了。让我们最后看完Spring的配置文件再来综合体验IoC的好处。

步骤四编写Spring的配置文件applicationContext-service-api.xml，关键代码如下

1 <bean id="HelloWorldSpring" class="com.HelloWorldSpring">
2 </bean>
3 <bean id="SayHello" class="com.SayHello" >
4 <property name="helloWorldSpring" ref="HelloWorldSpring" />
5 </bean>

在第1行和第2行里，定义了一个Bean。在Spring里，一个Bean往往和一个类所对应，这里id是HelloWorldSpring的这个Bean是和com.HelloWorldSpring这个类所对应。

而在第3行到第5行里，用id是SayHello这个Bean对应com.SayHello这个类，请大家注意第4行，用内置property这个方式，把HelloWorldSpring这个类内嵌到SayHello类里。

2 IoC的特点，不用New就可以初始化类

SpringMain.java的主要代码如下。

1     ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("conf/applicationContext-*.xml");
2     SayHello sayHello = (SayHello) context.getBean("SayHello");
3     sayHello.sayHello();

运行SpringMain.java时，首先是把配置文件里定义的信息装载到context类里；接着在第2行里，通过context.getBean方法，根据配置文件的定义，获取ID为SayHello（即class是com.SayHello）这个类；随后在第3行里使用这个类的sayHello方法。从代码中大家可以看出，这里同样没有用到new，而是根据配置文件来初始化类。

没有使用new，就意味着低耦合，具体而言，就是SayHello、HelloWorldSpring和SpringMain这三个类之间的耦合度很低。

假设有三个团队在开发维护这三个类，如果用常规new方法来创建类，比如在SayHello类里用HelloWorldSpring helloWorldSpring = new HelloWOrldSpring();，那么一旦管理HelloWorldSpring类的团队要修改调用的接口，比如new的构造函数需要带参数，那么SayHello类的管理者就不得不受无妄之灾，也需要修改本身的代码。

要知道在公司里，修改代码并且发布到生产环境，要经过很烦琐且很严格的审批流程，必须要经历代码审查、代码提交、测试人员测试、领导审批、最终发布以及发布后检查这些步骤。如果用刚才看到的通过配置文件装载类，在本地代码里没有new的这套开发方式，那么如果一个团队修改了代码，其他团队就有可能不必改动代码，这样就可以很大程度上避免不必要的工作。

3 控制翻转和依赖注入

控制翻转的英文名字叫IoC（Inversion of Control），依赖注入英文名叫DI（Dependency Injection），下面通过下表来看一下它们的概念。

概念名	含义	表现形式
控制翻转（IoC，控制反转）	类之间的关系，不用代码控制，而是由Spring容器（也就是Spring的jar包）来控制。控制权由代码翻转到容器里，这叫控制翻转	在初始化对象时，在代码里无须new，而是把类之间的关系写到配置文件里
依赖注入（DI）	在代码运行时，如果我们要在一个类里使用（也叫注入）另一个类，比如在上述的SayHello类里要初始化另外一个HelloWorldSpring类，那么这种注入就是依赖于配置文件的	同样是把类之间的调用关系写到配置文件里，在运行时，会根据配置文件，把HelloWorldSpring这个类注入SayHello里

通过上面的描述，能看到它们其实是从不同的角度讲述的同一件事情。依赖注入强调类的注入是由Spring容器在运行时完成，而控制反转强调类之间的关系是由Spring容器控制。

从这两个名词可知， Spring给我们带来了一种全新的编程理念，即不用new也可以创建和使用对象。这种开发方式让我们能像搭积木一样组装不同的类，组装后的类之间的耦合度很低，一个类的修改可以不影响（或者影响度很小）其他的类，这样就可以避免一个小修改带来的一大串连锁反应。

大家在了解Spring的时候，一定请理解“低耦合”这个好处，这本来是面向对象思想带给我们的好处，在Spring开发的过程中我们确实能感受到。

4 读取配置文件的各种方式

在Spring里，通常在配置文件中描述各类以及类之间的包含关系，在使用的时候，会先加载配置文件，Spring的内核会读取配置文件，随后动态地组装各类。

通过下表来总结一下读取配置文件的各种方式，它们之间没有优劣之分，大家可以挑选个最适用的，具体来讲，没有特殊情况，就可以用ClassPathXmlApplicationContext。

类名	例子
XmlBeanFactory	Resource resource = new ClassPathResource("bean.xml"); BeanFactory factory = new XmlBeanFactory(resource);
ClassPathXmlApplicationContext	ApplicationContext factory=new ClassPathXmlApplicationContext("conf/appcontext.xml");
用文件系统类来读取 FileSystemXmlApplicationContext	ApplicationContext factory=new FileSystemXmlApplicationContext("classpath:appcontext.xml");

5 单例和多例

我们知道，Spring的容器会在程序运行时，根据配置文件自动地创建（或者叫实例化）具体的Java类（也叫class，或叫Bean）。在配置文件里，可以设置创建文件时是否用单例的方式，如果没有设置，则会自动用默认的单例的方式来创建文件。如果不想用单例，则可以通过如下两种语法来修改，它们是等价的。

<bean id="SayHello" class="com.SayHello" singleton="false"> 或者

在实际项目中，一般用单例模式来创建无状态的Bean，而对于有状态的Bean，一般不用这种模式。所谓无状态的Bean，是指没有能够标识它目前状态属性的Bean，比如共享单车，A用好以后，可以放入共享池（即放到马路边上），B可以继续使用。由于没有供某个特定的用户使用，所以也就不能保持某一用户的状态，所以叫无状态Bean。相反，如果针对个人的自行车，那么会有个状态来表明是个人的。

讲到这里，请大家确认如下概念，并不是我们首先设置了singleton是false，所以Spring容器才用单例的方式，恰恰相反，根据实际的需求，待创建的类可以被其他多个类共享，因此我们才设置singleton是false。是先有需求再有具体的实现。

这个知识点可以说是Spring面试的必考点，下面通过下表来对比一下两者的差别

列别	实际用例	特点
有状态Bean	我们访问网站登录后都有自己的用户名和密码，系统可以用一个有状态的Bean来记录我们的访问信息，比如来源IP访问页面列表和访问时间等	会为每次调用创建一个实例，一旦调用结束，比如用户离开了网站，则该Bean就会被销毁
无状态Bean	数据库连接的通用类，其他类可以用它来获取数据库连接并进行操作	可以在缓冲池里只维护一个实例，无须创建和销毁操作，性能高，但是线程不安全

6 论面试

当年我追过一本小说，叫天择，里面有个故事情节，皇帝请主角吃饭，让主角点菜，主角点的不是龙肝凤胆，也不是山珍海味，是两个家常菜，炒青菜和蛋炒饭，如下我引用的是书中原话：

天下万事万物，都是有一个从简单到复杂，又从复杂趋向于简单的过程，用道家的话来说，就是天下大道，以简驭繁，用佛家的话来说，就是看山是山，看山不是山，看山仍是山的三大境界。蛋炒饭和炒青菜这两样东西每个人都吃了不知道多少次，但是，正因为如此，能够在这平凡当中做出来令人难忘的伟大味道，这才是顶尖的高手的境界！

学习Spring IOC这平凡的知识点，也会经历过上述”从简单到复杂“的过程，作者根据多年面试培训（甚至包括写书）的经验，从纷繁复杂的Spring IOC的诸多知识点中提炼出针对初级程序员有用的上述内容，不能说是顶尖高手，但至少也经过沉淀，对大家多少有些帮助，也一定能帮助大家少走些弯路（这也是本文申请加入首页的理由）。

面试时也这样，面试官会在乎候选人掌握多少知识点（广度），更在乎对于知识点的深度，如果候选人能从IOC这种平凡的知识点里说出自己的高深体会，这样反而能更打动面试官。

在这方面可以说出如下的要点：

1 基本概念（谁都会说）

2 结合项目说明怎么用IOC，以及IOC的好处（不用new就能用，低耦合），这大家可以结合本文里提到的案例说明

3 一些外围的知识点，比如如何导入配置文件

4 特别地，请讲述单例和多例，并请结合具体例子说明在项目里的用法。

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