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深入浅出讲解Spring框架中依赖注入与控制反转及应用

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深入浅出讲解Spring框架中依赖注入与控制反转及应用

什么是依赖注入和控制反转

在传统的 Java 应用中，在一个类中如果需要依赖另一个类的对象，我们通常会使用“new”关键字手动创建这个对象。例如：

public class UserService {

    private UserDao userDao = new UserDao();

    // 其他方法
    // ...
}

这种方式虽然简单，但是有一个缺点，就是这样耦合度高、扩展性差。例如如果 UserDao 的实现类需要变更，我们需要在所有依赖 UserDao 的业务类中修改代码。而且对于不同的环境，我们还需要手动修改代码。

此时依赖注入和控制反转就要登场了。

  • 依赖注入(Dependency Injection)是指，通过引入 IoC 容器，在容器中动态加载对象，并将这些对象注入到需要使用它们的类中，从而实现对象与对象之间的解耦。
  • 控制反转（Inversion of Control，IoC）是指，将对象的控制权由程序员转移到框架中，由框架帮我们管理对象的声明周期和依赖关系，从而实现程序的解耦。

Spring 中的依赖注入和控制反转

在 Spring 中，我们使用 BeanFactory 或者 ApplicationContext 容器来管理对象，并使用依赖注入来解决对象之间的依赖关系。

BeanFactory

在 Spring 中，BeanFactory 是一个很基础的容器，可以创建和管理对象。下面是一个示例：

<bean id="userDao" class="com.example.dao.UserDaoImpl"/>

<bean id="userService" class="com.example.service.UserService">
    <property name="userDao" ref="userDao"/>
</bean>

在这个示例中，我们创建了一个 UserDao 对象，并将其注入到 UserService 中。UserService 中的 userDao 属性使用 “property” 元素来注入，其中 “name” 表示属性名，ref=”userDao” 表示注入 userDao bean。

ApplicationContext

ApplicationContext 是一个更高级的容器，除了 BeanFactory 的所有功能外，还提供了更加方便的集成功能，例如国际化、事件处理、资源加载等。下面是一个示例：

<bean id="userDao" class="com.example.dao.UserDaoImpl"/>

<bean id="userService" class="com.example.service.UserService"/>

在这个示例中，我们创建了一个 UserDao 对象，和一个 UserService 对象。注意，这里并没有显式地指定 UserDao 对象的注入方式，Spring 会自动检测 UserService 中的需要注入的属性，并自动注入相应的对象。

示例1：构建一个基础的 Spring 应用

接下来，我们将演示如何使用 Spring 的依赖注入和控制反转功能，构建一个简单的 Spring 应用程序。

步骤

首先，创建一个基础的 Spring 应用程序，包含以下文件和类：

  1. pom.xml：用于管理项目依赖。
<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework</groupId>
        <artifactId>spring-context</artifactId>
        <version>4.3.9.RELEASE</version>
    </dependency>
</dependencies>
  1. UserDao.java：创建一个 UserDao 接口。
public interface UserDao {
    void save();
}
  1. UserDaoImpl.java：创建 UserDao 的实现类。
public class UserDaoImpl implements UserDao {
    public void save() {
        System.out.println("UserDaoImpl save method called");
    }
}
  1. UserService.java：创建 UserService 接口。
public interface UserService {
    void register();
}
  1. UserServiceImpl.java：创建 UserService 的实现类，并在其属性中注入 UserDao。
public class UserServiceImpl implements UserService {

    private UserDao userDao;

    public void setUserDao(UserDao userDao) {
        this.userDao = userDao;
    }

    public void register() {
        userDao.save();
        System.out.println("UserServiceImpl register method called");
    }
}
  1. applicationContext.xml：配置 Spring 容器。
<bean id="userDao" class="com.example.dao.UserDaoImpl"/>

<bean id="userService" class="com.example.service.UserServiceImpl">
    <property name="userDao" ref="userDao"/>
</bean>
  1. Main.java：创建主函数用于测试应用程序。
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 加载配置文件
        ClassPathXmlApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
        // 获取 UserService 实例
        UserService userService = context.getBean(UserService.class);
        // 调用 register 方法
        userService.register();
        // 关闭 Spring 容器
        context.close();
    }
}

实现过程

  1. 在 UserDao.java 中，我们创建了 UserDao 接口，其中定义了一个 save() 方法。

  2. 在 UserDaoImpl.java 中，我们创建了 UserDao 的实现类，并实现了 save() 方法。这个方法只是简单的打印一条消息，表示方法被调用了。

  3. 在 UserService.java 中，我们创建了 UserService 接口，并定义了一个 register() 方法。

  4. 在 UserServiceImpl.java 中，我们创建了 UserService 的实现类，并在其属性 userDao 中注入 UserDao 对象。在 register() 方法中，我们调用了 userDao 的 save() 方法，并打印了一条消息表示方法被调用了。

  5. 在 applicationContext.xml 中，我们配置了 Spring 容器，一共定义了两个 bean：userDao 和 userService。userService 中的 userDao 属性通过注入方式来实现。

  6. 在 Main.java 中，我们创建了主函数用于测试应用程序。我们加载了 applicationContext.xml 配置文件，并通过 context.getBean() 方法获取 UserService 实例。最后，调用 register() 方法，并关闭 Spring 容器。

到此为止，我们就完成了一个使用 Spring 的依赖注入和控制反转功能的简单应用程序。在运行程序时，我们可以看到控制台输出：

UserDaoImpl save method called
UserServiceImpl register method called

示例2：在 Spring Boot 应用程序中使用依赖注入

在 Spring Boot 应用程序中，Spring 自动配置了很多对象来简化我们的开发，我们只需要添加相关依赖，并在代码中注入相应的对象即可。

在这个示例中，我们将演示如何在 Spring Boot 应用程序中使用依赖注入。

步骤

首先，创建一个 Spring Boot 应用程序，包含以下文件和类：

  1. pom.xml：用于管理项目依赖。
<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        <version>2.1.4.RELEASE</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
        <version>2.1.4.RELEASE</version>
        <scope>test</scope>
    </dependency>
</dependencies>
  1. UserDao.java：创建一个 UserDao 接口。
public interface UserDao {
    void save();
}
  1. UserDaoImpl.java：创建 UserDao 的实现类。
@Repository
public class UserDaoImpl implements UserDao {

    public void save() {
        System.out.println("UserDaoImpl save method called");
    }
}
  1. UserService.java：创建 UserService 接口。
public interface UserService {
    void register();
}
  1. UserServiceImpl.java：创建 UserService 的实现类，并使用 @Autowired 注解对 UserDao 进行注入。
@Service
public class UserServiceImpl implements UserService {

    @Autowired
    private UserDao userDao;

    public void register() {
        userDao.save();
        System.out.println("UserServiceImpl register method called");
    }
}
  1. Main.java：创建主函数用于测试应用程序。
@RestController
public class Main {

    @Autowired
    UserService userService;

    @RequestMapping("/register")
    public String register() {
        userService.register();
        return "success";
    }

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

实现过程

  1. 在 UserDao.java 中，我们创建了 UserDao 接口，其中定义了一个 save() 方法。

  2. 在 UserDaoImpl.java 中，我们创建了 UserDao 的实现类，并使用 @Repository 注解将它声明为一个 bean。这个类中也实现了 save() 方法。

  3. 在 UserService.java 中，我们创建了 UserService 接口，并定义了一个 register() 方法。

  4. 在 UserServiceImpl.java 中，我们创建了 UserService 的实现类。这个类中使用 @Service 注解将其声明为一个 bean，并在 userDao 属性上使用 @Autowired 注解来进行注入。在 register() 方法中，我们调用了 userDao 的 save() 方法，并打印了一条消息表示方法被调用了。

  5. 在 Main.java 中，我们创建了主函数，并使用 @RestController 注解将其声明为一个 web 服务。在这个类中，我们将 UserService 注入到 userService 属性中，并编写了一个 /register 的接口用于测试服务。这个接口调用了 userService 的 register() 方法。

通过运行应用程序，我们可以在控制台上看到应用已经启动了。打开浏览器，输入 http://localhost:8080/register ，我们可以看到该接口调用了 UserServiceImpl 中的 register() 方法，并打印了一条消息表示方法被调用了。

至此，我们已经完成了如何在 Spring 应用程序和 Spring Boot 应用程序中使用依赖注入和控制反转的介绍。

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