Spring IOC的核心机制:实例化与注入

上文我们介绍了IOC和DI,IOC是一种设计模式,DI是它的具体实现,有很多的框架都有这样的实现,本文主要以spring框架的实现,来看具体的注入实现逻辑。

spring是如何将对象加入容器的

spring将对象加入容器的方式有很多种,最主要的是xml和注解的形式,而当下注解的形式应用更加的广泛,所以这里我们也主要介绍注解注入模式下的相关知识点。

spring下的注解也是有很多种的,其中应用最为广泛的就是模式注解。

模式注解 stereotype annotations

咋一看,这是啥,说实话我也不太清楚,官方说的就叫这哈,其实他说的就是平时最常用的那些 @Component @Service @Controller @Repository @Configuration 注解。

如果一个类被打上 @Component注解,那他就会被容器扫描到并加入到容器里去。那这里我们用spring的方式再来实现一下上篇文章的获取英雄的需求。

先给 Diana这个英雄打上一个 @Component注解:

@Component
public class Diana{
    private String skillName = "Diana R";

    public Diana() {
    }

    public void q(){
        System.out.println("Diana Q");
    }

    public void w(){
        System.out.println("Diana W");
    }

    public void e(){
        System.out.println("Diana E");
    }

    public void r(){
        System.out.println(this.skillName);
    }
}

假设现在有一个Controller需要用到 Diana

@RestController
public class BannerController {

    @Autowired
    private Diana diana;

    @RequestMapping(value = "/v2/banner", method = {RequestMethod.GET})
    public String test() {
        diana.r();
        return "Hello SpringBoot";
    }
}

@Autowired的意思就是说在这里注入一个对象,然后我们启动应用,

通过浏览器访问 http://localhost:8081/v2/banner,会发现在控制台会输出 Diana的r方法的打印内容,说明这里确实拿到了 Diana这个对象。

对象的注入时机

如果我们把 Diana@Component注解去掉,其他地方不变,再运行程序会发生什么,试试看。

重新启动的时候会提示我们下面的错误:

看错误提示,说程序没有找到对应的bean,就是说我这里要注入bean了,但是在容器里没有找到。

这里就会得出一个结论:容器在初始化后就会给相应的代码片段进行对象的注入

从提示信息中可以看到Autowired(required=true),这里设置的默认是true,表示注入的时候,该对象必须存在,否则就会注入失败。当然这里可设置不报错,Autowired(required=false),这个时候再启动就不会报错了,但是在访问的时候会报空指针异常。

那这里spring的容器究竟是在什么时候实例化的对象呢,是在访问controller的时候呢,还是在容器启动的时候呢?我们可以通过下面的手段检测一下,在 Diana的无参构造方法中放一个打印语句,然后再启动程序:

public Diana() {
    System.out.println("I am Diana");
}

程序启动以后,会看到在控制台会显示出构造方法中打印的语句

这就说明在容器启动后把类加载到容器以后,就会实例化一个对象出来。这就又得出一个结论:容器初始化以后就会对bean进行实例化

对象的延迟注入

上面提到容器在确定后就会把对象(也就是bean)实例化,那有没有办法让他不马上实例化?

spring提供了@Lazy这个注解,用以表明某个bean可以延迟加载,用之前的 Diana延时一下,给他加上@Lazy这个注解:

@Component
@Lazy
public class Diana{
    private String skillName = "Diana R";

    public Diana() {
        System.out.println("I am Diana");
    }

    public void q(){
        System.out.println("Diana Q");
    }

    public void w(){
        System.out.println("Diana W");
    }

    public void e(){
        System.out.println("Diana E");
    }

    public void r(){
        System.out.println(this.skillName);
    }
}

再次启动程序,会发现在控制台还是会执行构造方法里的打印语句,这是什么情况,不是明明已经加了延迟加载了么?

这里会设计到spring的一个机制,就是说如果某个bean没有设置延迟加载,这个bean会在容器启动就实例化,并且这个bean里面所依赖的其他bean都会进行过实例化,即使设置了懒加载。

我们在BannerController里用到了 Diana这个bean,并把它设置了延迟加载,但是并没有把BannerController也设置成延迟加载,所以容器再实例化BannerController的时候同样会 Diana这个bean进行实例化。如果要真正做到延迟加载,需要让BannerController也要延迟加载。给它加上@Lazy以后,再启动看一下:

这个时候控制就没有那条打印语句的输出内容了,此时我们通过浏览器来访问BannerController的路由,此时就会在控制台输出构造方法里打印语句的输出内容了。

对象的注入逻辑

上文 Diana的就是一个单独的类,没有实现任何接口,这种实现方式他是有问题的,很难进行扩展,这里不应该一类具体的实现类,而是要应该依赖抽象,这样才能满足开闭原则,让程序具有良好的扩展性。

这里让 Diana实现了一 Skill接口,

public interface Skill {
    void q();
    void w();
    void e();
    void r();
}

在BannerController注入这里也要改一下:

@Autowired
private Skill diana;

运行程序,发先能够运行成功,如果新添加一个英雄的实现类:

@Component
public class Irelia implements Skill {

    public Irelia() {
        System.out.println("Hello, Irelia");
    }
    public void q(){
        System.out.println("Irelia Q");
    }

    public void w(){
        System.out.println("Irelia W");
    }

    public void e(){
        System.out.println("Irelia E");
    }

    public void r(){
        System.out.println("Irelia R");
    }
}

我们再去运行程序,发现还是能运行成功,并且发现注入的是 Diana而不是 Irelia,那这里我们可能会问为什么呀,前面好像也没指定注入哪个实现类。

难道是因为 private Skill diana;这里写了 diana么?你还别说,还真是这个原因,这里涉及到spring的注入机制了。

当spring的IOC容器注入bean的时候,如果发现有多个相同类型的bean时,就会去看它们的名称(name),如果名称符合要求,就会注入这个名称的bean。每个被容器扫描到的bean都会有一个默认的name,就是它的类名,首字母会小写,比如我们实例中的:BannerController的name就是bannerController,Irelia就是irelia。

可以试着把 private Skill diana改成 private Skill skill,再次运行,就会发生报错:

提示你找不到响应的bean。这里要明确一点哈,虽然报错了,但是这种写法是标准的,上面那个直接写实现类的名字不是标准的写法。

那怎么解决这个找不到的问题呢?

spring提供了一个@Qualifier的注解,给他传入要注入bean的名字,就可以指定注入的bean,@Qualifier(“irelia”)。

总结

Autowired的注入方式有两种,一种是按照类型注入,一种是按照名称注入,默认是按照类型注入,如果只有一个实现类 Diana,这里写成 private Skill skill,运行程序,你会发现是能够注入成功的。因为Skill类型下只有一个实现类,自然就是注入它了。如果有多个实现类,那就会先按照这个类型查找,这个类型下所有到的实现类再按照名称查找,直至找到符合要求的,找不到就报错。

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