文章背景

在使用Spring開發(fā)項(xiàng)目時(shí)，我們經(jīng)常需要使用依賴注入來(lái)管理對(duì)象之間的依賴關(guān)系。Spring提供了多種依賴注入方式，如構(gòu)造函數(shù)注入、Setter方法注入和字段注入等。

這些方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，需要根據(jù)具體情況選擇合適的注入方式。

在本文中，我將分享我在開發(fā)過(guò)程中遇到的一些問題，以及我對(duì)這些問題的思考和解決方法。

主要涉及以下幾個(gè)方面：

• 字段注入和構(gòu)造函數(shù)注入的區(qū)別和聯(lián)系
• 為什么字段注入和Setter方法注入不會(huì)導(dǎo)致循環(huán)依賴的問題，而構(gòu)造函數(shù)注入會(huì)導(dǎo)致循環(huán)依賴的問題
• 為什么Spring不推薦使用字段注入，而推薦使用構(gòu)造函數(shù)注入

通過(guò)本文，我希望能夠幫助大家更好地理解Spring的依賴注入原理和實(shí)踐，以及如何避免一些常見的問題和錯(cuò)誤。

什么是字段注入和構(gòu)造函數(shù)注入？

在SpringBoot中，我們可以使用@Autowired注解來(lái)實(shí)現(xiàn)依賴注入，即讓Spring容器自動(dòng)為我們的類提供所需的對(duì)象。

有三種常見的注入方式：字段注入，Setter方法注入和構(gòu)造函數(shù)注入。

• 字段注入：直接在類的屬性上使用@Autowired注解，無(wú)需編寫額外的代碼。
• Setter方法注入：在類的Setter方法上使用@Autowired注解，需要編寫相應(yīng)的Setter方法。
• 構(gòu)造函數(shù)注入：在類的構(gòu)造函數(shù)上使用@Autowired注解，需要編寫相應(yīng)的構(gòu)造函數(shù)。

下面是一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，假設(shè)我們有一個(gè)UserService接口和一個(gè)UserServiceImpl實(shí)現(xiàn)類，以及一個(gè)UserController類，我們想要在UserController中使用UserService對(duì)象。

// UserService接口
public interface UserService {
    void saveUser(User user);
}

// UserServiceImpl實(shí)現(xiàn)類
@Service
public class UserServiceImpl implements UserService {
    @Override
    public void saveUser(User user) {
        // 保存用戶到數(shù)據(jù)庫(kù)
    }
}

// UserController類
@Controller
public class UserController {
    // 字段注入
    @Autowired
    private UserService userService;

    // Setter方法注入
    // private UserService userService;
    // @Autowired
    // public void setUserService(UserService userService) {
    //     this.userService = userService;
    // }

    // 構(gòu)造函數(shù)注入
    // private final UserService userService;
    // @Autowired
    // public UserController(UserService userService) {
    //     this.userService = userService;
    // }

    public void createUser(User user) {
        userService.saveUser(user);
        // 其他邏輯
    }
}

這兩種方式有什么區(qū)別？

這兩種方式在功能上沒有區(qū)別，都可以實(shí)現(xiàn)依賴注入。但是在一些細(xì)節(jié)上有一些差異，主要有以下幾點(diǎn) ：

• 可讀性：字段注入的代碼更簡(jiǎn)潔，依賴項(xiàng)被隔離在一個(gè)地方，更容易閱讀。構(gòu)造函數(shù)注入的代碼更冗長(zhǎng)，當(dāng)有多個(gè)依賴項(xiàng)時(shí)，構(gòu)造函數(shù)可能會(huì)變得臃腫。
• 不變性：構(gòu)造函數(shù)注入支持不變性，即可以將依賴項(xiàng)聲明為final類型，保證對(duì)象創(chuàng)建后不會(huì)被修改。這有利于線程安全性，狀態(tài)安全性和可讀性。字段注入不支持不變性，無(wú)法將依賴項(xiàng)聲明為final類型。
• 狀態(tài)安全性：構(gòu)造函數(shù)注入保證了對(duì)象被實(shí)例化為完整狀態(tài)或完全不被實(shí)例化。如果使用者使用new關(guān)鍵字創(chuàng)建對(duì)象，則必須提供所有依賴項(xiàng)作為參數(shù)。字段注入無(wú)法保證狀態(tài)安全性，如果使用者使用new關(guān)鍵字創(chuàng)建對(duì)象，則無(wú)法設(shè)置對(duì)象的狀態(tài)。唯一的選擇是使用反射設(shè)置私有字段。
• 循環(huán)依賴：循環(huán)依賴是指兩個(gè)或多個(gè)類相互依賴對(duì)方，導(dǎo)致無(wú)法正常創(chuàng)建對(duì)象。例如，如果A類依賴B類，B類依賴A類，則會(huì)產(chǎn)生循環(huán)依賴。循環(huán)依賴是一種不良的設(shè)計(jì)模式，應(yīng)該避免。

字段注入和Setter方法注入的聯(lián)系

字段注入和Setter方法注入都是通過(guò)反射來(lái)實(shí)現(xiàn)的，它們都可以在類的屬性上使用@Autowired注解來(lái)標(biāo)注依賴關(guān)系。

它們的區(qū)別在于，字段注入是直接在屬性上使用@Autowired注解，而Setter方法注入是在屬性對(duì)應(yīng)的Setter方法上使用@Autowired注解。

字段注入和Setter方法注入的聯(lián)系有以下幾點(diǎn)：

• 它們都是基于名稱或者類型來(lái)匹配依賴關(guān)系的。如果屬性名字或者Setter方法名字與Bean定義中的id或者name相同，則按照名稱匹配；否則按照屬性類型或者Setter方法參數(shù)類型匹配。
• 它們都不支持不變性，即無(wú)法將依賴項(xiàng)聲明為final類型。這可能會(huì)導(dǎo)致線程安全性，狀態(tài)安全性和可讀性的問題。
• 它們都可以避免循環(huán)依賴的問題，因?yàn)樗鼈兪窃趯?duì)象創(chuàng)建后才進(jìn)行依賴注入的，而不是在對(duì)象創(chuàng)建時(shí)。這樣可以避免構(gòu)造函數(shù)注入時(shí)可能出現(xiàn)的循環(huán)依賴異常。

為什么字段注入和Setter方法注入不會(huì)導(dǎo)致循環(huán)依賴的問題？

循環(huán)依賴是指兩個(gè)或多個(gè)類相互依賴對(duì)方，導(dǎo)致無(wú)法正常創(chuàng)建對(duì)象。例如，如果A類依賴B類，B類依賴A類，則會(huì)產(chǎn)生循環(huán)依賴。循環(huán)依賴是一種不良的設(shè)計(jì)模式，應(yīng)該避免。

在Spring中，循環(huán)依賴主要發(fā)生在構(gòu)造函數(shù)注入的情況下，因?yàn)闃?gòu)造函數(shù)注入是在對(duì)象創(chuàng)建時(shí)就進(jìn)行依賴注入的，而不是在對(duì)象創(chuàng)建后。這樣就會(huì)導(dǎo)致一個(gè)死鎖的情況，即A類要等待B類創(chuàng)建完成才能創(chuàng)建，而B類又要等待A類創(chuàng)建完成才能創(chuàng)建。

字段注入和Setter方法注入不會(huì)導(dǎo)致循環(huán)依賴的問題，因?yàn)樗鼈兪窃趯?duì)象創(chuàng)建后才進(jìn)行依賴注入的，而不是在對(duì)象創(chuàng)建時(shí)。這樣就可以避免死鎖的情況，即A類和B類都可以先創(chuàng)建出來(lái)，然后再互相注入對(duì)方。

Spring解決循環(huán)依賴的方法是通過(guò)提前暴露半成品對(duì)象（Early-Stage Object）來(lái)解決。半成品對(duì)象是指已經(jīng)實(shí)例化但還沒有完成初始化的對(duì)象。Spring會(huì)將半成品對(duì)象放入一個(gè)緩存中，當(dāng)其他對(duì)象需要依賴它時(shí)，就可以從緩存中獲取它，并進(jìn)行后續(xù)的屬性賦值和初始化操作。

簡(jiǎn)述兩種方式的流程

字段注入和構(gòu)造函數(shù)注入的流程如下：

• 字段注入：當(dāng)IOC容器創(chuàng)建Bean時(shí)，它會(huì)先通過(guò)反射調(diào)用無(wú)參構(gòu)造函數(shù)來(lái)實(shí)例化對(duì)象，然后再通過(guò)反射獲取屬性上的@Autowired注解，并根據(jù)名稱或者類型來(lái)匹配依賴關(guān)系，最后通過(guò)反射將依賴關(guān)系注入到屬性中。
• 構(gòu)造函數(shù)注入：當(dāng)IOC容器創(chuàng)建Bean時(shí)，它會(huì)先通過(guò)反射獲取構(gòu)造函數(shù)上的@Autowired注解，并根據(jù)名稱或者類型來(lái)匹配依賴關(guān)系，然后再通過(guò)反射調(diào)用帶參構(gòu)造函數(shù)來(lái)實(shí)例化對(duì)象，并將依賴關(guān)系作為參數(shù)傳遞進(jìn)去。

為什么Spring不推薦使用字段注入？

Spring不推薦使用字段注入的原因有以下幾點(diǎn)：

• 字段注入違反了單一職責(zé)原則，因?yàn)樗沟锰砑有碌囊蕾図?xiàng)非常容易，而不會(huì)引起警告。這可能導(dǎo)致類有太多的責(zé)任和關(guān)注點(diǎn)，需要進(jìn)一步的檢查和重構(gòu)。
• 字段注入隱藏了依賴關(guān)系，因?yàn)樗鼪]有使用公共接口（方法或構(gòu)造函數(shù)）來(lái)清楚地與依賴項(xiàng)通信。這樣就不利于類的可測(cè)試性和可重用性，也不利于依賴項(xiàng)的可選性和強(qiáng)制性的區(qū)分。
• 字段注入導(dǎo)致了依賴注入容器的耦合，因?yàn)樗沟妙悷o(wú)法脫離容器獨(dú)立運(yùn)行。這意味著類不能通過(guò)new關(guān)鍵字來(lái)創(chuàng)建，也不能切換到其他的依賴注入框架。
• 字段注入不支持不變性，因?yàn)樗鼰o(wú)法將依賴項(xiàng)聲明為final類型，也無(wú)法注入靜態(tài)變量。這可能會(huì)導(dǎo)致線程安全性，狀態(tài)安全性和可讀性的問題。

總結(jié)

字段注入和構(gòu)造函數(shù)注入都是Spring中常用的依賴注入方式，它們各有優(yōu)缺點(diǎn)，開發(fā)人員應(yīng)根據(jù)具體情況選擇合適的注入方式。

一般來(lái)說(shuō)，以下幾點(diǎn)可以作為參考：

• 如果依賴關(guān)系是必須的，且不需要重新配置或者重新注入，則推薦使用構(gòu)造函數(shù)注入，因?yàn)樗梢灾С植蛔冃院蜖顟B(tài)安全性。
• 如果依賴關(guān)系是可選的，或者需要重新配置或者重新注入，則推薦使用字段注入或者Setter方法注入，因?yàn)樗鼈兛梢蕴岣叽a的簡(jiǎn)潔性和靈活性。
• 如果有循環(huán)依賴的問題，則不能使用構(gòu)造函數(shù)注入，只能使用字段注入或者Setter方法注入，因?yàn)樗鼈兛梢员苊馑梨i的情況。

以上為個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，希望能給大家一個(gè)參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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