[Spring] IoC 控制反转和DI依赖注入和Spring中的实现以及常见面试题

1. 什么是Spring

2.什么是IoC容器

3.通过实例来深入了解IoC容器的作用

3.1造一量可以定义车辆轮胎尺寸的车出现的问题

3.2解决方法

3.3IoC优势

4.DI介绍

5.Spring中的IoC和DI的实现

5.1.存对象

5.1.2 类注解

5.1.3 方法注解

5.2取对像 (依赖注入)

5.2.1.属性注入

5.2.2.构造方法注入(Spring4.x推荐的)

5.2.3Setter注入(Sping 3.x推荐)

5.3三种注入方式的优缺点:

5.4@Autowired存在的问题

5.5常见面试题:

1. 什么是Spring

Spring是一个开源框架,他让我们的开发更加简单,它支持广泛的应用场景,有着活跃而庞大的社区,这也是Spring能够长久不衰的原因.这个概念还是相对于比较抽象,我们用通俗易懂的话来讲,Spring是包含了众多工具方法的IoC容器那么问题来了,容器是什么.什么是IoC容器

2.什么是IoC容器

容器是用来容纳某种物品的装置,IoC是Spring的核心思想,我们在类上面加入@RestControlle和@Controller注解,就是把这个对象交给Spring来管理,Spring框架在启动的时候就会加载该类,把对象交给Spring来管理就是IoC思想

IoC: inversion of Con\rol(控制反转) 也就是说Spring是一个"控制反转容器"

那么什么是控制反转呢?也就是控制劝的反转.即获取对象的过程被反转了.

也就是说,当需要某个对象的时候,传统开发模式需要我们在类里面自己new对象,现在不需要我们自己去创建,而是把创建对象的任务交给容器,程序只需要依赖注入就可以了,这个容器被称为IoC容器,Spring是一个IoC容器,所以Spring有时候也被称为Spring容器.

控制反转是一种思想,在生活中也随处可见,比如,自动驾驶,在传统驾驶模式中,我们对于车的控制权是司机,但是在自动驾驶的时候,我们对于车辆的控制权就交给了自动驾驶系统.这也是一种控制反转

3.通过实例来深入了解IoC容器的作用

3.1造一量可以定义车辆轮胎尺寸的车出现的问题

我们想造一辆车,但是造车的时候,需要车身,造车身又需要底盘,底盘需要轮胎,我们当我造一辆车的时候,可以这样造:

public class Car {
    private  Framework framework; //我们在创建车的时候需要一个车身 这时候还需要一个车身类
    public Car(){
        framework = new Framework();
        System.out.println("Car init....");
    }
    public void run(){
        System.out.println("Car run ....");
    }
}
// 车身
public class Framework {
    private Bottom bottom;
    public Framework(){
        bottom = new Bottom();
        System.out.println("Framework init...");
    }
}
//底盘
public class Bottom {
    private Tire tire; //轮胎
    public Bottom(){
        System.out.println("Bottom init ...");
    }
}
//轮胎
public class Tire {
    int size; //轮胎的尺寸
    public Tire(){
        System.out.println("车胎的尺寸是");
    }
}

我们没写轮胎的尺寸的时候,相安无事,看起来很好,但是如果我们在轮胎的构造方法中加入它的尺寸.

就会出问题了,我们要想在造车的时候就传入轮胎的大小,就得把这一系列的代码构造方法全部改了,每一个都得加入int类型的size参数,这样无异于是很麻烦的.

那么有没有一种简单一些的办法可以让我们优化这些步骤呢?

3.2解决方法

我们尝试换一种方法,我们先设计汽车的大概样子,然后根据汽车来设计车身,在根据车身来设计地盘,在根据底盘来设计轮胎.

package com.example.demo.Car;

public class Car {
    private  Framework framework; //我们在创建车的时候需要一个车身 这时候还需要一个车身类
    public Car(Framework framework){
        this.framework = framework;
        System.out.println("Car init....");
    }
    public void run(){
        System.out.println("Car run ....");
    }

    public static void main(String[] args) {
        Tire tire = new Tire(14);
        Bottom bottom = new Bottom(tire);
        Framework framework1 = new Framework(bottom);
        Car car = new Car(framework1);
        car.run(); 
// 我们先造一个轮胎,然后轮胎指定了尺寸,
//把轮胎给底盘,底盘给车身,车身给车 这样我们如果想改车胎的参数,
//只需要改车胎的构造方法就行了,不需要把其它的都一起改
    }
}
// 车身
public class Framework {
    private Bottom bottom; //底盘
    public Framework(Bottom bottom){
        this.bottom = bottom;
        System.out.println("Framework init...");
    }
}
//底盘
public class Bottom {
    private Tire tire; //轮胎
    public Bottom(Tire tire){
        this.tire = tire;
        System.out.println("Bottom init ...");
    }
}
//轮胎
public class Tire {
    int size; //轮胎的尺寸
    public Tire(int size){
        System.out.println("车胎的尺寸是"+size);
    }
}

3.3IoC优势

传统的代码对象创建的顺序是 car-framework - bottom - tire

改进之后解耦代码的对象创建顺序是 tire - bottom - framework - car

我们发现了⼀个规律，通⽤程序的实现代码，类的创建顺序是反的，传统代码是Car控制并创建了
Framework，Framework创建并创建了Bottom，依次往下，⽽改进之后的控制权发⽣的反转，不再
是使⽤⽅对象创建并控制依赖对象了，⽽是把依赖对象注⼊将当前对象中，依赖对象的控制权不再由
当前类控制了.
这样的话,即使依赖类发⽣任何改变，当前类都是不受影响的，这就是典型的控制反转，也就是IoC的实现思想。
这样IoC容器有以下好处

1.资源不由资源双方管理,而是不使用资源的第三方来进行管理,资源集中管理,实现了资源的可配置和易管理

2 降低了使用资源双方的依赖程度,也就是我们常说的解耦合.

4.DI介绍

上面学习了IoC,那么什么是DI呢? DI:Dependency Injection(依赖注⼊)

容器在运行阶段,动态的为应用程序提供运行的时候所依赖的资源,称为依赖注入.

程序运行的时候,需要哪个资源,此时容器就提供这个资源. 依赖注入和控制反转是从不同的角度来描述同一件事,通过引入IoC容器,利用依赖关系注入的方式,实现对象间的解耦合.

IoC是一种思想,也就是一种指导原则,而DI就是具体的实现,也就是说DI是IoC是一种实现

5.Spring中的IoC和DI的实现

既然是容器,那么肯定有存和取,Spring针对这两种操作都有自己的实现,下面我们来介绍一下在spring中存放对象和取对象这两种操作分别应该怎么用

5.1.存对象

共有两种注解类型可以实现:

5.1.2 类注解

@Controller (控制器存储)

@Controller
public class TestController {
    public void func(){
        System.out.println("TestController...");
    }

}

该类注解存放的是控制器对象,可以和前端访问或者交互到

那么Spring把这个对象存到哪里了呢? 我们可以在Spring给的main函数中验证出来

@SpringBootApplication
public class DemoApplication {

	public static void main(String[] args) {
		//Spring上下文 存放的是Spring容器管理的对象
		ApplicationContext context = SpringApplication.run(DemoApplication.class, args);
		//通过类名和类型来找到这个对象
		TestController controller = context.getBean("testController", TestController.class);
		//执行对象中的方法
		controller.func();
	}

}

@Serivce (服务存储) 存储的是业务逻辑相关的对象

@Repository 仓库存储存储数据相关的也称为吃就吃

@Component (组件存储) 其它几个类存储注解都继承自这个

@Configuration 配置层处理项目中的一些配置信息

其实这些注解⾥⾯都有⼀个注解 @Component ，说明它们本⾝就是属于 @Component 的"⼦类".
@Component 是⼀个元注解，也就是说可以注解其他类注解，如 @Controller , @Service ,
@Repository 等.这些注解被称为 @Component 的衍⽣注解.

5.1.3 方法注解

类注解固然可以用,但是存在两个问题:

1.使用外部包里的类,没办法添加类注解

2.一个类需要多个对象

我们可以使用我们的@Bean 方法注解在Spring中方法注解要配合我们的类注解才能存储到Spring容器中,如下:

@Component
public class BeanConfig {

    @Bean
    public User user1() {
        User user = new User();
        user.setName("zhangsan");
        user.setAge(18);
        return user;
    }

    @Bean
    public User user2() {
        User user = new User();
        user.setName("zhangsan");
        user.setAge(18);
        return user;
    }
}

上述代码中,我们定义了多个对象.那么这些对象我们又该怎么去取呢?

我们尝试获取一下

public static void main(String[] args) {
		//Spring上下文 存放的是Spring容器管理的对象
		ApplicationContext context = SpringApplication.run(DemoApplication.class, args);
		//通过类名和类型来找到这个对象
		User user = context.getBean(User.class);
		//执行对象中的方法
		System.out.println(user);
	}

运行以后发现代码报错了.

我们可以根据名字来获取到对象

public static void main(String[] args) {
		//Spring上下文 存放的是Spring容器管理的对象
		ApplicationContext context = SpringApplication.run(DemoApplication.class, args);
		//通过类名和类型来找到这个对象
		User user = context.getBean("user1",User.class);
		//执行对象中的方法
		System.out.println(user);
	}

我们还可以通过@Bean注解重命名对象

5.2取对像 (依赖注入)

依赖注入是一个过程,是在IoC容器创建Bean时,去提供运行的时候所需要以来的资源,而这个资源就是对象.我们可以提供@Autowried这个注解来完成依赖注入这个操作

关于依赖注入,Spring也给我们提供了三种方法,

1. 属性注⼊(Field Injection)
2. 构造⽅法注⼊(Constructor Injection)
3. Setter注⼊(Setter Injection)

5.2.1.属性注入

我们可以举个例子来说明一下:

@Controller
public class TestController {

    @Autowired
    private UserService userService;

     public void func(){
        userService.func();
    }
}

@SpringBootApplication
public class DemoApplication {

	public static void main(String[] args) {
		//Spring上下文 存放的是Spring容器管理的对象
		ApplicationContext context = SpringApplication.run(DemoApplication.class, args);
		//通过类名和类型来找到这个对象
		TestController testController = context.getBean(TestController.class);
		//执行对象中的方法
		testController.func();
	}

}

可以看到我们通过了依赖注入,拿到了对象,并且把它的方法使用了出来.

5.2.2.构造方法注入(Spring4.x推荐的)

这种是在构造方法中实现注入的

如果只要一个构造方法那么@Autowried可以省略,如果有多个就需要添加@Autowried来明确指定到底要使用哪个构造方法.

5.2.3Setter注入(Sping 3.x推荐)

Setter注⼊和属性的Setter法实现类似，只不过在设置set⽅法的时候需要加上@Autowired注
解，如下代码所⽰

  private UserService userService;
    @Autowired
    public void setUserService(UserService userService) {
        this.userService = userService;
    }

5.3三种注入方式的优缺点:

1.属性注入:

优点:简洁,使用方便,

缺点:只能用于IoC容器,并且会出现NPE

不能注入一个fina修饰的属性

2.构造函数注入;
优点: 可以注入fina修饰的属性,

注入的对象不会被修改

通用性好,构造方法是JDK支持的,换了任何框架都支持

依赖对象在使用时就会被完全初始化,因为依赖是在类的构造方法中执行的,而构造方法是在类加载阶段就执行的方法

缺点:注入多个对象的时候,代码繁琐

3.Setter注入

优点:方便在类实例之后,重新对改对象进行配置或者注入

缺点:不能注入final修饰的属性.注入对象夸你汇编,因为setter方法可能会被多次调用,有被修改的风险

5.4@Autowired存在的问题

同一个类型存在多个bean时 @Autowired会存在问题

@Autowired
    private User user;


    public void func(){
        System.out.println(user);
    }

会报这个错误,

那么我们该如何解决这个问题呢?

Spring给我们提供了三种解决方案:

1.@Primary注解

使用该注解,指定默认的对象

@Component
public class BeanConfig{

    @Bean
    @Primary
    public User user1() {
        User user = new User();
        user.setName("zhangsan");
        user.setAge(18);
        return user;
    }

    @Bean
    public User user2() {
        User user = new User();
        user.setName("zhangsan");
        user.setAge(18);
        return user;
    }
}

重新运行一下:

2.@Qualifier注解

指定当前要注入的bean对象

 @Autowired
    @Qualifier("user2")
    private User user;
    public void func(){
        System.out.println(user);
    }

3.Resource注解,按照bean名称进行注入,通过name属性指定要注入bean的名称

 @Resource(name = "user2")
    private User user;
    public void func(){
        System.out.println(user);
    }

5.5常见面试题:

@Autowird与@Resource的区别

1.@Autowird是spring框架提供的注解,而@Resource是JDK提供的

2.@Autowird是按照类型注入,@Resource是按照bean名称注入.相比于@Autowired来说,@Resource支持更多的参数设置,入name的设置,根据名称获取bean