Spring Bean自动装配：深入解析与实战应用

news2024/10/7 8:20:13

 

 

何为自动装配

在使用Spring框架配置bean时，我们通常需要为bean的属性设置值。如果不手动设置这些值，它们通常会被初始化为默认值（对于对象类型通常是null，对于基本类型如int则是0，boolean是false等）。自动装配的好处在于，我们不需要手动为每个依赖的bean设置值，Spring容器会根据配置在上下文中自动寻找并装配合适的值。

在Spring中，有几种不同的装配方式：

  1. XML配置：
    通过Spring的XML配置文件，我们可以显式地定义bean以及它们之间的依赖关系。这通常涉及使用<bean>标签来定义bean，并通过<property>或<constructor-arg>标签来设置bean的属性或构造器参数。

  2. Java配置（或称为注解配置）：
    从Spring 3.0开始，我们可以使用Java类来定义bean和它们之间的依赖关系，而不是使用XML。这通常涉及使用@Configuration注解来标记一个类作为配置类，并使用@Bean注解来标记一个方法作为bean的工厂方法。

  3. 自动装配：
    Spring提供了自动装配功能，可以自动解析和注入bean之间的依赖关系。这可以通过在bean上使用@Autowired、@Resource或@Inject等注解来实现。这些注解告诉Spring容器在创建bean时自动查找并注入所需的依赖项。

    • @Autowired：Spring特有的注解，用于自动装配bean。默认情况下，它按类型（byType）自动装配。当存在多个相同类型的bean时，可以使用@Qualifier注解来指定要注入的bean的名称。

    • @Resource：Java EE的注解，也支持自动装配。与@Autowired不同，@Resource默认按名称（byName）查找bean，但也可以按类型查找（如果同时指定了名称和类型）。

    • @Inject：这是JSR-330规范的一部分，与@Autowired类似，但它是Java标准的一部分，不仅限于Spring。

 

环境准备

先来定义好三个 POJO 类，Teacher、Student、Study。并且有一个关系就是 Teacher拥有学生和学科。

package com.JavaClass.pojo;

public class student{
    public void shout(){
        System.out.println("我是学生");
    }
}
package com.JavaClass.pojo;

public class study {
    public void shout(){
        System.out.println("I like study");
    }
}
package com.JavaClass.pojo;


public class teacter{


    private Student student;
    private Study study;
    private String name;
    /* getter/setter 和 toString */

}

Spring 配置文件部分：

在该项目的resources目录下，创建一个spring-config.xml 用来配置文件spring-config.xml文件

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
        https://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">

<bean id="student" class="com.JavaClass.pojo.Student"/>
<bean id="study" class="com.JavaClass.pojo.Study"/>
<bean id="teacher" class="com.JavaClass.pojo.Teacher">
    <property name="name" value="JAVA学习课堂/>
        <property name="cat" ref="cat"/>
        <property name="dog" ref="dog"/>
    </bean>
</beans>

在该项目的src/test/java目录下，创建一个MyTest测试类，用来测试代码。

import com.JavaClass.pojo.Teacher;
import org.junit.Test;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;

public class MyTest {
    @Test
    public void test(){
        //解析beans.xml文件，IOC容器生成并管理相应的Bean对象
        ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("spring-config.xml");

        //通过Spring的上下文对象，从IOC容器中获取Bean对象
        Teacher person = context.getBean("teacher", Teacher.class);
        //调用Bean对象的方法
        person.getStudent().shout();
        person.getStudy().shout();
    }
}

 

测试默认装配的结果如图：

 

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配置实现自动装配

自动装配在Spring中有几种不同的方式，主要包括：

  1. byName：
    根据属性名自动装配。Spring容器会查找与bean的属性名相同的另一个bean的定义，并将其自动装配到当前bean中。

  2. byType：
    根据属性类型自动装配。Spring容器会查找与bean的属性的类型相匹配的bean定义，如果有多个相同类型的bean，则会抛出异常，除非指定了其他方式（如使用@Qualifier注解）来消除歧义。

  3. constructor：
    基于构造函数的自动装配。与基于类型的自动装配类似，但它是应用于构造函数的参数。Spring容器会查找与构造函数的参数类型相匹配的bean定义，并使用这些bean来实例化当前的bean。

byName

在使用Spring框架的自动装配特性时，若启用了byName模式，则容器会按照特定规则查找与bean属性匹配的bean定义。具体而言，它会根据类中定义的setter方法名（去掉set前缀，并将剩余部分的首字母转换为小写）来寻找一个具有相同ID的bean定义。例如，如果 theacher 类中包含一个名为setStudent的setter方法，并且Spring的配置文件中存在一个ID为student的bean定义，那么Spring容器在启用byName自动装配后，会自动将ID为student的bean注入到Teacher类的student属性中。

 

操作：修改  spring-config.xml  文件中的代码：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
        https://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">

    <bean id="student" class="com.JavaClass.pojo.Student"/>
    <bean id="study" class="com.JavaClass.pojo.Study"/>

    <!--加上了 person 的 bean 的 autowired 属性
    并去掉了手动装配的 cat 和 dog -->
    <bean id="teacher" class="com.JavaClass.pojo.Teacher" autowire="byName">
        <property name="name" value="Java学习课堂"/>
    </bean>
    <!--    <bean id="person" class="com.JavaClass.pojo.Person">-->
    <!--        <property name="name" value="Java学习课堂"/>-->
    <!--        <property name="cat" ref="cat"/>-->
    <!--        <property name="dog" ref="dog"/>-->
    <!--    </bean>-->
</beans>
 

结果依旧相同，证明这样根据 byName 的代码是没问题的。

 

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byType

byType模式会根据bean中所需依赖的类型，在容器上下文中自动寻找匹配的bean定义并进行装配。如果容器中存在一个或多个与所需依赖类型相匹配的bean，Spring将尝试将它们自动注入到当前bean中。

改动下 spring-config.xml 配置文件中 id 为 teacher  的 bean，配置成byType 模式

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
        https://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">

    <bean id="student" class="com.JavaClass.pojo.Student"/>
    <bean id="study" class="com.JavaClass.pojo.Study"/>

    <!--加上了 person 的 bean 的 autowired 属性
    并去掉了手动装配的 cat 和 dog -->
    <bean id="teacher" class="com.JavaClass.pojo.Teacher" autowire="byType">
        <property name="name" value="Java学习课堂"/>
    </bean>
</beans>
 

注：byType自动装配时，存在一个潜在的问题，即当容器中存在多个相同类型的bean时，由于不是基于唯一的id来匹配，而是根据类型进行匹配，Spring将无法确定应该注入哪一个bean，这会导致一个异常。

 

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使用注解实现自动装配

使用注解的准备

如果使用注解我们还需要对原本的配置文件做一些修改，增加约束，来支持通过注解的形式实现自动装配。

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
        https://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd
        http://www.springframework.org/schema/context
        https://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd">

    <!-- 开启注解支持 -->
    <context:annotation-config/>

    <bean id="student" class="com.JavaClass.pojo.Student"/>
    <bean id="study" class="com.JavaClass.pojo.Study"/>
    <bean id="teacher" class="com.JavaClass.pojo.Teacher"/>

</beans>

@AutoWired注解的使用

在 POJO 类需要自动装配的属性上加 @AutoWired 注解实现自动装配。

package com.JavaClass.pojo;

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;

public class Teacher {

    @Autowired
    private Student student;
    @Autowired
    private Study study;
    private String name;

    /* getter/setter 和 toString */

}

执行测试代码，结果如下：

 

9423d3f7181b526677df1d73c05417b8.png

@Qualifier

当在Spring配置中定义了同一个类的多个bean，并使用@Autowired注解进行自动装配时，由于@Autowired默认采用按类型（byType）的装配方式，Spring框架将无法直接确定应该注入哪一个bean实例，因为存在多个相同类型的候选者。

可以使用@Qualifier注解：通过在@Autowired注解旁边添加@Qualifier注解，可以指定要注入的bean的名称。例如，如果有一个名为myBeanA和myBeanB的相同类型的bean，你可以在@Autowired注解旁边使用@Qualifier("myBeanA")来指定注入myBeanA。

 

测试：在配置文件中增加一个 Student 的 bean。

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
        https://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd
        http://www.springframework.org/schema/context
        https://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd">

    <!-- 开启注解支持 -->
    <context:annotation-config/>

    <bean id="student" class="com.JavaClass.pojo.Student"/>
    <bean id="student2" class="com.JavaClass.pojo.Student"/>
    <bean id="study" class="com.JavaClass.pojo.Study"/>
    <bean id="teacher" class="com.JavaClass.pojo.Teacher"/>

</beans>

Teacher 类中配合 @Qualifier  注解

package com.JavaClass.pojo;

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Qualifier;

public class Teacher{

    @Autowired
    @Qualifier("student")
    private Student student;
    @Autowired
    private Study study;
    private String name;

/* getter/setter 和 toString */
}

测试代码结果如下“

 

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@Resource

在Spring框架中，@Resource注解用于自动装配bean，它结合了@Autowired（按类型装配）和@Qualifier（按名称装配）的功能。在bean的自动装配过程中，可以使用@Resource注解的name属性来指定要注入的bean的名称，这个name属性的作用类似于@Qualifier注解的value属性，用于消除类型相同的bean之间的歧义。同时，@Resource还提供了额外的功能，如根据JNDI名称查找资源。

@Resource 与 @AutoWired 的不同在于：

  • @Resource 默认是按照 名称 来装配注入的，当找不到与名称匹配的 bean 才会按照类型来装配注入。

  • @Autowired 默认是按照 类型 装配注入的，如果想按照名称来装配注入，则需要结合 @Qualifier 一起使用；

 

通过 @Resource 注解来进行自动装配 bean

import javax.annotation.Resource;

public class Teacher{

    @Resource
    private Student student;
    @Resource
    private Study study;
    private String name;

    /* getter/setter 和 toString */

 

<bean id="student1" class="com.JavaClass.pojo.Student"/>
<bean id="student2" class="com.JavaClass.pojo.Student"/>
<bean id="study" class="com.JavaClass.pojo.Study"/>
<bean id="teacher" class="com.JavaClass.pojo.Teacher"/>
运行结果如下：

 

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 @Resource 默认是通过 id 来查找 bean，而配置的两个 cat 的 bean 没有一个名称为默认查找的 cat，故而创建失败。

修改 @Resource，加入参数

@Resource(name = "student1")
private Student student;
@Resource
private Study study;
private String name;

再次执行程序：

 

9423d3f7181b526677df1d73c05417b8.png

程序没问题了

 @Resource总结：

@Resource 注解在 Spring 中默认先尝试通过 bean 的名称（byName）进行自动装配。如果容器中不存在与指定名称相匹配的 bean，则会退回到通过 bean 的类型（byType）进行匹配。但是，如果在类型匹配时找到多个相同类型的 bean，并且没有通过 name 属性指定具体的 bean 名称来消除歧义，或者根本找不到任何该类型的 bean，那么自动装配将失败，并会抛出一个异常。

 

 

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