Java Spring DI之旅


做過.NET的人很多都用過Microsoft Enterprise Library,里面有一個Dependency injection工具Unity,我們可以使用它來實現依賴注入;什么是依賴注入呢?我個人認為依賴注入就是脫藕,當類A一個對象要引用另外一個類B對象才能完成操作時,我們說兩個類之間具有依賴關系;如果類A只是通過類B實現的接口來引用類B的對象,我們說這兩個類之間是松耦合的;那么我們如何通過一種更靈活的方式把類B的對象賦值給類A對象,使得類A對象根本不需要了解到B這個類的存在,這種方式叫做依賴注入。

在Java中,Spring作為開發利器,其核心就是DI和AOP;我們只需要在xml中配置好類A的對象生成過程,然后調用上下文方法,Spring就會為我們創造出一個類A的對象,至於如何把B類的一個對象創建出來並賦給類A對象的,我們不需要關心,並且類A在編碼時都無需知道類B的存在,一切將由Spring自動完成。

那么我們來看看如何構造這個類A對象的創建過程,通常來講我們把Java中需要用Spring來創建的對象都稱之為Bean,而把這個創建的過程叫做裝配。

    1. 如何申明Bean

      申明Bean的方式有兩種,一種是通過一個或多個xml文件作為配置文件,還有一種是使用Java注解。

      我們現在主要講前面這種方式:

      <bean id="objA" class="com.company.project.A"></bean>
      <bean id="objB" class="com.company.project.B"></bean>

       我們現在申明了兩個Bean,由於類A的對象需要使用到類B的對象,如何講類B對象告知類A對象?假如類A對象有一個構造函數需要傳入類B對象的值:

      public A(B obj)
      {
         .....   
      }

      那么我們可以使用構造函數注入:

      <bean id="objA" class="com.company.project.A">
         <constructor-arg ref="objB"/>
      </bean>
      <bean id="objB" class="com.company.project.B"></bean>

      如果類B只有一個單列對象,如:

      public class B
      {
         private B(){}
      
         private static class BSingletonHodler
         {
            static B instance = new B();
         }
      
         private static B getSingletonInstance()
         {
            return BSingletonHodler.instance;
         } 
      }

      那么我們的配置應該是:

      <bean id="objB" class="com.company.project.B" factory-method="getSingletonInstance"></bean>

      注意,所有通過Spring上下文來創建的bean都是單列的,也就是說每一次通過相同的id來得到一個bean時,都得到的是相同的對象,我們可以通過xml中bean元素的scope屬性來改變這種行為;

      還有一種情況,我們需要Spring在構造一個bean對象成功之后,或者在銷毀一個bean之前執行這個bean的一個方法,應該這樣使用:

      <bean id="objA" class="com.company.project.A" init-method="構造完成后執行的方法" destory-method="銷毀之前執行的方法">
         <constructor-arg ref="objB"/>
      </bean>

       如果類A只是通過一個屬性引用了類B的對象,而並非構造函數:

      public class A
      {
         public A(){}
         private B b;
         public B getB()
         {
            return b;
         }
         public void setB(B obj)
         {
            b = obj;
         }
      }

      那么我們需要屬性注入:

      <bean id="objA" class="com.company.project.A">
         <property name="b" ref="objB"/>
      </bean>
      <bean id="objB" class="com.company.project.B"></bean>

      或者使用一種內嵌的方式:

      <bean id="objA" class="com.company.project.A">
         <property name="b">
            <bean class="com.company.project.B"></bean>
         </property>
      </bean>

      或者:

      <bean id="objA" class="com.company.project.A" p:b-ref="objB">
      </bean>

      采用這種方式時,應該在文件頭申明xmlns:p="http://ww.springframework.org/schema/p"這個命名空間,加-ref后綴是用來告知spring應該裝配一個bean,而不是一個字面量。

      如果類A不是需要的一個類B的對象,而是一個類B對象的集合,如:

      public class A
      {
         public A(){}
         private Collection<B> bList;
         public void setBList(Collection<B> bList)
         {
            this.bList = bList;
         }
      }

      我們可以使用:

      <bean id="objA" class="com.company.project.A">
         <property name="bList">
            <list>
               <ref bean="objB"/>
               <ref bean="objB"/>
               <null/><!--插入一個空值-->
            </list>
         </property>
      </bean>
      <bean id="objB" class="com.company.project.B" scope="prototype"></bean>

      如果類A接受一個Map集合:

      public class A
      {
         public A(){}
         private Map<string,B> maps;
         public void setMaps(Map<string,B> maps)
         {
            this.maps = maps;
         }
      }
      public class B{...}

      我們應該使用:

      <bean id="objA" class="com.company.project.A">
         <property name="maps">
            <map>
               <entry key="b1" value-ref="objB"/>
               <entry key="b2" value-ref="objB"/>
            </map>
         </property>
      </bean>
      <bean id="objB" class="com.company.project.B" scope="prototype"></bean>

      如果類A需要裝配一個properties:

      public class A
      {
         private Properties properties;
         public void setProperties(Properties properties)
         {
            this.properties = properties;
         }
         public A(){ ... }
      }

      我們可以在Spring配置文件中做如下配置:

      <bean id="objA" class="com.company.project.A">
         <property name="properties">
            <props>
               <prop key="JOEL">STRUM</prop>
               <prop key="Cymbal">SRASH</prop>
               <prop key="Harmonica">HUM</prop>
            </props>
         </property>
      </bean>
    2. 使用表達式來提供裝配值

      自Spring3提供了Spring表達式語言(即SpEL)以來,我們便可以在配置文件中使用運行時執行的表達式將值裝配到Bean的屬性或構造器參數中。所有的SpEL都應該放置到以#{}為界定符的標記里面,如提供一個Integer常量表達式:

      <property name="message" value="The value is #{5}"></property>

      字符串常量表達式應該使用單引號或者雙引號作為界定符:

      <property name="message" value="#{'This is a message'}"></property>

      Boolean類型的常量表達式:

      <property name="enabled" value="#{true}"></property>

      我們可以在SpEL中通過ID引用其他的bean:

      <property name="b" value="#{objB}"></property>

      或者引用其他Bean的一個屬性:

      <property name="message" value="#{objB.message}"/>

      或者其他Bean的一個方法:

      <property name="message" value="#{objB.getMessage()}"/>

      如果上例中message屬性只能接收大寫字母,但是我們不能確定objB.getMessage()返回null,如果返回null,我們則不需要調用toUpperCase()方法,我們可以利用?.符號:

      <property message="message" value="#{objB.getMessage()?.toUpperCase()}"/>

      利用一個靜態屬性或方法的返回值對某個屬性進行裝配:

      <property name="pi" value="#{T(java.lang.Math).PI}"/>

      在表達式中也可以使用算數運算符:

      <property name="amount" value="#{counter.total + 5}"/>

      在表達式中使用比較操作符時,應該使用相應的文本類型,如:==(eq),<(lt),<=(le),>(gt),>=(ge),如:

      <property name="hasCapacity" value="#{counter.total le 100000}"/>

      也可以使用邏輯操作符:and or not

      有時候我們希望在某個條件為true時,SpEL表達式的求值結果為是某個值;當條件為false時,求值結果是另一個值:

      <property name="message" value="#{objB.message != null ? objB.message : 'this is a message'}"/>

      上面也可以簡寫為:

      <property name="message" value="#{objB.message ?: 'this is a message'}"/>

      在SpEL中使用正則表達式:

      <property name="isValid" value="#{admin.email matches '[a-zA-Z0-9._%+_]'}"/>

      SpEL作用於集合,假設我們有這樣一個類:

      package com.thoughtworks.demo.core;
      
      public class Student {
          private String name;
          public void setName(String name)
          {
              this.name = name;
          }
      }

      我們可以在Spring里面利用util:list來構建一個Student對象的List:

      <util:list id="students">
         <bean class="com.thoughtworks.demo.core.Student" p:name="Josen"></bean>
         <bean class="com.thoughtworks.demo.core.Student" p:name="Cindy"></bean>
         <bean class="com.thoughtworks.demo.core.Student" p:name="Baby"></bean>
      </util:list>

      前提是我們必須在文件頭加入xmlns:util="http://www.springframework.org/schema/util"命名空間,並在xsi:schemaLocation加入了http://www.springframework.org/schema/util和http://www.springframework.org/schema/util/spring-util-2.0.xsd

      如果我們要在集合中提取一個成員,我們應該使用:

      <property name="chosenStudent" values="#{students[1]}"/>

      我們也可以使用util:properties來構造一個properties文件的bean,如:

      <util:properties id="settings" location="classpath:settings.properties">
      </util:properties>
      <bean id="man" class="com.thoughtworks.demo.core.Student">
         <property name="name" value="#{settings['project.name']}"></property>
      </bean>
    3. 自動裝配

      自動裝配的意思是我們無需指定由哪一個bean來裝配,spring會按照我們指定的規則去尋找相應的bean,自動裝配有4種類型:

      • byName:如果某個bean的ID與property的名字一樣,則這個bean就會自動裝配;
      • byType:如果某個bean的類型與property的類型一致,則這個bean會被自動裝配;
      • constructor:假設通過構造器注入來裝配bean,我們讓spring在應用上下文中自動選擇與入參類型相同的Bean注入到構造器參數中
      • autodetect:Spring首先嘗試constructor自動裝配,如果沒有發現與構造器相匹配的Bean,Spring會嘗試使用byType自動裝配。

      注意,前兩者是針對要裝配的bean的所有property而言的,當然我們也可以為某個property提供獨特的裝配方案,而constructor則不行,我們不能為某個構造器入參提供獨特的裝配方案,假設我們有一個類Teacher引用了Student類:

      public class Teacher {
          private Student student;
          public void setStudent(Student student)
          {
              this.student = student;
          }
          public Student getStudent()
          {
              return this.student;
          }
          
          private String name;
          public void setName(String name)
          {
              this.name = name;
          }
      }

      我們按照byName的方式來完成student這個property的自動裝配:

      <bean id="student" class="com.thoughtworks.demo.core.Student">
          <property name="name" value="Josen"></property>
      </bean>
      <bean id="teacher" class="com.thoughtworks.demo.core.Teacher" autowire="byName">
          <property name="name" value="Alex"/>
      </bean>

      或者按照byType來自動裝配:

      <bean id="student" class="com.thoughtworks.demo.core.Student">
         <property name="name" value="Josen"></property>
      </bean>
      <bean id="teacher" class="com.thoughtworks.demo.core.Teacher" autowire="byType">
         <property name="name" value="Alex"/><!-- 注意,這里為name property提供了獨特的裝配方案 -->
      </bean>

      當Teacher類有一個構造函數的時候:

      public class Teacher {
          private Student student;
          public void setStudent(Student student)
          {
              this.student = student;
          }
          public Student getStudent()
          {
              return this.student;
          }
          
          private String name;
          public void setName(String name)
          {
              this.name = name;
          }
          
          public Teacher(Student stu)
          {
              this.student = stu;
          }
      }

      我們使用constructor自動裝配:

      <bean id="student" class="com.thoughtworks.demo.core.Student">
         <property name="name" value="Josen"></property>
      </bean>
      <bean id="teacher" class="com.thoughtworks.demo.core.Teacher" autowire="constructor">
         <property name="name" value="Alex"/><!-- 注意,這里為name property提供了獨特的裝配方案 -->
      </bean>
    4. 注解裝配

      注解裝配屬於自動裝配的范疇,如果我們為某個屬性或者屬性的setter方法添加了@Autowired,那么這個屬性將由Spring按照byType的方式進行自動裝配:

      public class Teacher {
          private Student student;
          @Autowired //按照 byType方式自動裝配
          public void setStudent(Student student)
          {
              this.student = student;
          }
          public Student getStudent()
          {
              return this.student;
          }
          
          @Value("Cindy") //提供常量值的注解裝配
          private String name;
          public void setName(String name)
          {
              this.name = name;
          }
      }

      注意,Spring默認禁用注解裝配,所以在使用注解裝配之前,應在配置文件中配置它,首先加入xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"命名空間,然后在xsi:schemaLocation里面加入http://www.springframework.org/schema/context和http://www.springframework.org/schema/context/spring-context-3.0.xsd,最后在beans下加入

      <context:annotation-config/>

      配置節點。

      我們也可以使用@Autowired來注解構造器,那么Spring將按照constructor的自動注解方式完成bean的裝配,假如我們注解了多個構造器,Spring將會從滿足條件的構造器中選擇參數最多的那個構造器

      這里有一個問題,在視同@Autowired來注解屬性的時候,假如Spring找不到類型相同的bean,那么spring會拋出異常;這時我們可以使用@Autowired(required=false)方式來注解屬性,假如Spring找不到類型相同的bean,則會裝配一個null值

      我們也可以使用@Qualifier注解來把@Autowired的byType自動裝配轉化為byName自動裝配,但是@Qualifier必須和@Autowired一起使用:

      public class Teacher {
          private Student student;
          @Autowired
          @Qualifier("student")
          public void setStudent(Student student)
          {
              this.student = student;
          }
          public Student getStudent()
          {
              return this.student;
          }
          
          @Value("Cindy")
          private String name;
          public void setName(String name)
          {
              this.name = name;
          }
      }


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