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【Spring】核心机制：IOC与DI深度解析

news 来源：原创 2025/6/5 18:58:09

目录

1.前言

2.正文

2.1三层架构

2.2Spring核心思想（IOC与AOP）

2.3两类注解：组件标识与配置

2.3.1五大类注解

2.3.1.1Controller

2.3.1.2Service

2.3.1.3Repository

2.3.1.4Configuration

2.3.1.5Component

2.3.2方法注解（Bean）

2.4扫描路径

2.4.1显式声明扫描路径

2.4.2默认扫描行为

2.5依赖注入

2.5.1属性注入

2.5.2构造方法注入

2.5.3setter方法注入

2.5.4三种注入优缺点分析

2.5.5@Autowired存在问题

2.5.5.1@Primary注解

2.5.5.2@Qualifier注解

2.5.5.3@Resource注解 

3.小结

1.前言

哈喽大家好吖，今天来给大家介绍Spring IOC与DI的相关知识点，这些是Spring中非常核心且关键的概念，那么废话不多说让我们开始吧。

2.正文

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2.1三层架构

在正式讲解Spring之前，我们需要先理解经典的三层架构设计模式，这是企业级应用开发的通用解决方案：

三层架构包括：

  1. 表示层（Presentation Layer）：负责用户交互和界面展示，如Controller接收HTTP请求

  2. 业务逻辑层（Business Logic Layer）：处理核心业务逻辑，如Service层

  3. 数据访问层（Data Access Layer）：负责与数据库交互，如DAO/Repository

// 传统三层架构示例（无Spring）
public class UserController {private UserService userService = new UserServiceImpl();public void doSomething() {userService.process();}
}public class UserServiceImpl implements UserService {private UserRepository userRepository = new UserRepositoryImpl();public void process() {userRepository.query();}
}public class UserRepositoryImpl implements UserRepository {public void query() {// 数据库操作}
}

这种架构的主要问题是紧耦合——每一层都直接实例化下一层的对象，导致难以维护和测试。

  • 紧耦合：修改实现类需改动多处代码

  • 难以测试：依赖对象无法轻松替换（如Mock测试）

  • 对象生命周期复杂：难以统一管理资源释放

这正是Spring要解决的问题。Spring通过IOC容器管理对象，让各层组件通过依赖注入的方式协作。

2.2Spring核心思想（IOC与AOP）

Spring通过IoC容器实现控制权反转：

  • 容器掌控对象生命周期：创建、配置、组装、销毁

  • 依赖关系由容器注入：对象被动接收依赖

  • 配置元数据驱动：XML或注解定义对象关系

// Spring容器管理下的对象获取
ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("beans.xml");
UserService userService = context.getBean("userService", UserService.class);

工作原理：

  1. 读取配置元数据（XML/注解）

  2. 实例化Bean并存储于容器

  3. 解析依赖关系完成注入

  4. 返回完全装配的可使用对象

接下来简单介绍AOP：

在业务系统中，存在大量横切关注点（Cross-Cutting Concerns）：

  • 日志记录

  • 事务管理

  • 权限校验

  • 性能监控

这些功能散布在各个模块中，导致：

  • 代码重复：相同逻辑多次出现

  • 维护困难：修改需改动多处

  • 业务逻辑污染：核心代码掺杂辅助功能

于是就有了AOP（面向切面编程）

概念：

  • 切面（Aspect）：封装横切功能的模块（如日志模块）

  • 连接点（Join Point）：程序执行的可插入点（方法调用、异常抛出）

  • 切点（Pointcut）：定义哪些连接点会被拦截

  • 通知（Advice）：切面在特定连接点的动作

2.3两类注解：组件标识与配置

2.3.1五大类注解

Spring通过注解来标识和管理Bean，以下是五种核心的类级别注解：

2.3.1.1Controller

用于表示层，处理HTTP请求和响应。

@Controller
@RequestMapping("/user")
public class UserController {@Autowiredprivate UserService userService;@GetMapping("/info")public String getUserInfo(Model model) {model.addAttribute("user", userService.getUser());return "userInfo";}
}

  1. 角色定位
    @Controller声明这是一个MVC控制器，专门处理HTTP请求

  2. 路由映射
    @RequestMapping定义基础路径，@GetMapping指定具体端点（/user/info）

  3. 依赖管理
    @Autowired自动注入Service层组件，实现控制反转（IoC）

  4. 请求处理流程

  • 接收请求参数（隐式Model对象）

  • 调用Service获取业务数据

  • 数据绑定到模型（model.addAttribute）

  • 返回视图名称（"userInfo"）

  1. 设计本质
    实现了MVC模式的Controller层，通过注解驱动开发，达成：
    ✔️ 请求路由 ✔️ 依赖解耦 ✔️ 视图控制

2.3.1.2Service

用于业务逻辑层，标识服务类。

@Service
public class UserServiceImpl implements UserService {@Autowiredprivate UserRepository userRepository;@Overridepublic User getUser() {return userRepository.findById(1L);}
}

  1. 服务标识
    @Service标记为业务服务组件，Spring会自动管理其生命周期

  2. 分层架构
    实现UserService接口，面向接口编程，实现业务逻辑层

  3. 数据访问
    @Autowired注入Repository层组件，遵循依赖倒置原则

  4. 业务封装
    在服务方法中：

  • 整合数据访问操作

  • 实现业务规则

  • 处理事务边界（可加@Transactional）

  1. 设计本质
    作为业务逻辑的中枢：
    ✔️ 解耦控制器与数据访问层
    ✔️ 集中业务规则实现
    ✔️ 提供可重用的服务方法

2.3.1.3Repository

用于数据访问层，标识DAO/Repository类。

@Repository
public class UserRepositoryImpl implements UserRepository {@Overridepublic User findById(Long id) {// 实际数据库操作return new User(id, "张三");}
}

  1. 持久层标识
    @Repository标记为数据访问组件，Spring会自动进行异常转换和事务管理

  2. 接口契约
    实现UserRepository接口，遵循"面向接口编程"原则

  3. 职责聚焦
    专注实现：

  • 数据库CRUD操作
  • 数据访问逻辑
  • SQL/NoQL交互

  1. 设计本质
    作为数据访问的统一门户：
    ✔️ 隔离业务层与具体数据库实现
    ✔️ 集中管理数据访问逻辑
    ✔️ 提供标准化的数据操作方法

2.3.1.4Configuration

用于配置类，替代传统的XML配置。

@Configuration
public class AppConfig {@Beanpublic DataSource dataSource() {return new DruidDataSource();}
}

  1. 配置标识
    @Configuration声明这是Spring配置类，替代传统XML配置方式

  2. Bean管理
    @Bean注解的方法用于向容器注册组件（这里是Druid数据源）

  3. 核心作用

  • 集中管理第三方组件

  • 自定义Bean的初始化过程

  • 解决无法用@Component注解的类（如第三方库）

  1. 设计本质
    作为IoC容器的装配车间：
    ✔️ 解耦组件创建逻辑
    ✔️ 统一管理复杂对象初始化
    ✔️ 支持条件化配置（可配合@Profile/@Conditional）

2.3.1.5Component

通用注解，当组件不属于以上几类时使用。

@Component
public class CustomComponent {// 自定义组件
}
注解应用场景对应层级
@ControllerMVC控制器表现层
@Service业务逻辑组件业务层
@Repository数据访问组件数据层
@Configuration配置类定义配置层
@Component通用组件任意层级

五大注解本质区别：从功能上讲，这五个注解本质上是相同的，都可以将类标识为Spring管理的Bean。它们的区别主要在于语义层面，帮助开发者更好地组织代码结构。

2.3.2方法注解（Bean）

定义：

@Bean是Spring框架中用于显式声明单个Bean的方法级别注解，通常用在@Configuration类中，用于向IoC容器注册组件。

@Configuration
public class AppConfig {@Beanpublic UserService userService() {return new UserServiceImpl();}@Bean(name = "dataSource")public DataSource createDataSource() {// 创建并返回DataSource}
}

工作流程： 

  1. 解析@Configuration类

  2. 发现@Bean方法

  3. 执行方法获取Bean实例

  4. 根据Bean名称注册到容器

 使用案例：

@Configuration
public class AppConfig {@Beanpublic DataSource dataSource() {DruidDataSource ds = new DruidDataSource();ds.setUrl("jdbc:mysql://localhost:3306/mydb");ds.setUsername("root");ds.setPassword("123456");return ds;}
}

命名规则：

  • 默认名称：方法名（如dataSource）

  • 自定义名称：@Bean("myDataSource")

@Bean与@Component的区别：

特性@Bean@Component
作用对象方法类
控制粒度单个Bean的精细控制类级别的自动注册
适用场景第三方库组件的注册自定义类的注册
初始化控制可在方法中自定义初始化逻辑依赖构造函数/Setter

2.4扫描路径

Spring组件扫描（Component Scanning）是框架自动发现和注册Bean的机制，通过扫描指定包路径下的类，识别带有特定注解（如@Component、@Service等）的类，并将它们注册到IoC容器中。

  • 启动注解：@ComponentScan

  • 目标注解：@Component及其衍生注解（@Controller、@Service、@Repository等）

@Configuration
@ComponentScan("com.example")
public class AppConfig {// 扫描com.example包及其子包
}

2.4.1显式声明扫描路径

// 单个包扫描
@ComponentScan("com.example.service")// 多包扫描
@ComponentScan({"com.example.service", "com.example.controller"})// 通过类定位包
@ComponentScan(basePackageClasses = {UserService.class, OrderService.class})

2.4.2默认扫描行为

  • Spring Boot项目：默认扫描主类所在包及其子包

  • 非Boot项目：需要显式配置@ComponentScan

com
└── example├── config    // 通常放配置类├── service   // 业务服务层├── dao       // 数据访问层└── web       // 控制器层

2.5依赖注入

2.5.1属性注入

@Service
public class UserService {@Autowired  // 直接在字段上注解private UserRepository userRepository;
}

  • 优点：

    • 代码简洁，减少样板代码

    • 适合快速原型开发

  • 缺点：

    • 破坏封装性（字段变为非final）

    • 难以进行单元测试（必须通过反射注入）

    • 可能导致循环依赖

    • 隐藏了依赖关系

2.5.2构造方法注入

@Service
public class UserService {private final UserRepository userRepository;// Spring 4.3+可以省略@Autowiredpublic UserService(UserRepository userRepository) {this.userRepository = userRepository;}
}

  • 优点：

    • 明确声明必需依赖

    • 依赖项可设为final（不可变）

    • 易于单元测试（直接通过构造器传入mock对象）

    • 避免循环依赖问题

    • Spring官方推荐方式

  • 缺点：

    • 当依赖较多时构造函数参数列表较长

Spring官方推荐说明：

"Spring团队通常建议使用构造器注入，因为它允许将应用程序组件实现为不可变对象，并确保所需的依赖项不为空。"

2.5.3setter方法注入

@Service
public class UserService {private UserRepository userRepository;@Autowiredpublic void setUserRepository(UserRepository userRepository) {this.userRepository = userRepository;}
}

  • 优点：

    • 灵活性高，可以重新配置依赖

    • 适合可选依赖

    • 符合JavaBean规范

  • 缺点：

    • 对象可能在部分初始化的状态下被使用

    • 不能保证依赖项的不变性

2.5.4三种注入优缺点分析

特性属性注入构造器注入Setter注入
代码简洁性⭐⭐⭐⭐⭐⭐⭐⭐⭐⭐⭐⭐
不可变性❌✅❌
单元测试便利性❌✅⭐⭐⭐
循环依赖处理❌❌✅
Spring推荐度不推荐强烈推荐条件推荐
依赖明确性隐式显式显式
适用场景快速原型开发必需依赖可选依赖

2.5.5@Autowired存在问题

当Spring容器中存在多个相同类型的Bean时，直接使用@Autowired会导致异常。下面详细介绍三种主流解决方案：

2.5.5.1@Primary注解

通过设置主候选Bean来解决歧义，当存在多个同类型Bean时，优先选择标记@Primary的那个。

// 方案一：标记主Bean
@Repository
@Primary  // 当有多个UserRepository时优先选择此实现
public class JdbcUserRepository implements UserRepository {// JDBC实现...
}@Repository
public class JpaUserRepository implements UserRepository {// JPA实现...
}// 使用端无需特殊处理
@Service
public class UserService {@Autowired  // 自动注入JdbcUserRepositoryprivate UserRepository userRepository;
}

优点：

  • 使用简单，无侵入性

  • 集中管理主要实现

  • 减少重复配置

局限：

  • 只能解决"默认选择"问题

  • 无法灵活切换不同实现

2.5.5.2@Qualifier注解

通过明确指定Bean名称来消除歧义，实现精确注入。

// 方案二：定义限定标识
@Repository("jdbcRepo")  // 显式命名Bean
public class JdbcUserRepository implements UserRepository {// JDBC实现...
}@Repository("jpaRepo")
public class JpaUserRepository implements UserRepository {// JPA实现...
}// 使用端明确指定
@Service
public class UserService {@Autowired@Qualifier("jdbcRepo")  // 按名称精确匹配private UserRepository userRepository;
}

优点：

  • 精确控制注入目标

  • 支持运行时动态切换

  • 可扩展性强（支持自定义限定符）

局限：

  • 增加了配置复杂度

  • 需要记忆Bean名称

2.5.5.3@Resource注解 

使用@Resource注解，按名称进行装配。

// 方案三：使用JSR-250标准注解
@Repository("jdbcUserRepo")  // 定义Bean名称
public class JdbcUserRepository implements UserRepository {}@Repository("jpaUserRepo")
public class JpaUserRepository implements UserRepository {}// 使用JSR-250的@Resource
@Service
public class UserService {@Resource(name = "jdbcUserRepo")  // 按名称匹配private UserRepository userRepository;
}
特性@Autowired@Resource
标准Spring特有JSR-250标准
默认行为按类型匹配按名称匹配
名称指定需要配合@Qualifier直接支持name属性
required属性支持不支持

优点：

  • 符合Java标准，减少框架耦合

  • 语义明确（显式按名称注入）

  • 与CDI（Contexts and Dependency Injection）兼容

局限：

  • 功能比@Autowired简单（缺少required配置等）

  • 在纯Spring环境中优势不明显

3.小结

今天的分享到这里就结束了，喜欢的小伙伴点点赞点点关注，需要所有的源代码可以去我的gitee上就可以啦~你的支持就是对我最大的鼓励，大家加油！

爱吃烤鸡翅的酸菜鱼 (crjs-hao) - Gitee.comhttps://gitee.com/crjs-hao另外最后的最后，欢迎大家加入我的社区哦，初创社区难免经验不足，请大家多多包涵，也欢迎大家前来多多交流。

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编程日记 2025/6/4 14:30:09

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目录 1.数据流图 2.N-S盒图 3.程序流程图 4.UML图 UML用例图 UML状态图 UML时序图 5.E-R图 首先要先了解整个软件生命周期： 通常包含以下五个阶段：需求分析-》设计-》编码 -》测试-》运行和维护。 软件工程中应用到的图全部有：系统…...

编程日记 2025/5/29 10:04:56

Go 与 Gin 搭建简易 Postman：实现基础 HTTP 拨测的详细指南

Go 与 Gin 搭建简易 Postman：实现基础 HTTP 拨测的详细指南 文章目录 Go 与 Gin 搭建简易 Postman：实现基础 HTTP 拨测的详细指南项目简介代码结构各部分代码功能说明： 代码实现：main.go代码解释 handlers/probe.go代码解释 probe…...

编程日记 2025/5/27 19:37:47

层次原理图

层次原理图简介 层次原理图（Hierarchical Schematic）是一种常用于电子工程与系统设计的可视化工具，通过分层结构将复杂系统分解为多个可管理的子模块。它如同“设计蓝图”，以树状结构呈现整体与局部的关系：顶层展现系…...

编程日记 2025/5/31 16:06:13

嵌入式硬件篇---拓展板

文章目录 前言 前言 本文简单介绍了拓展板的原理以及使用。...

编程日记 2025/5/26 9:21:35

Redis的主从架构

主从模式 全量同步 首先主从同步过程第一步 会先比较replication id 判断是否是第一次同步假设为第一次同步 那么就会 启动bgsave异步生成RDB 同时fork子进程记录生成期间的新数据发送RDB给从节点 清空本地数据写入RDB 增量同步 对比ReplicationID不同因此选择增量同步在Rep…...

编程日记 2025/5/27 6:08:55

IIS入门指南：原理、部署与实战

引言：Web服务的基石 在Windows Server机房中，超过35%的企业级网站运行在IIS（Internet Information Services）之上。作为微软生态的核心Web服务器，IIS不仅支撑着ASP.NET应用的运行，更是Windows Server系统管…...

编程日记 2025/5/26 9:16:55

【上位机——WPF】布局控件

布局控件 常用布局控件Panel基类Grid(网格)UniformGrid(均匀分布)StackPanel(堆积面板)WrapPanel(换行面板)DockerPanel(停靠面板)Canvas(画布布局)Border(边框)GridSplitter(分割窗口)常用布局控件 Grid：网格，根据自定义行和列来设置控件的布局StackPanel：栈式面板，包含的…...

编程日记 2025/5/29 15:46:06

使用 C# 入门深度学习：线性代数详细讲解

在深度学习的领域中，线性代数是基础数学工具之一。无论是神经网络的训练过程，还是数据的预处理和特征提取，线性代数的知识都无处不在。掌握线性代数的核心概念，对于理解和实现深度学习算法至关重要。在本篇文章中，我们…...

编程日记 2025/5/30 22:34:13

操作系统之EXT文件系统

1.理解硬件 1.1磁盘、服务器、机柜、机房 机械磁盘是计算机中唯一的一个机械设备 磁盘--- 外设慢容量大，价格便宜 1.1.1光盘 1.1.2服务器 1.1.3机房 1.2磁盘的物理结构 1.3磁盘的存储结构 一个盘片又两个面 每个面都有一个磁头 磁头沿着盘面的半径移动 1.3.1…...

编程日记 2025/5/27 8:21:11

继MCP、A2A之上的“AG-UI”协议横空出世，人机交互迈入新纪元

第一章：AI交互的进化与挑战 1.1 从命令行到智能交互 人工智能的发展历程中，人机交互的方式经历了多次变革。早期的AI系统依赖命令行输入，用户需通过特定指令与机器沟通。随着自然语言处理技术的进步，语音助手和聊天机器人逐渐普…...

编程日记 2025/5/29 12:58:13

Java大厂面试：从Web框架到微服务技术的场景化提问与解析

Java大厂面试：从Web框架到微服务技术的场景化提问与解析 场景： 某知名互联网大厂的面试现场。面试官一脸严肃，对面坐着搞笑的程序员谢飞机。以下是他们的对话： 第一轮：Web框架基础与数据库操作 面试官：谢…...

编程日记 2025/5/27 7:08:06

最新缺陷检测模型：EPSC-YOLO（YOLOV9改进）

目录 引言：工业缺陷检测的挑战与突破 一、EPSC-YOLO整体架构解析 二、核心模块技术解析 1. EMA多尺度注意力模块：让模型"看得更全面" 2. PyConv金字塔卷积：多尺度特征提取利器 3. CISBA模块：通道-空间注意力再进化 4. Soft-NMS：更智能的重叠框处理 三、实…...

编程日记 2025/5/28 7:40:49

leetcode hot100刷题日记——2.字母异位词分组

涉及知识点:vector、哈希表 解答我的解答的时间复杂度分析我的解答的空间复杂度分析复习：排序算法的时间复杂度 和第一题需要的知识点相同，所以知识点复习可见 link1《leetcode hot100刷题日记——1.两数之和》 解题思路：是字母异位词的字符…...

编程日记 2025/5/29 12:14:08

elementUI 单选框存在多个互斥的选项中选择的场景

使用 el-radio-group 来使用单选框组&#xff0c;代码如下&#xff1a; <el-radio-group input"valueChangeHandler" v-model"featureForm.type"><el-radio name"feature" label"feature">业务对象</el-radio><…...

编程日记 2025/5/29 11:12:14

基于区块链技术的智能汽车诊断与性能分析

我是穿拖鞋的汉子&#xff0c;魔都中坚持长期主义的汽车电子工程师。 老规矩&#xff0c;分享一段喜欢的文字&#xff0c;避免自己成为高知识低文化的工程师&#xff1a; 钝感力的“钝”&#xff0c;不是木讷、迟钝&#xff0c;而是直面困境的韧劲和耐力&#xff0c;是面对外界…...

编程日记 2025/5/29 12:35:03

基于区块链技术的供应链溯源系统：重塑信任与透明度

在当今全球化的商业环境中&#xff0c;供应链的复杂性不断增加&#xff0c;产品从原材料采购到最终交付消费者手中的过程涉及多个环节和众多参与者。然而&#xff0c;传统供应链管理面临着诸多挑战&#xff0c;如信息不透明、数据易篡改、追溯困难等&#xff0c;这些挑战不仅影…...

编程日记 2025/5/24 16:30:57

基于OpenCV的实时文档扫描与矫正技术

文章目录 引言一、系统概述二、核心代码解析1. 导入必要库2. 辅助函数定义3. 坐标点排序函数4. 透视变换函数5. 主程序流程 三、完整代码四、结语 引言 在日常工作和学习中&#xff0c;我们经常需要将纸质文档数字化。手动拍摄文档照片常常会出现角度倾斜、透视变形等问题&…...

编程日记 2025/5/28 16:23:27