Spring Boot 中的依赖注入与控制反转

# 1. 介绍

- 1.1 什么是依赖注入
- 依赖注入（Dependency Injection，简称DI）是指在创建一个对象的实例时，不是由对象本身负责创建自身依赖的对象或者资源，而是由外部容器（通常是框架）来进行创建并注入所需的依赖。通过依赖注入，可以实现对象之间的解耦合，提高代码的可维护性和灵活性。

- 1.2 什么是控制反转
- 控制反转（Inversion of Control，简称IoC）是一种设计原则，它将对象的创建、组装、管理权从对象本身转移到外部容器中。在传统的程序设计中，对象之间的依赖关系是在对象内部实现的，而在IoC容器中对象的依赖关系由容器来管理和维护，实现了依赖关系的反转。

通过依赖注入和控制反转，可以更好地解耦合组件，提高代码的可维护性和灵活性。在接下来的章节中，我们将深入探讨Spring Boot中依赖注入与控制反转的应用及最佳实践。

# 2. Spring IoC 容器

#### 2.1 ApplicationContext 的初始化
在 Spring 中，ApplicationContext 是 IoC 容器的核心接口之一，负责管理 Bean 实例的创建、依赖注入和生命周期管理。ApplicationContext 初始化的过程一般包括以下几个步骤：

1. 加载配置文件：ApplicationContext 会读取配置文件，如 XML 文件或 Java 配置类，解析其中的配置信息。
2. 创建 BeanDefinition：根据配置信息，ApplicationContext 会创建对应的 BeanDefinition，包括 Bean 的类名、属性、依赖等。
3. 实例化 Bean：ApplicationContext 会根据 BeanDefinition 实例化 Bean，并进行依赖注入。
4. 完成初始化：ApplicationContext 会调用 Bean 的初始化方法，并在容器销毁时调用销毁方法。

下表列出了常用的 ApplicationContext 实现类：

| 实现类 | 描述 |
|--------------------------|----------------------------------------|
| ClassPathXmlApplicationContext | 从类路径下的 XML 文件初始化容器 |
| FileSystemXmlApplicationContext | 从文件系统中的 XML 文件初始化容器 |
| AnnotationConfigApplicationContext | 基于注解的 Java 配置类初始化容器 |
| GenericWebApplicationContext | Web 应用中的通用初始化容器 |

#### 2.2 Bean 的生命周期管理
Spring IoC 容器负责管理 Bean 的生命周期，通常包括以下几个阶段：

1. 实例化 Bean：容器根据 Bean 的定义信息实例化 Bean。
2. 设置 Bean 属性：容器会自动注入 Bean 的属性，或调用特定的设置方法。
3. 调用 Bean 的初始化方法：可通过配置初始化方法（如 @PostConstruct 注解）或实现 InitializingBean 接口来定义 Bean 的初始化操作。
4. Bean 可用：Bean 初始化完成后，可以被外部使用。
5. 销毁 Bean：容器在销毁时会调用 Bean 的销毁方法，如通过 @PreDestroy 注解或实现 DisposableBean 接口来定义。

下面是一个简单的示例代码，演示了如何定义初始化和销毁方法：

public class MyBean {
    @PostConstruct
    public void init() {
        System.out.println("Bean 初始化中...");
    }
    @PreDestroy
    public void destroy() {
        System.out.println("Bean 销毁中...");
    }
}

通过以上代码，可以清楚地看到 Bean 的初始化和销毁方法的定义以及调用流程。

流程图如下所示，展示了 ApplicationContext 的初始化流程：

graph TD;
    A[加载配置文件] --> B[创建BeanDefinition];
    B --> C[实例化Bean];
    C --> D[依赖注入];
    D --> E[调用初始化方法];
    E --> F[完成初始化];

通过以上步骤，我们可以更深入地理解 Spring IoC 容器是如何初始化 ApplicationContext，并管理 Bean 的生命周期。

# 3. @Autowired 注解的使用

@Autowired 注解是 Spring Framework 提供的依赖注入方式之一，在实际开发中经常被使用。下面将详细介绍 @Autowired 注解的使用方式。

#### 3.1 字段注入

字段注入是 @Autowired 注解最常用的方式之一，通过将 @Autowired 注解直接标记在类的字段上，Spring 容器会自动注入对应的 Bean 实例。

@Component
public class UserService {
    @Autowired
    private UserRepository userRepository;
    // 其他业务逻辑
}

- 场景：在一个 Spring Boot 项目中，UserService 类需要依赖于 UserRepository 类实现某些业务逻辑。

- 注释：@Autowired 注解标记在 private UserRepository userRepository; 上，实现字段注入。

- 代码总结：通过字段注入，简化了代码中的依赖注入过程，使得程序更加清晰易读。

- 结果说明：Spring 容器会自动注入一个 UserRepository