Spring系列9：基于注解的Spring容器配置

写在前面

前面几篇中我们说过，Spring容器支持3种方式进行bean定义信息的配置，现在具体说明下：

• XML：bean的定义和依赖都在xml文件中配置，比较繁杂。
• Annotation-based ：通过直接的方式注入依赖，xml文件配置扫描包路径，xml简化很多。
• Java-based: 通过配置类和注解批量扫描和注册bean,不再需要xml文件。

前面的案例都是基于XML的，这篇介绍Annotation-based方式。

本文内容

1. 通过简单案例入门基于注解方式的容器配置使用
2. Autowired的详细使用，配合@Primary、@Qulifier

案例入门1

该入门案例的bean的定义信息在xml文件这个，使用注解来进行依赖注入。

@Autowired：将构造函数、字段、设置方法或配置方法标记为由 Spring 的依赖注入工具自动装配。

定义类并通过@Autowird注入依赖

public class BeanOne {
}

public class BeanTwo {
    // 注解注入 BeanOne
    @Autowired
    private BeanOne beanOne;

    @Override
    public String toString() {
        return "BeanTwo{" +
                "beanOne=" + beanOne +
                '}';
    }
}

xml文件启用注解配置

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

    <bean class="com.crab.spring.ioc.demo06.BeanOne" id="beanOne">
        <!--可以通过常规的依赖注入方式注入-->
    </bean>
    <!--依赖是通过注解自动注入的-->
    <bean class="com.crab.spring.ioc.demo06.BeanTwo" id="beanTwo"/>

</beans>

获取容器中的bean进行使用

@org.junit.Test
public void test_annotation_config() {
        ClassPathXmlApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("demo06/spring2.xml");
        BeanTwo beanTwo = context.getBean(BeanTwo.class);
        System.out.println(beanTwo);
        context.close();
    }

// 输出
BeanTwo{beanOne=com.crab.spring.ioc.demo06.BeanOne@491666ad}

案例入门2

入门案例1中简化传统的xml配置依赖注入的方式，但是bean的定义信息依旧是需要手动配置在xml中的。可以扫描bean的方式进一步简化，增加配置节即可。

<context:component-scan base-package="org.example"/>

通过注解标记类为bean

@Component：表示带注释的类是“组件”。在使用基于注释的配置和类路径扫描时，此类被视为自动检测的候选对象

@Component
public class RepositoryA implements RepositoryBase {
}
@Component
public class RepositoryB  implements RepositoryBase {
}

@Component
public class ServiceA {
    @Autowired
    private RepositoryA repositoryA;

    @Autowired
    private RepositoryB repositoryB;

    // 省略 Getter toString()
}

xml配置扫描包路径

xml配置文件，非常简洁

<?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">

    <!--扫描指定包下的组件bean并自动DI-->
    <context:annotation-config/>
    <context:component-scan base-package="com.crab.spring.ioc.demo06"/>
    <!--不再有繁杂的bean的定义-->

</beans>

获取容器中bean使用

测试程序和上一篇的类似。

package com.crab.spring.ioc.demo06;

/**
 * @author zfd
 * @version v1.0
 * @date 2022/1/13 15:11
 * @关于我 请关注公众号 螃蟹的Java笔记 获取更多技术系列
 */
public class Test {

    @org.junit.Test
    public void test() {
        ClassPathXmlApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("demo06/spring1.xml");
        ServiceA serviceA = context.getBean(ServiceA.class);
        RepositoryA repositoryA = context.getBean(RepositoryA.class);
        RepositoryB repositoryB = context.getBean(RepositoryB.class);
        System.out.println(serviceA);
        System.out.println(serviceA.getRepositoryA() == repositoryA);
        System.out.println(serviceA.getRepositoryB() == repositoryB);
        context.close();
    }
}

运行结果

ServiceA{repositoryA=com.crab.spring.ioc.demo06.RepositoryA@27c86f2d, repositoryB=com.crab.spring.ioc.demo06.RepositoryB@197d671}
true
true

结论：RepositoryA、RepositoryB、ServiceA 都扫描到容器中管理，ServiceA的依赖已经自动DI了。相比传统的XML方式，这种方式简洁省心不少。

注意：XML方式和注解配置方式可以混合用。注解注入在 XML 注入之前执行。因此，XML 配置会覆盖注解方式注入的。

@Required使用

@Required 注解适用于 bean 属性设置方法，如果容器这个没有对应的bean则会抛出异常。

public class SimpleMovieLister {

    private MovieFinder movieFinder;

    @Required
    public void setMovieFinder(MovieFinder movieFinder) {
        this.movieFinder = movieFinder;
    }
}

@Required 注解和RequiredAnnotationBeanPostProcessor 从 Spring Framework 5.1 开始正式弃用，更好的方式是使用构造函数注入（或 InitializingBean.afterPropertiesSet() 的自定义实现或自定义 @PostConstruct 方法以及 bean 属性设置器方法）。

@Autowired使用

将构造函数、字段、Setter方法或配置方法标记为由 Spring 的依赖注入工具自动装配， required指定是否必须。这是 JSR-330 @Inject注解的替代方案。

标记在构造函数、字段、Setter方法上

来一个综合3种注解位置的类

@Component
public class Service1 {
    private RepositoryA repositoryA;
    private RepositoryB repositoryB;
    // 标记field
    @Autowired
    private RepositoryC repositoryC;

    // 标记构造函数
    @Autowired
    public Service1(RepositoryA repositoryA) {
        this.repositoryA = repositoryA;
    }

    @Autowired
    public void setRepositoryB(RepositoryB repositoryB) {
        this.repositoryB = repositoryB;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Service1{" +
                "repositoryA=" + repositoryA +
                ", repositoryB=" + repositoryB +
                ", repositoryC=" + repositoryC +
                '}';
    }
}

测试方法和结果如下

    @org.junit.Test
    public void test_autowired() {
        ClassPathXmlApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("demo06/spring1.xml");
        Service1 bean = context.getBean(Service1.class);
        System.out.println(bean);
        context.close();
    }

// 结果
Service1{repositoryA=com.crab.spring.ioc.demo06.RepositoryA@79efed2d, repositoryB=com.crab.spring.ioc.demo06.RepositoryB@2928854b, repositoryC=com.crab.spring.ioc.demo06.RepositoryC@27ae2fd0}

从输出结果来看，三种位置注入依赖都是可以的。

从 Spring Framework 4.3 开始，如果目标 bean 仅定义一个构造函数，则不再需要在此类构造函数上使用 @Autowired 注释。

@Autowired注入集合

默认顺序

容器中所有符合类型的都会自动注入，默认顺序是bean注册定义的顺序。

/**
 * @author zfd
 * @version v1.0
 * @date 2022/1/15 17:48
 * @关于我 请关注公众号 螃蟹的Java笔记 获取更多技术系列
 */
@Component
public class Service2 {
    @Autowired
    private List<RepositoryBase> repositoryList;
    @Autowired
    private Set<RepositoryBase> repositorySet;
    @Autowired
    private RepositoryBase[] repositoryArr;

    // 省略 Getter和Setter
}

测试和结果

    @org.junit.Test
    public void test_collection() {
        ClassPathXmlApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("demo06/spring1.xml");
        Service2 service2 = context.getBean(Service2.class);
        System.out.println(service2.getRepositoryList());
        System.out.println(service2.getRepositorySet());
        Arrays.stream(service2.getRepositoryArr()).forEach(System.out::println);
        context.close();
    }

[com.crab.spring.ioc.demo06.RepositoryA@2ddc8ecb, com.crab.spring.ioc.demo06.RepositoryB@229d10bd, com.crab.spring.ioc.demo06.RepositoryC@47542153]
[com.crab.spring.ioc.demo06.RepositoryA@2ddc8ecb, com.crab.spring.ioc.demo06.RepositoryB@229d10bd, com.crab.spring.ioc.demo06.RepositoryC@47542153]
com.crab.spring.ioc.demo06.RepositoryA@2ddc8ecb
com.crab.spring.ioc.demo06.RepositoryB@229d10bd
com.crab.spring.ioc.demo06.RepositoryC@47542153

从结果看，顺序是ABC。

通过@Ordered指定顺序

在RepositoryA RepositoryB RepositoryC上加上@Ordered，数值越小优先级越高。

@Component
@Order(0) // 指定注入集合时的顺序
public class RepositoryA implements RepositoryBase {
}

@Component
@Order(-1)
public class RepositoryB  implements RepositoryBase {
}

@Component
@Order(-2)
public class RepositoryC implements RepositoryBase{
}

还是运行上面的测试test_collection,观察输出顺序。

[com.crab.spring.ioc.demo06.RepositoryC@56a6d5a6, com.crab.spring.ioc.demo06.RepositoryB@309e345f, com.crab.spring.ioc.demo06.RepositoryA@7a4ccb53]
[com.crab.spring.ioc.demo06.RepositoryA@7a4ccb53, com.crab.spring.ioc.demo06.RepositoryB@309e345f, com.crab.spring.ioc.demo06.RepositoryC@56a6d5a6]
com.crab.spring.ioc.demo06.RepositoryC@56a6d5a6
com.crab.spring.ioc.demo06.RepositoryB@309e345f
com.crab.spring.ioc.demo06.RepositoryA@7a4ccb53

从结果看，顺序是CBA，顺序符合预期。

@Autowired注入Map

只要map的键类型是String，即使是类型化的 Map 实例也可以自动装配。

定义一个类注入map并打印

@Component
public class Service3 {
    @Autowired
    private Map<String, RepositoryBase> repositoryMap;

    public void printMap() {
        this.repositoryMap.entrySet().forEach(entry -> {
            System.out.println(entry.getKey() + "--" + entry.getKey());
        });
    }
}

测试一下输出结果

    @org.junit.Test
    public void test_map() {
        ClassPathXmlApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("demo06/spring1.xml");
        System.out.println("注入map的键值对如下：");
        Service3 service3 = context.getBean(Service3.class);
        service3.printMap();
        context.close();
    }

注入map的键值对如下：
repositoryA--repositoryA
repositoryB--repositoryB
repositoryC--repositoryC

从结果看，成功注入到map中了。

@Autowired结合@Primary

@Primary指示当多个候选者有资格自动装配单值依赖项时，应优先考虑 该bean。

先看一个不加@Primary的案例。

@Component
@Order(0) // 指定注入集合时的顺序
public class RepositoryA implements RepositoryBase {
}

@Component
@Order(-1)
public class RepositoryB  implements RepositoryBase {
}

@Component
@Order(-2)
public class RepositoryC implements RepositoryBase{
}
@Component
public class Service4 {

    @Autowired
    private RepositoryBase repositoryBase;

    @Override
    public String toString() {
        return "Service4{" +
                "repositoryBase=" + repositoryBase +
                '}';
    }
}

由于容器中有3个RepositoryBase，Spring无法决定选择哪一个，因此会抛出UnsatisfiedDependencyException如下。

    @org.junit.Test
    public void test_require() {
        ClassPathXmlApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("demo06/spring1.xml");
        Service4 service4 = context.getBean(Service4.class);
        System.out.println(service4);
        context.close();
    }

org.springframework.beans.factory.UnsatisfiedDependencyException: Error creating bean with name 'service4': Unsatisfied dependency expressed through field 'repositoryBase'; nested exception is org.springframework.beans.factory.NoUniqueBeanDefinitionException: No qualifying bean of type 'com.crab.spring.ioc.demo06.RepositoryBase' available: expected single matching bean but found 3: repositoryA,repositoryB,repositoryC

将RepositoryC加上@Primary

@Component
@Order(-2)
@Primary
public class RepositoryC implements RepositoryBase{
}

再运行上面的测试，成功注入了RepositoryC。

Service4{repositoryBase=com.crab.spring.ioc.demo06.RepositoryC@4df50bcc}

@Autowired配合Optional

@Autowired有个属性required 指示依赖是否是非必须即可选的，默认是false。可以用java.util.Optional包装下。

/**
 * @author zfd
 * @version v1.0
 * @date 2022/1/14 11:54
 * @关于我 请关注公众号 螃蟹的Java笔记 获取更多技术系列
 */
@Component
public class Service5 {
    private RepositoryA repositoryA;

    public RepositoryA getRepositoryA() {
        return repositoryA;
    }
    @Autowired
    public void setRepositoryA(Optional<RepositoryA> repositoryOptional) {
        RepositoryA repositoryA = repositoryOptional.orElseGet(() -> new RepositoryA());
        this.repositoryA = this.repositoryA;
    }
}

从 Spring Framework 5.0 开始，还可以使用 @Nullable 注解来表达可空的概念。

@Component
public class Service6 {
    private RepositoryA repositoryA;

    @Autowired
    public void setRepositoryA(@Nullable RepositoryA repositoryA) {
        this.repositoryA = this.repositoryA;
    }
}

配合@Qualifier

上面提到，当容器中具有多个实例需要确定一个主要候选人时，@Primary 是一种使用类型自动装配的有效方法，具有多个实例。当需要对选择过程进行更多控制时，也可以使用 Spring 的 @Qualifier 注解。通过限定符值与特定参数相关联，缩小类型匹配的范围，以便为每个参数选择特定的 bean。来看案例。

快速使用

依赖类的配置

@Component
@Order(0)
public class RepositoryA implements RepositoryBase {
}

@Component("repositoryB") // 指定了名称
@Order(-1)
public class RepositoryB  implements RepositoryBase {
}

@Component
@Order(-2)
@Primary  // 标记为主要的候选者
public class RepositoryC implements RepositoryBase{
}

@Qualifier在字段和构造函数上指定bean的名称

@Component
public class Service7 {
    // 指定注入repositoryB
    @Autowired
    @Qualifier("repositoryB")
    private RepositoryBase repository;

    private RepositoryBase repository2;

    // 在构造函数中指定注入repositoryA
    @Autowired
    public Service7(@Qualifier("repositoryA") RepositoryBase repository2) {
        this.repository2 = repository2;
    }
    // 省略
}

测试一下，观察输出结果。

    @org.junit.Test
    public void test_qualifier() {
        ClassPathXmlApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("demo06/spring1.xml");
        Service7 service7 = context.getBean(Service7.class);
        System.out.println(service7);
        context.close();
    }

Service1{repository=com.crab.spring.ioc.demo06.RepositoryB@222114ba, repository2=com.crab.spring.ioc.demo06.RepositoryA@16e7dcfd}

结论：RepositoryC标记了@Primary注解，正常情况下会注入该类实例。通过@Qualifier指定注入了RepositoryB和RepositoryA，验证成功。

总结

本文介绍了基于注解的Spring容器配置，简化了xml配置文件的编写，提供了2个快速入门案例。重点分析了@Autowired配合各种注解灵活注入依赖覆盖场景。下一篇介绍在基础上介绍更多的注解和类路径的扫描。

本篇源码地址： https://github.com/kongxubihai/pdf-spring-series/tree/main/spring-series-ioc/src/main/java/com/crab/spring/ioc/demo06

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