工作中常用到的 Spring 依赖管理技术盘点-spring依赖注入的工作机制

今天主要和大家分享一些在工作中可能会用到的Spring依赖注入，依赖查找方面的技术点整理，非常实用。

Spring依赖查找专题

单一类型查找

常见用法如下所示：

Object getBean(String name) throws BeansException;  
<T> T getBean(Class<T> requiredType) throws BeansException;  
<T> T getBean(String name, Class<T> requiredType) throws BeansException 
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ObjectProvider

随着Spring版本的升高，也开始出现了延迟查找的功能。当我们实际需要用到某个bean的时候才将其从容器中进行初始化并且提取出来。

<T> ObjectProvider<T> getBeanProvider(Class<T> requiredType);  
<T> ObjectProvider<T> getBeanProvider(ResolvableType requiredType); 
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Spring会返回一个ObjectProvider，当查询的时候才会触发bean的创建。

延迟查找的好处在于，如果一个bean需要注入到spring容器中，但是不希望太过早地去进行初始化，那么可以思考使用ObjectProvider的方式来进行初始化。

集合类型查找

Bean的名称查询

String[] getBeanNamesForType(@Nullable Class<?> type);   
String[] getBeanNamesForType(@Nullable Class<?> type, boolean includeNonSingletons, boolean allowEagerInit);  
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获取同类型Bean实例列表

getBeansOfType(Class) 
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按照注解去查询

String[] getBeanNamesForAnnotation(Class<? extends Annotation> annotationType);  
Map<String, Object> getBeansWithAnnotation(Class<? extends Annotation> annotationType) throws BeansException;  
<A extends Annotation> A findAnnotationOnBean(String beanName, Class<A> annotationType) throws NoSuchBeanDefinitionException; 
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使用依赖查找时候的一些小心得：

对于判断一个bean是否存在，可以采用判断其beandefinition是否存在，一般这样不会触发其中bean的初始化操作，例如：getBeanNamesForType。反观getBeansOfType可能回触发bean的初始化

层次性的bean查找

可能大多数人在实际使用Spring容器的时候对于层次性的bean做计算并没有太多的实战尝试，这里我举个例子：

例如说A容器中包含了Bean A，如果B容器继承了A容器，那么按道理来说也应该能够获得Bean A资源，这种设计可以减少Bean的额外存储。

如果你理解了我上边所说的这个案例之后，再来看看下边的这张图可能就会有更加深入的理解了。

关于层次性的bean获取，我这里给出一个小的demo供大家学习：

package org.idea.spring.look.up.factory;  
import org.springframework.beans.factory.BeanFactory;  
import org.springframework.beans.factory.HierarchicalBeanFactory;  
import org.springframework.beans.factory.config.ConfigurableListableBeanFactory;  
import org.springframework.context.ApplicationContext;  
import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;  
/**  
 * 层次性的依赖查找 {@link org.springframework.beans.factory.HierarchicalBeanFactory}  
 *  
 * @Author idea  
 * @Date created in 10:55 下午 2021/4/10  
 */  
public class SpringHierarchicalLookUpDemo {  
    public static void main(String[] args) {  
        AnnotationConfigApplicationContext applicationContext = new AnnotationConfigApplicationContext();  
        applicationContext.register(SpringHierarchicalLookUpDemo.class);  
        applicationContext.refresh();  
        ParentIocContainer parentIocContainer = new ParentIocContainer();  
        ApplicationContext parentApplicationContext = parentIocContainer.getAndStartApplicationContext();  
        // ConfigurableListableBeanFactory -> ConfigurableBeanFactory -> HierarchicalBeanFactory  
        ConfigurableListableBeanFactory configurableListableBeanFactory = applicationContext.getBeanFactory();  
        System.out.println("此时的父类BeanFactory为：" + configurableListableBeanFactory.getParentBeanFactory());  
        configurableListableBeanFactory.setParentBeanFactory(parentApplicationContext);  
        System.out.println("此时的父类BeanFactory为：" + configurableListableBeanFactory.getParentBeanFactory());  
        ParentIocContainer.ParentBean parentBean = (ParentIocContainer.ParentBean) configurableListableBeanFactory.getBean("parentBean");  
        System.out.println(parentBean);  
        isContainedBean(configurableListableBeanFactory, "parentBean");  
        displayContainsBean(configurableListableBeanFactory, "parentBean");  
    }  
    /**  
     * 这里是子类可以获取自己和父类层次内部的bean，如果是使用containsLocalBean方法的话就只能判断当前所在层次的容器上下文  
     *  
     * @param beanFactory  
     * @param beanName  
     */  
    public static void isContainedBean(HierarchicalBeanFactory beanFactory, String beanName) {  
        System.out.println("getBean is " + beanFactory.getBean(beanName));  
        System.out.printf("contained is [%s] ,beanFactory is [%s],beanName is [%s]\n", beanFactory.containsLocalBean(beanName), beanFactory, beanName);  
    }  
    /**  
     * 查找关于父类容器内部的bean  
     *  
     * @param beanFactory  
     * @param beanName  
     */  
    private static void displayContainsBean(HierarchicalBeanFactory beanFactory, String beanName) {  
        System.out.printf("contained is [%s] ,beanFactory is [%s],beanName is [%s]\n", isContainedBeanInHoldApplication(beanFactory, beanName), beanFactory, beanName);  
    }  
    /**  
     * 使用递归判断 -- 自上到下判断父类容器是否含有bean  
     *  
     * @param hierarchicalBeanFactory  
     * @param beanName  
     * @return  
     */  
    public static boolean isContainedBeanInHoldApplication(HierarchicalBeanFactory hierarchicalBeanFactory, String beanName) {  
        BeanFactory parentBeanFactory = hierarchicalBeanFactory.getParentBeanFactory();  
        if (parentBeanFactory instanceof HierarchicalBeanFactory) {  
            HierarchicalBeanFactory parentHierarchicalBeanFactory = HierarchicalBeanFactory.class.cast(parentBeanFactory);  
            if (isContainedBeanInHoldApplication(parentHierarchicalBeanFactory, beanName)) {  
                return true;  
            }  
        }  
        return hierarchicalBeanFactory.containsBean(beanName);  
    }  
} 
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对应的父类容器案例：

package org.idea.spring.look.up.factory;  
import org.springframework.context.ApplicationContext;  
import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;  
/**  
 * 父类ioc容器 这里面的ioc容器只包含有ParentBean这个类  
 *  
 * @Author idea  
 * @Date created in 8:46 上午 2021/4/11  
 */  
public class ParentIocContainer {  
    public static AnnotationConfigApplicationContext applicationContext = null;  
    class ParentBean {  
        int id;  
        public ParentBean(){  
            System.out.println("this is no arg init");  
        }  
        @Override  
        public String toString() {  
            return "ParentBean{" +  
                    "id=" + id +  
                    '}';  
        }  
    }  
    public ApplicationContext getAndStartApplicationContext(){  
       applicationContext = new AnnotationConfigApplicationContext();  
       applicationContext.register(ParentIocContainer.class);  
       //需要支持无参构造函数  
       applicationContext.registerBean("parentBean",ParentBean.class); 
       applicationContext.refresh();  
       return applicationContext;  
    }  
    public static void main(String[] args) {  
        ParentIocContainer parentIocContainer = new ParentIocContainer();  
        ApplicationContext applicationContext = parentIocContainer.getAndStartApplicationContext();  
        String[] str = applicationContext.getBeanNamesForType(ParentBean.class);  
        for (String beanName : str) {  
            System.out.println(beanName);  
        }  
    } 
} 
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从这段代码中可以看出，HierarchicalBeanFactory是一种常见的层次类BeanFactory，并且当我们需要判断一个bean是否存在某个容器上下文中的时候，不妨可以试试使用BeanFacoty自带的这个方法：

org.springframework.beans.factory.HierarchicalBeanFactory#containsLocalBean  
/**  
 * Return whether the local bean factory contains a bean of the given name,  
 * ignoring beans defined in ancestor contexts.  
 * <p>This is an alternative to {@code containsBean}, ignoring a bean  
 * of the given name from an ancestor bean factory.  
 * @param name the name of the bean to query  
 * @return whether a bean with the given name is defined in the local factory  
 * @see BeanFactory#containsBean 
 */  
boolean containsLocalBean(String name); 
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Spring依赖注入专题

依赖注入的几种模式

手动注入模式：

写XML的方式注入
通过注解的方式注入
通过API的方式去注入

自动注入的模式：

使用Autowiring的模式进行注入

常见的注入案例：

xml方式注入

例如通过xml配置文件对bean的属性进行注入：

<?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="malePerson" class="org.idea.spring.ioc.bean.Person" >  
    <property name="id" value="1"></property>  
    <property name="name" value="idea"></property>  
</bean>  
    <bean class="org.idea.spring.dependency.inject.setter.PersonHolder">  
        <property name="person" ref="malePerson"></property>  
    </bean>  
</beans> 
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对应的Person对象

@Data  
@AllArgsConstructor  
@NoArgsConstructor  
public class Person {  
    Integer id;  
    String name; 
} 
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注解的方式注入

例如加入一个@Bean的注解进行注入容器

@Bean  
  public PersonHolder personHolder(Person person){  
      return new PersonHolder(person);  
  } 
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Spring容器内部的api注入

核心是利用了BeanDefinitionBuilder进行一个beanDefinition的构建，然后将这个beanDefinition给注入到Spring容器当中，上下文在启动之后会将之前准备好的BeanDefinition机械能初始化创建。

import org.idea.spring.ioc.bean.Person;  
import org.springframework.beans.factory.config.BeanDefinition;  
import org.springframework.beans.factory.support.BeanDefinitionBuilder;  
import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;  
import org.springframework.context.annotation.Bean; 
/**  
 * 通过api的方式进行注入实现  
 *  
 * @Author idea  
 * @Date created in 11:11 下午 2021/4/21  
 */  
public class ApiDependencyInjectDemo {  
    @Bean  
    public Person myPerson(){  
        return new Person(1,"idea");  
    }  
    public static void main(String[] args) {  
        AnnotationConfigApplicationContext applicationContext = new AnnotationConfigApplicationContext();  
        applicationContext.register(ApiDependencyInjectDemo.class);  
        BeanDefinition personBeanDefinition = createUserBeanDefinition();  
        applicationContext.registerBeanDefinition("personHolder",personBeanDefinition);  
        applicationContext.refresh();  
        PersonHolder personHolder = applicationContext.getBean(PersonHolder.class);  
        System.out.println(personHolder.getPerson());  
        applicationContext.close();  
    }  
    private static BeanDefinition createUserBeanDefinition() { 
        BeanDefinitionBuilder beanDefinitionBuilder = BeanDefinitionBuilder.genericBeanDefinition(PersonHolder.class);  
        //注意这里的add方法有多种类型，需要注意下细节点  
        beanDefinitionBuilder.addPropertyReference("person","myPerson");  
        return beanDefinitionBuilder.getBeanDefinition();  
    }  
} 
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@Resource,@Autowire,@Qualifier模式注入

这两类的注入在实际使用中频率比较高：

@Resource注解的注入会根据后边的字段类型识别进行注入
@Autowire则会根据bean的类型进行注入

这里有一段案例：

public class AnnotationDependencyInjectDemo {  
    @Autowired  
    private PersonHolder personHolder2;  
    @Resource  
    private PersonHolder personHolder;  
    public static void main(String[] args) {  
        AnnotationConfigApplicationContext applicationContext = new AnnotationConfigApplicationContext();  
        applicationContext.register(AnnotationDependencyInjectDemo.class);  
        applicationContext.refresh();  
        AnnotationDependencyInjectDemo annotationDependencyInjectDemo = applicationContext.getBean(AnnotationDependencyInjectDemo.class);  
        System.out.println(annotationDependencyInjectDemo.personHolder);  
        System.out.println(annotationDependencyInjectDemo.personHolder2);  
        //这里面的两个bean都是同一个，因为bean的作用域是一致相同的  
        System.out.println(annotationDependencyInjectDemo.personHolder == annotationDependencyInjectDemo.personHolder2);  
        applicationContext.close();  
    }  
    @Bean  
    public PersonHolder personHolder(){  
        return new PersonHolder(new Person(1,"idea"));  
    }  
} 
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如果出现了一个接口对应多个实现类，但是代码中使用的是@Autowire的方式进行依赖注入，此时可以通过新增@Qualifier注解的方式来实现依赖注入的效果。

单纯从实际使用来说，我个人感觉@Resource = @Autowire + @Qualifier

依赖注入和依赖查找

在常见的业务开发当中，我们可能会使用到比较多的依赖注入注解，但是在一些基础组件的开发中，我个人感觉使用依赖查找往往更加具有灵活性。

Spring内部的Bean有哪几种

自定义的bean

例如业务系统中常见的XXXXDao,XXXXService

Spring容器中初始化构建好的Bean

例如Spring容器中的Enviorment对象

Spring容器内部的一些基础服务对象

例如Spring容器内部的BeanFactory对象，这类Bean通常是无法通过getBean接口去直接获取的。

Spring中的BeanDefinition对象

上边我们有提及过到Spring内部提供了相关的Api供开发者进行灵活的依赖注入。但是当我们深入到具体细节进行分析之后，其实是可以发现BeanDefinition对象也是有不同类型差异的。

用户自定义的BeanDeinition对象例如这样一段代码：

public class ApiDependencyInjectDemo {  
    @Bean  
    public Person myPerson(){  
        return new Person(1,"idea");  
    }  
    public static void main(String[] args) {  
        AnnotationConfigApplicationContext applicationContext = new AnnotationConfigApplicationContext();  
        applicationContext.register(ApiDependencyInjectDemo.class);  
        BeanDefinition personBeanDefinition = createUserBeanDefinition();  
        applicationContext.registerBeanDefinition("personHolder",personBeanDefinition);  
        applicationContext.refresh();  
        PersonHolder personHolder = applicationContext.getBean(PersonHolder.class);  
        System.out.println(personHolder.getPerson());  
        applicationContext.close();  
    }  
    private static BeanDefinition createUserBeanDefinition() {  
        //spring官方比较推荐的一种注入方式  
        BeanDefinitionBuilder beanDefinitionBuilder = BeanDefinitionBuilder.genericBeanDefinition(PersonHolder.class);  
        //注意这里的add方法有多种类型，需要注意下细节点  
        beanDefinitionBuilder.addConstructorArgReference("myPerson");  
        return beanDefinitionBuilder.getBeanDefinition();  
    }  
} 
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框架内部初始化定义好的BeanDefinition对象

具体体现在Spring容器进行初始化的时候，内部的refresh函数中有个prepareBeanFactory。

点进去这个函数，对它的源代码进行深入解读之后你会发现，其实内部已经注册了一系列的BeanDefinition对象。

在容器初始化之后是否还能注册Bean？

其实是可以的，下边我通过使用BeanDefiniation的案例来和你一起分析一下：

package org.idea.spring.bean.source;  
import org.springframework.beans.factory.config.BeanDefinition;  
import org.springframework.beans.factory.support.BeanDefinitionBuilder;  
import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;  
import org.idea.spring.bean.beandefinitionbuilder.User;  
/**  
 * @Author idea  
 * @Date created in 4:44 下午 2021/9/18  
 */  
public class AddBeanAfterRefreshDemo {  
    public static void main(String[] args) {  
        AnnotationConfigApplicationContext annotationConfigApplicationContext = new AnnotationConfigApplicationContext();  
        annotationConfigApplicationContext.register(AddBeanAfterRefreshDemo.class);  
        annotationConfigApplicationContext.refresh();  
        try {  
            User user0 = annotationConfigApplicationContext.getBean(User.class);  
            System.out.println("user0 is " + user0);  
        } catch (Exception b) {  
            b.printStackTrace();  
        }  
        System.out.println("启动后手动注入bean对象");  
        BeanDefinitionBuilder beanDefinitionBuilder = BeanDefinitionBuilder.genericBeanDefinition(User.class);  
        beanDefinitionBuilder.setScope("prototype"); 
        beanDefinitionBuilder  
                .addPropertyValue("id", 2)  
                .addPropertyValue("name", "idea");  
        annotationConfigApplicationContext.registerBeanDefinition("user", beanDefinitionBuilder.getBeanDefinition());  
        //1)  
        User user1 = (User) annotationConfigApplicationContext.getBean("user");  
        BeanDefinition beanDefinition = annotationConfigApplicationContext.getBeanDefinition("user");  
        System.out.println(beanDefinition.getScope());  
        System.out.println(user1);  
        annotationConfigApplicationContext.close();  
    } 
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注意，这里面如果将1)部分的代码调整为：

User user1 = (User) annotationConfigApplicationContext.getBean(User.class); 
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则不会实现容器启动后注册了对应的bean，但是依然查询不到预期对象的效果。这是因为在Spring容器底层会有一个Map专门记录不同的beanClass类型对应不同的beanName集合，从而导致第二次查询的时候走了第一次查询时候的缓存。代码位于：

org.springframework.beans.factory.support.DefaultListableBeanFactory  
/** Map of singleton and non-singleton bean names, keyed by dependency type. */  
  private final Map<Class<?>, String[]> allBeanNamesByType = new ConcurrentHashMap<>(64);  
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