面試突擊77：Spring 依賴注入有幾種？各有什麼優缺點？

2022 年 8 月 24 日
筆記
Java面試

IoC 和 DI 是 Spring 中最重要的兩個概念，其中 IoC（Inversion of Control）為控制反轉的思想，而 DI（Dependency Injection）依賴注入為其（IoC）具體實現。那麼 DI 實現依賴注入的方式有幾種？這些注入方式又有什麼不同？接下來，我們一起來看。

0.概述

在 Spring 中實現依賴注入的常見方式有以下 3 種：

屬性注入（Field Injection）；
Setter 注入（Setter Injection）；
構造方法注入（Constructor Injection）。

它們的具體使用和優缺點分析如下。

1.屬性注入

屬性注入是我們最熟悉，也是日常開發中使用最多的一種注入方式，它的實現代碼如下：

@RestController
public class UserController {
    // 屬性對象
    @Autowired
    private UserService userService;

    @RequestMapping("/add")
    public UserInfo add(String username, String password) {
        return userService.add(username, password);
    }
}

1.1 優點分析

屬性注入最大的優點就是實現簡單、使用簡單，只需要給變量上添加一個註解（@Autowired），就可以在不 new 對象的情況下，直接獲得注入的對象了（這就是 DI 的功能和魅力所在），所以它的優點就是使用簡單。

1.2 缺點分析

然而，屬性注入雖然使用簡單，但也存在着很多問題，甚至編譯器 Idea 都會提醒你「不建議使用此注入方式」，Idea 的提示信息如下：

屬性注入的缺點主要包含以下 3 個：

功能性問題：無法注入一個不可變的對象（final 修飾的對象）；
通用性問題：只能適應於 IoC 容器；
設計原則問題：更容易違背單一設計原則。

接下來我們一一來看。

缺點1：功能性問題

使用屬性注入無法注入一個不可變的對象（final 修飾的對象），如下圖所示：

原因也很簡單：在 Java 中 final 對象（不可變）要麼直接賦值，要麼在構造方法中賦值，所以當使用屬性注入 final 對象時，它不符合 Java 中 final 的使用規範，所以就不能注入成功了。

PS：如果要注入一個不可變的對象，要怎麼實現呢？使用下面的構造方法注入即可。

缺點2：通用性問題

使用屬性注入的方式只適用於 IoC 框架（容器），如果將屬性注入的代碼移植到其他非 IoC 的框架中，那麼代碼就無效了，所以屬性注入的通用性不是很好。

缺點3：設計原則問題

使用屬性注入的方式，因為使用起來很簡單，所以開發者很容易在一個類中同時注入多個對象，而這些對象的注入是否有必要？是否符合程序設計中的單一職責原則？就變成了一個問題。
但可以肯定的是，注入實現越簡單，那麼濫用它的概率也越大，所以出現違背單一職責原則的概率也越大。
注意：這裡強調的是違背設計原則（單一職責）的可能性，而不是一定會違背設計原則，二者有着本質的區別。

2.Setter 注入

Setter 注入的實現代碼如下：

@RestController
public class UserController {
    // Setter 注入
    private UserService userService;

    @Autowired
    public void setUserService(UserService userService) {
        this.userService = userService;
    }

    @RequestMapping("/add")
    public UserInfo add(String username, String password) {
        return userService.add(username, password);
    }
}

優缺點分析

從上面代碼可以看出，Setter 注入比屬性注入要麻煩很多。
要說 Setter 注入有什麼優點的話，那麼首當其衝的就是它完全符合單一職責的設計原則，因為每一個 Setter 只針對一個對象。
但它的缺點也很明顯，它的缺點主要體現在以下 2 點：

不能注入不可變對象（final 修飾的對象）；
注入的對象可被修改。

接下來我們一一來看。

缺點1：不能注入不可變對象

使用 Setter 注入依然不能注入不可變對象，比如以下注入會報錯：

缺點2：注入對象可被修改

Setter 注入提供了 setXXX 的方法，意味着你可以在任何時候、在任何地方，通過調用 setXXX 的方法來改變注入對象，所以 Setter 注入的問題是，被注入的對象可能隨時被修改。

3.構造方法注入

構造方法注入是 Spring 官方從 4.x 之後推薦的注入方式，它的實現代碼如下：

@RestController
public class UserController {
    // 構造方法注入
    private UserService userService;

    @Autowired
    public UserController(UserService userService) {
        this.userService = userService;
    }

    @RequestMapping("/add")
    public UserInfo add(String username, String password) {
        return userService.add(username, password);
    }
}

當然，如果當前的類中只有一個構造方法，那麼 @Autowired 也可以省略，所以以上代碼還可以這樣寫：

@RestController
public class UserController {
    // 構造方法注入
    private UserService userService;

    public UserController(UserService userService) {
        this.userService = userService;
    }

    @RequestMapping("/add")
    public UserInfo add(String username, String password) {
        return userService.add(username, password);
    }
}

優點分析

構造方法注入相比於前兩種注入方法，它可以注入不可變對象，並且它只會執行一次，也不存在像 Setter 注入那樣，被注入的對象隨時被修改的情況，它的優點有以下 4 個：

可注入不可變對象；
注入對象不會被修改；
注入對象會被完全初始化；
通用性更好。

接下來我們一一來看。

優點1：注入不可變對象

使用構造方法注入可以注入不可變對象，如下代碼所示：

優點2：注入對象不會被修改

構造方法注入不會像 Setter 注入那樣，構造方法在對象創建時只會執行一次，因此它不存在注入對象被隨時（調用）修改的情況。

優點3：完全初始化

因為依賴對象是在構造方法中執行的，而構造方法是在對象創建之初執行的，因此被注入的對象在使用之前，會被完全初始化，這也是構造方法注入的優點之一。

優點4：通用性更好

構造方法和屬性注入不同，構造方法注入可適用於任何環境，無論是 IoC 框架還是非 IoC 框架，構造方法注入的代碼都是通用的，所以它的通用性更好。

總結

依賴注入的常見實現方式有 3 種：屬性注入、Setter 注入和構造方法注入。其中屬性注入的寫法最簡單，所以日常項目中使用的頻率最高，但它的通用性不好；而 Spring 官方推薦的是構造方法注入，它可以注入不可變對象，其通用性也更好，如果是注入可變對象，那麼可以考慮使用 Setter 注入。

參考 & 鳴謝

Spring 官方文檔

是非審之於己，毀譽聽之於人，得失安之於數。

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