深入理解Java依赖注入（从零开始掌握Spring中的控制反转与依赖注入）

什么是依赖注入？

依赖注入是一种控制反转（Inversion of Control, IoC）的设计模式。传统编程中，一个类会自己创建它所依赖的对象；而在依赖注入中，这些依赖由外部“注入”进来，通常由一个容器（如Spring容器）负责管理。

举个例子：假设你有一个 UserService 类，它需要一个 UserRepository 来访问数据库。不使用DI时，你可能会这样写：

public class UserService {    private UserRepository repository = new UserRepository(); // 紧耦合！    public void saveUser(String name) {        repository.save(name);    }}

这种方式的问题在于：代码高度耦合，难以测试（比如你想用Mock对象替换真实数据库）。而使用Spring依赖注入后，代码变成这样：

@Servicepublic class UserService {    private final UserRepository repository;    // 通过构造函数注入依赖    public UserService(UserRepository repository) {        this.repository = repository;    }    public void saveUser(String name) {        repository.save(name);    }}

此时，UserRepository 的实例由Spring容器自动提供，你无需手动创建。这就是控制反转IoC的核心思想：把对象的创建和依赖关系的控制权交给容器。

Spring中的三种依赖注入方式

Spring支持以下三种主要的依赖注入方式：

1. 构造函数注入（推荐）：通过类的构造函数传入依赖。
2. Setter方法注入：通过setter方法设置依赖。
3. 字段注入（不推荐）：直接在字段上使用 @Autowired 注解。

1. 构造函数注入（最佳实践）

@Componentpublic class EmailService {    public void sendEmail(String to, String msg) {        System.out.println("Sending email to " + to + ": " + msg);    }}@Servicepublic class NotificationService {    private final EmailService emailService;    public NotificationService(EmailService emailService) {        this.emailService = emailService;    }    public void notifyUser(String user) {        emailService.sendEmail(user, "Welcome!");    }}

Spring Boot 2.0+ 默认推荐使用构造函数注入，因为它保证了依赖不可变且非空。

2. Setter注入

@Servicepublic class OrderService {    private PaymentService paymentService;    @Autowired    public void setPaymentService(PaymentService paymentService) {        this.paymentService = paymentService;    }    public void processOrder() {        paymentService.charge();    }}

3. 字段注入（不推荐）

@Servicepublic class ReportService {    @Autowired    private DatabaseConnection db; // 不利于单元测试和不可变性    public void generateReport() {        db.query("SELECT * FROM reports");    }}

虽然字段注入代码简洁，但它破坏了封装性，使单元测试困难，并可能导致NPE（空指针异常）。

配置Spring容器

在Spring Boot中，你几乎不需要手动配置容器。只需在主类上添加 @SpringBootApplication 注解，Spring会自动扫描带有 @Component、@Service、@Repository 等注解的类，并将它们注册为Bean。

@SpringBootApplicationpublic class Application {    public static void main(String[] args) {        SpringApplication.run(Application.class, args);    }}

为什么依赖注入如此重要？

• ✅ 降低耦合度：组件之间不再硬编码依赖。
• ✅ 提高可测试性：可以轻松注入Mock对象进行单元测试。
• ✅ 增强可维护性：修改依赖只需更改配置，无需改动业务代码。
• ✅ 支持灵活配置：同一接口可绑定不同实现（如开发/生产环境切换）。

总结

通过本教程，你已经掌握了Java依赖注入的基本概念、Spring中的三种注入方式，以及为何控制反转IoC是现代Java开发的基石。记住：优先使用构造函数注入，避免字段注入，善用Spring容器管理你的Bean。

无论你是初学者还是有经验的开发者，理解并熟练运用依赖注入框架（尤其是Spring依赖注入）都将极大提升你的代码质量与开发效率。

现在，打开你的IDE，创建一个Spring Boot项目，亲手试试吧！