深入浅出理解 IOC（控制反转）与 DI（依赖注入）¶

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深入理解 Spring 框架中的 IoC 与 DI¶

在学习 Spring 框架时，控制反转（IoC）和依赖注入（DI）是不可回避的核心概念。它们不仅是设计模式的体现，更是实现高内聚、低耦合架构的关键。本文将从“为何需要”与“如何实现”两个维度，深入剖析这两个概念。

一、为何需要 IoC 与 DI：面向对象设计的挑战¶

考虑以下传统的 Java 代码示例：

Java

public class OrderService {
    private UserRepository userRepository = new UserRepository();

    public void createOrder() {
        // 使用 userRepository 执行业务逻辑
    }
}

上述代码存在以下问题：

紧耦合：OrderService直接实例化了UserRepository，导致两者高度耦合。
难以测试：在单元测试中，无法轻松替换UserRepository为模拟实现（如MockUserRepository）。
扩展性差：若需更换数据访问层的实现，需修改OrderService的代码，违反了开闭原则。

理想状态是：OrderService不关心UserRepository的具体实现，而是由外部提供依赖。这正是**控制反转（IoC）和依赖注入（DI）**旨在解决的问题。

二、控制反转（IoC）：将控制权交给框架¶

定义¶

控制反转（Inversion of Control，IoC）是一种设计原则，将对象的创建和依赖管理从应用程序代码中抽离，交由容器（如 Spring）负责。

通俗理解¶

传统开发中，应用程序主动创建和管理依赖对象。而在 IoC 模式下，应用程序被动接收所需的依赖，控制权从应用程序转移到框架。

实现方式¶

IoC 的实现主要有两种方式：

依赖注入（Dependency Injection） ：容器在运行时将依赖对象注入到目标对象中。
依赖查找（Dependency Lookup） ：对象在运行时从容器中查找所需的依赖。

Spring 框架主要采用依赖注入的方式实现 IoC。

三、依赖注入（DI）：由容器提供所需依赖¶

定义¶

依赖注入（Dependency Injection，DI）是实现 IoC 的一种方式。通过 DI，容器在运行时将所需的依赖对象注入到目标对象中，而不是由目标对象自行创建。

实现方式¶

Spring 支持多种依赖注入方式：

构造函数注入（推荐）：通过构造函数参数注入依赖。
Setter 方法注入：通过公共的 Setter 方法注入依赖。
字段注入：通过反射直接注入到字段中。

构造函数注入具有不可变性和易于测试的优点，因此被广泛推荐。

四、通过注解实现 IoC 与 DI：Spring 的实践¶

1. 定义 Bean¶

在 Spring 中，Bean是由容器管理的对象。通过注解，可以将普通的 Java 类声明为 Bean：

@Component：通用组件类。
@Service：业务逻辑组件。
@Repository：数据访问组件。
@Controller：控制器组件，用于处理 Web 请求。

示例：

Java

@Service
public class UserService {
    public void sayHello() {
        System.out.println("Hello from UserService");
    }
}

2. 注入 Bean¶

使用 @Autowired 注解，可以将依赖的 Bean 注入到目标对象中。

构造函数注入示例：¶

Java

@Service
public class OrderService {
    private final UserService userService;

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

3. 启用注解功能¶

在 Spring Boot 应用中，@SpringBootApplication 注解启用了组件扫描和自动配置功能。

Java

@SpringBootApplication
public class App {
    public static void main(String[] args) {
        ApplicationContext context = SpringApplication.run(App.class, args);
        UserService userService = context.getBean(UserService.class);
        userService.sayHello();
    }
}

五、总结¶

IoC（控制反转） ：一种设计原则，将对象的创建和依赖管理交由容器处理。
DI（依赖注入） ：实现 IoC 的方式，容器在运行时注入所需的依赖对象。
Spring 实践：通过注解（如 @Component、@Autowired）定义和注入 Bean，实现松耦合、易测试、可扩展的应用架构。

通过理解和应用 IoC 与 DI，可以构建出更具可维护性和可扩展性的 Java 应用程序。