一文詳解Spring建構函式推斷

2023-04-08 06:01:48

正文

Spring 提供了一組基本的功能，例如依賴注入（DI）和面向切面程式設計（AOP）。其中一個非常強大的功能是建構函式自動注入，也稱為建構函式推斷。在本文中，我們將深入探討Spring建構函式推斷的底層原理，並解釋Spring是如何實現它的。

自動注入

建構函式自動注入是指 Spring 自動解析 bean 的建構函式引數，並將它們傳遞給相應的建構函式。這樣，我們就不必顯式地在XML或Java組態檔中指定每個 bean 的建構函式引數。這是一個非常方便的功能，特別是在有許多 bean 需要注入的情況下。

底層原理

Spring 使用 Java 反射機制來執行建構函式推斷。當 Spring 需要範例化一個 bean 時，它將首先使用 Java 反射機制檢查該 bean 的建構函式。

然後，它將檢查每個建構函式的引數型別，並嘗試在 Spring 應用程式上下文中查詢與引數型別匹配的 bean。

如果找到匹配的 bean，則 Spring 將使用該 bean 範例化建構函式引數。如果找不到匹配的 bean，則 Spring 將繼續檢查下一個建構函式。

如果沒有任何建構函式可以匹配，則 Spring 將丟擲一個異常。但是，可以使用 @Autowired(required=false) 註解來取消必需的依賴關係，這意味著如果找不到與建構函式引數型別匹配的bean，則 Spring 將不會丟擲異常。

以下是一個簡單的例子，說明如何在 Spring 中使用建構函式推斷：

public class MyBean {
    private final MyDependency myDependency;
    public MyBean(MyDependency myDependency) {
        this.myDependency = myDependency;
    }
    public void doSomething() {
        myDependency.doSomething();
    }
}

在這個例子中，MyBean依賴於MyDependency。Spring 將使用建構函式推斷自動注入 MyDependency，而不需要在XML或Java組態檔中顯式指定。

@Configuration
public class AppConfig {
    @Bean
    public MyDependency myDependency() {
        return new MyDependency();
    }
    @Bean
    public MyBean myBean() {
        return new MyBean(myDependency());
    }
}

在這個例子中，AppConfig 類使用 @Configuration 註解指定一個 Spring 應用程式上下文，並定義兩個bean：MyDependency 和 MyBean。在 MyBean 的建構函式中，我們將 MyDependency 作為引數傳遞，Spring 將使用建構函式推斷自動注入 MyDependency。

建構函式推斷的限制

建構函式推斷有一些限制，例如：

如果有多個建構函式可以匹配，則 Spring 將丟擲一個異常。在這種情況下，您需要使用 @Qualifier 註解來指定要注入的 bean。
如果建構函式引數是原始型別（例如int、float、boolean等），則 Spring 無法推斷它們。在這種情況下，您需要使用 @Value 註解將值直接注入到建構函式引數中。
如果建構函式引數是陣列或集合，則 Spring 無法推斷它們。在這種情況下，您需要使用 @Qualifier 註解和 @Autowired 的 List 或 Set 型別的欄位來手動注入陣列或集合。

原始碼解析

Spring 使用 BeanWrapperImpl 類來執行建構函式推斷。BeanWrapperImpl 類是 Spring 的核心類之一，它提供了一種方便的方式來對 Java 物件進行包裝和存取。以下是 Spring 中用於執行建構函式推斷的 BeanWrapperImpl 類的原始碼：

public class BeanWrapperImpl extends AbstractPropertyAccessor implements BeanWrapper {
    // ...
    @Override
    public Object createInstance() throws BeansException {
        // 獲取Bean的建構函式
        Constructor<?> constructorToUse = this.constructorResolver.autowireConstructor;
        if (constructorToUse == null) {
            throw new BeansException("No default constructor found");
        }
        try {
            // 使用建構函式建立Bean範例，並返回
            return constructorToUse.newInstance(getConstructorArgumentValues(constructorToUse), getBeanClassLoader());
        }
        catch (Throwable ex) {
            throw new BeanCreationException("Could not instantiate bean", ex);
        }
    }
    // ...
    private Constructor<?> autowireConstructor;
    // ...
    public BeanWrapperImpl(Class<?> clazz) {
        super();
        this.objectType = clazz;
        this.propertyEditorRegistry = new SimpleTypeConverter();
        this.constructorResolver = new ConstructorResolver(this.objectType, this);
    }
    // ...
    private class ConstructorResolver {
        // ...
        public ConstructorResolver(Class<?> clazz, BeanWrapperImpl bw) {
            // 查詢可以使用的建構函式並將其快取
            Constructor<?>[] candidates = clazz.getDeclaredConstructors();
            Constructor<?> autowireCandidate = null;
            int numAutowireCandidates = 0;
            for (Constructor<?> candidate : candidates) {
                if (candidate.isAnnotationPresent(Autowired.class)) {
                    autowireCandidate = candidate;
                    numAutowireCandidates++;
                }
            }
            if (numAutowireCandidates == 1) {
                this.autowireConstructor = autowireCandidate;
            }
            else if (numAutowireCandidates > 1) {
                throw new BeansException("Multiple autowire constructors found");
            }
        }
        // ...
    }
    // ...
}

在BeanWrapperImpl 類中，建構函式推斷是在 createInstance() 方法中執行的。該方法首先獲取與Bean匹配的建構函式（由constructorResolver.autowireConstructor決定），然後使用該建構函式建立 Bean 範例。

在 ConstructorResolver 內部類中，建構函式推斷是通過查詢帶有 @Autowired 註解的建構函式來實現的。如果找到了一個帶有 Autowired註解的建構函式，則它將被快取到 autowireConstructor 欄位中，並在 createInstance() 方法中使用。

結論

建構函式自動注入是 Spring 的一個非常強大的功能，它可以大大簡化 bean 的設定和管理。我們深入探討了 Spring 建構函式推斷的底層原理，並解釋了 Spring 是如何實現它的，還提供了一個簡單的例子和原始碼解析，以幫助大家更好地瞭解建構函式推斷的工作方式。

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一文詳解Spring建構函式推斷

目錄

正文

自動注入

底層原理

建構函式推斷的限制

原始碼解析

結論

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