Java Spring のさまざまな依存関係注入アノテーションの違いの詳細な説明

アノテーションインジェクションは、名前が示すように、アノテーションを通じてインジェクションを実現することです。Spring とインジェクションに関連する一般的なアノテーションには、Autowired、Resource、Qualifier、Service、Controller、Repository、Component が含まれます。

Autowired は自動注入であり、注入する適切な Bean を Spring コンテキストから自動的に見つけます。

Resource は、注入の名前を指定するために使用されます。

Qualifier は、Bean の名前を指定するために Autowired と組み合わせて使用​​されます。
サービス、コントローラー、およびリポジトリーは、それぞれサービス層クラス、コントローラー層クラス、およびデータストレージ層クラスをマークします。Spring がアノテーション設定をスキャンすると、これらのクラスが Bean を生成するようにマークされます。

コンポーネントは一般的な用語であり、マークされたクラスは、Spring がアノテーション設定をスキャンするときに、これらのクラスをマークして Bean を生成します。

Spring は Bean の依存関係注入のための複数のアノテーション メソッドをサポートしています:

@Resource
javax.annotation
JSR250 (Common Annotations for Java)
@Inject
javax.inject
JSR330 (Dependency Injection for Java)
@Autowired
org.springframework.bean.factory
Spring

直感的には、@Autowired は Spring によって提供されるアノテーションであり、その他は JDK 自体の組み込みアノテーションです。 Spring もこれらのアノテーションをサポートしています。 。しかし、使用上のこれら 3 つの違いは何でしょうか?このメソッドをテストした後、著者はいくつかの興味深い特徴を発見しました。

相違点は次のように要約されます:

1. @Autowired には false として設定できる必須属性があります。この場合、対応する Bean が見つからない場合でも例外はスローされません。 @Inject と @Resource は対応する構成を提供していないため、それらを見つける必要があります。そうしないと例外がスローされます。

2. @Autowired と @Inject は、どちらも AutowiredAnnotationBeanPostProcessor を使用して依存関係の注入を処理するため、基本的に同じです。ただし @Resource は例外で、CommonAnnotationBeanPostProcessor を使用して依存関係の注入を処理します。もちろん、どちらも BeanPostProcessor です。

@Autowired和@Inject
- 默认 autowired by type
- 可以 通过@Qualifier 显式指定 autowired by qualifier name。
- 如果 autowired by type 失败（找不到或者找到多个实现），则退化为autowired by field name
@Resource
- 默认 autowired by field name
- 如果 autowired by field name失败，会退化为 autowired by type
- 可以 通过@Qualifier 显式指定 autowired by qualifier name
- 如果 autowired by qualifier name失败，会退化为 autowired by field name。但是这时候如果 autowired by field name失败，就不会再退化为autowired by type了。

TIPS 修飾名 VS Bean 名

Spring の設計では、修飾名は Bean 名と同等ではありませんが、前者は特定の Bean を分類​​するためのタグまたはグループの役割に似ています。 getByTag(group)の効果が得られます。 XML で構成された Bean の場合、id 属性で Bean 名を指定し (指定しない場合、デフォルトではクラス名の最初の文字が小文字になります)、ラベルで修飾子名を指定できます:

<bean id="lamborghini" class="me.arganzheng.study.spring.autowired.Lamborghini">
<qualifier value="luxury"/>
<!-- inject any dependencies required by this bean -->
</bean>

アノテーションが付いている場合は、@Qualifier を通じてアノテーションを付けることができます。修飾子名を指定し、@Named または @Component (@Service、@Repository など) の値を通じて Bean 名を指定します。 Bean 名が指定されていない場合、Spring はデフォルトでクラス名の最初の文字は小文字になります (Lamborghini=>lamborghini)。

3. XML インジェクションの前にアノテーションを通じて依存関係をインジェクトします。同じ Bean への依存関係に両方の注入メソッドが使用される場合、XML メソッドが優先されます。ただし、XML で構成された Bean には、アノテーションによって注入された依存関係を注入できないことを心配する必要はありません。依存関係の注入は、Bean の登録後に実行されます。

4. 現在の autowired by type メソッド (著者は 3.2.3.RELEASE バージョンを使用) と Spring の AutowiredAnnotationBeanPostProcessor 実装にはすべて「バグ」があります。つまり、@Autowired と @Inject の両方に落とし穴があります (これはバグであり、バグではありません)。意図的なものと思われるためバグです）。これはオンラインのバグであり、この記事を書いた理由でもあります。シーンは次のとおりです。

application-context.xml には次の定義があります:

@Component("lamborghini")
@Qualifier("luxury")
public class Lamborghini implements Car {
}

static-field によって適用される定数は次のクラスで定義されています:

@Component
@Named("lamborghini")
@Qualifier("luxury")
public class Lamborghini implements Car {
}

次に、依存関係を次のように宣言するとします。コード内:

<xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:aop="http://www.springframework.org/schema/aop"
xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
xmlns:util="http://www.springframework.org/schema/util"
xsi:schemaLocation="
http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.0.xsd
http://www.springframework.org/schema/aop http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop-3.0.xsd
http://www.springframework.org/schema/context http://www.springframework.org/schema/context/spring-context-3.0.xsd
http://www.springframework.org/schema/util http://www.springframework.org/schema/util/spring-util-2.5.xsd">
<context:annotation-config />
<context:component-scan base-package="me.arganzheng.study" />
<util:constant id="en"
static-field="me.arganzheng.study.spring.autowired.Constants.Language.EN" />
<util:constant id="ja"
static-field="me.arganzheng.study.spring.autowired.Constants.Language.JP" />
<util:constant id="ind"
static-field="me.arganzheng.study.spring.autowired.Constants.Language.IND" />
<util:constant id="pt"
static-field="me.arganzheng.study.spring.autowired.Constants.Language.PT" />
<util:constant id="th"
static-field="me.arganzheng.study.spring.autowired.Constants.Language.TH" />
<util:constant id="ar"
static-field="me.arganzheng.study.spring.autowired.Constants.Language.AR" />
<util:constant id="en-rIn"
static-field="me.arganzheng.study.spring.autowired.Constants.Language.EN_RIN" />
<util:map id="languageChangesMap" key-type="java.lang.String"
value-type="java.lang.String">
<entry key="pt" value="pt" />
<entry key="br" value="pt" />
<entry key="jp" value="ja" />
<entry key="ja" value="ja" />
<entry key="ind" value="ind" />
<entry key="id" value="ind" />
<entry key="en-rin" value="en-rIn" />
<entry key="in" value="en-rIn" />
<entry key="en" value="en" />
<entry key="gb" value="en" />
<entry key="th" value="th" />
<entry key="ar" value="ar" />
<entry key="eg" value="ar" />
</util:map>
</beans>

何か奇妙なことが起こったと思います!

実行結果は次のとおりです:

package me.arganzheng.study.spring.autowired;
public interface Constants {
public interface Language {
public static final String EN = "CommonConstants.LANG_ENGLISH";
public static final String JP = "CommonConstants.LANG_JAPANESE";
public static final String IND = "CommonConstants.LANG_INDONESIAN";
public static final String PT = "CommonConstants.LANG_PORTUGUESE";
public static final String TH = "CommonConstants.LANG_THAI";
public static final String EN_RIN = "CommonConstants.LANG_ENGLISH_INDIA";
public static final String AR = "CommonConstants.LANG_Arabic";
}
}

つまり、Map

Severe: CaughtException while allowed TestExecutionListener

public class AutowiredTest extends BaseSpringTestCase {
@Autowired
private Map<String, String> languageChangesMap;
@Test
public void testAutowired() {
notNull(languageChangesMap);
System.out.println(languageChangesMap.getClass().getSimpleName());
System.out.println(languageChangesMap);
}
}

デバッグ後、これが確かに Spring のバグであることがわかりました。 DefaultListableBeanFactory のこのメソッドには問題があります:

LinkedHashMap
{en=CommonConstants.LANG_ENGLISH, ja=CommonConstants.LANG_JAPANESE, ind=CommonConstants.LANG_INDONESIAN, pt=CommonConstants.LANG_PORTUGUESE, th=CommonConstants.LANG_THAI, ar=CommonConstants.LANG_Arabic, en-rIn=CommonConstants.LANG_ENGLISH_INDIA}

鍵は次の文にあります: Map

Severe: TestExecutionListener を許可中に例外をキャッチしました

[org.springframework.test.context.support.DependencyInjectionTestExecutionListener@5c51ee0a] to prepare test instance [me.arganzheng.study.spring.autowired.AutowiredTest@6e301e0]
org.springframework.beans.factory.BeanCreationException: Error creating bean with name 'me.arganzheng.study.spring.autowired.AutowiredTest': Injection of autowired dependencies failed; nested exception is org.springframework.beans.factory.BeanCreationException: Could not autowire field: private java.util.Map me.arganzheng.study.spring.autowired.AutowiredTest.languageChangesMap; nested exception is org.springframework.beans.factory.NoSuchBeanDefinitionException: No qualifying bean of type [java.lang.String] found for dependency [map with value type java.lang.String]: expected at least 1 bean which qualifies as autowire candidate for this dependency. Dependency annotations: {@org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired(required=true)}
...
ed by: org.springframework.beans.factory.NoSuchBeanDefinitionException: No qualifying bean of type [java.lang.String] found for dependency [map with value type java.lang.String]: expected at least 1 bean which qualifies as autowire candidate for this dependency. Dependency annotations: {@org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired(required=true)}
at org.springframework.beans.factory.support.DefaultListableBeanFactory.raiseNoSuchBeanDefinitionException(DefaultListableBeanFactory.java:986)
at org.springframework.beans.factory.support.DefaultListableBeanFactory.doResolveDependency(DefaultListableBeanFactory.java:843)
at org.springframework.beans.factory.support.DefaultListableBeanFactory.resolveDependency(DefaultListableBeanFactory.java:768)
at org.springframework.beans.factory.annotation.AutowiredAnnotationBeanPostProcessor$AutowiredFieldElement.inject(AutowiredAnnotationBeanPostProcessor.java:486)
... 28 more

デバッグ後、実行パスが次と同じであることがわかりました。修飾名が指定されていない場合。 Bean名が指定されていませんか?なぜまだタイプ別に自動配線されているのですか?よく見てみると、発見しました。 DefaultListableBeanFactory の doResolveDependency メソッドは、最初に型を区別します:

protected Object doResolveDependency(DependencyDescriptor descriptor, Class<?> type, String beanName,
Set<String> autowiredBeanNames, TypeConverter typeConverter) throws BeansException {
...
else if (Map.class.isAssignableFrom(type) && type.isInterface()) {
Class<?> keyType = descriptor.getMapKeyType();
if (keyType == null || !String.class.isAssignableFrom(keyType)) {
if (descriptor.isRequired()) {
throw new FatalBeanException("Key type [" + keyType + "] of map [" + type.getName() +
"] must be assignable to [java.lang.String]");
}
return null;
}
Class<?> valueType = descriptor.getMapValueType();
if (valueType == null) {
if (descriptor.isRequired()) {
throw new FatalBeanException("No value type declared for map [" + type.getName() + "]");
}
return null;
}
Map<String, Object> matchingBeans = findAutowireCandidates(beanName, valueType, descriptor);
if (matchingBeans.isEmpty()) {
if (descriptor.isRequired()) {
raiseNoSuchBeanDefinitionException(valueType, "map with value type " + valueType.getName(), descriptor);
}
return null;
}
if (autowiredBeanNames != null) {
autowiredBeanNames.addAll(matchingBeans.keySet());
}
return matchingBeans;
}
...
}

Array、Collection、または Map の場合、コレクション クラスの要素の型に従って型によって自動配線されます (Map は値の型を使用します)。なぜそれほど特別に扱われるのでしょうか？ Spring はこの目的を達成するように設計されていることがわかりました。つまり、型に一致するすべての実装を一度に注入できるようになります。つまり、次のように注入できます。複数の車がある場合、それは挿入され、再度報告されません

[org.springframework.test.context.support.DependencyInjectionTestExecutionListener@9476189] to prepare test instance [me.arganzheng.study.spring.autowired.AutowiredTest@2d546e21]
...
Caused by: org.springframework.beans.factory.NoSuchBeanDefinitionException: No qualifying bean of type [java.lang.String] found for dependency [map with value type java.lang.String]: expected at least 1 bean which qualifies as autowire candidate for this dependency. Dependency annotations: {@org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired(required=true), @org.springframework.beans.factory.annotation.Qualifier(value=languageChangesMap)}
at org.springframework.beans.factory.support.DefaultListableBeanFactory.raiseNoSuchBeanDefinitionException(DefaultListableBeanFactory.java:986)
at org.springframework.beans.factory.support.DefaultListableBeanFactory.doResolveDependency(DefaultListableBeanFactory.java:843)
at org.springframework.beans.factory.support.DefaultListableBeanFactory.resolveDependency(DefaultListableBeanFactory.java:768)
at org.springframework.beans.factory.annotation.AutowiredAnnotationBeanPostProcessor$AutowiredFieldElement.inject(AutowiredAnnotationBeanPostProcessor.java:486)
... 28 more

ただし、上記の状況で @Resource を使用すると、この問題は発生しません:

protected Object doResolveDependency(DependencyDescriptor descriptor, Class<?> type, String beanName,
Set<String> autowiredBeanNames, TypeConverter typeConverter) throws BeansException {
Object value = getAutowireCandidateResolver().getSuggestedValue(descriptor);
if (value != null) {
if (value instanceof String) {
String strVal = resolveEmbeddedValue((String) value);
BeanDefinition bd = (beanName != null && containsBean(beanName) ? getMergedBeanDefinition(beanName) : null);
value = evaluateBeanDefinitionString(strVal, bd);
}
TypeConverter converter = (typeConverter != null ? typeConverter : getTypeConverter());
return (descriptor.getField() != null ?
converter.convertIfNecessary(value, type, descriptor.getField()) :
converter.convertIfNecessary(value, type, descriptor.getMethodParameter()));
}
if (type.isArray()) {
Class<?> componentType = type.getComponentType();
Map<String, Object> matchingBeans = findAutowireCandidates(beanName, componentType, descriptor);
if (matchingBeans.isEmpty()) {
if (descriptor.isRequired()) {
raiseNoSuchBeanDefinitionException(componentType, "array of " + componentType.getName(), descriptor);
}
return null;
}
if (autowiredBeanNames != null) {
autowiredBeanNames.addAll(matchingBeans.keySet());
}
TypeConverter converter = (typeConverter != null ? typeConverter : getTypeConverter());
return converter.convertIfNecessary(matchingBeans.values(), type);
}
else if (Collection.class.isAssignableFrom(type) && type.isInterface()) {
Class<?> elementType = descriptor.getCollectionType();
if (elementType == null) {
if (descriptor.isRequired()) {
throw new FatalBeanException("No element type declared for collection [" + type.getName() + "]");
}
return null;
}
Map<String, Object> matchingBeans = findAutowireCandidates(beanName, elementType, descriptor);
if (matchingBeans.isEmpty()) {
if (descriptor.isRequired()) {
raiseNoSuchBeanDefinitionException(elementType, "collection of " + elementType.getName(), descriptor);
}
return null;
}
if (autowiredBeanNames != null) {
autowiredBeanNames.addAll(matchingBeans.keySet());
}
TypeConverter converter = (typeConverter != null ? typeConverter : getTypeConverter());
return converter.convertIfNecessary(matchingBeans.values(), type);
}
else if (Map.class.isAssignableFrom(type) && type.isInterface()) {
Class<?> keyType = descriptor.getMapKeyType();
if (keyType == null || !String.class.isAssignableFrom(keyType)) {
if (descriptor.isRequired()) {
throw new FatalBeanException("Key type [" + keyType + "] of map [" + type.getName() +
"] must be assignable to [java.lang.String]");
}
return null;
}
Class<?> valueType = descriptor.getMapValueType();
if (valueType == null) {
if (descriptor.isRequired()) {
throw new FatalBeanException("No value type declared for map [" + type.getName() + "]");
}
return null;
}
Map<String, Object> matchingBeans = findAutowireCandidates(beanName, valueType, descriptor);
if (matchingBeans.isEmpty()) {
if (descriptor.isRequired()) {
raiseNoSuchBeanDefinitionException(valueType, "map with value type " + valueType.getName(), descriptor);
}
return null;
}
if (autowiredBeanNames != null) {
autowiredBeanNames.addAll(matchingBeans.keySet());
}
return matchingBeans;
}
else {
Map<String, Object> matchingBeans = findAutowireCandidates(beanName, type, descriptor);
if (matchingBeans.isEmpty()) {
if (descriptor.isRequired()) {
raiseNoSuchBeanDefinitionException(type, "", descriptor);
}
return null;
}
if (matchingBeans.size() > 1) {
String primaryBeanName = determinePrimaryCandidate(matchingBeans, descriptor);
if (primaryBeanName == null) {
throw new NoUniqueBeanDefinitionException(type, matchingBeans.keySet());
}
if (autowiredBeanNames != null) {
autowiredBeanNames.add(primaryBeanName);
}
return matchingBeans.get(primaryBeanName);
}
// We have exactly one match.
Map.Entry<String, Object> entry = matchingBeans.entrySet().iterator().next();
if (autowiredBeanNames != null) {
autowiredBeanNames.add(entry.getKey());
}
return entry.getValue();
}
}

通常の操作:

org.springframework.beans.factory.NoSuchBeanDefinitionException:
No unique bean of type [me.arganzheng.study.spring.autowired.Car] is defined:
expected single matching bean but found 2: [audi, toyota].

もちろん、 @Qualifier(" languageChangesMap ") が指定されておらず、フィールド名が languageChangesMap でない場合も、同じエラーが報告されます。

public class AutowiredTest extends BaseSpringTestCase {
@Resource
@Qualifier("languageChangesMap")
private Map<String, String> languageChangesMap;
@Test
public void testAutowired() {
assertNotNull(languageChangesMap);
System.out.println(languageChangesMap.getClass().getSimpleName());
System.out.println(languageChangesMap);
}
}

さらに、@Resource は上記のリストを実装してすべての実装を受け取ることもできます:

LinkedHashMap
{pt=pt, br=pt, jp=ja, ja=ja, ind=ind, id=ind, en-rin=en-rIn, in=en-rIn, en=en, gb=en, th=th, ar=ar, eg=ar}

適切に実行:

Caused by: org.springframework.beans.factory.NoSuchBeanDefinitionException: No qualifying bean of type [java.lang.String] found for dependency [map with value type java.lang.String]: expected at least 1 bean which qualifies as autowire candidate for this dependency. Dependency annotations: {@javax.annotation.Resource(shareable=true, mappedName=, description=, name=, type=class java.lang.Object, authenticationType=CONTAINER, lookup=)}
at org.springframework.beans.factory.support.DefaultListableBeanFactory.raiseNoSuchBeanDefinitionException(DefaultListableBeanFactory.java:986)
at org.springframework.beans.factory.support.DefaultListableBeanFactory.doResolveDependency(DefaultListableBeanFactory.java:843)
at org.springframework.beans.factory.support.DefaultListableBeanFactory.resolveDependency(DefaultListableBeanFactory.java:768)
at org.springframework.context.annotation.CommonAnnotationBeanPostProcessor.autowireResource(CommonAnnotationBeanPostProcessor.java:438)
at org.springframework.context.annotation.CommonAnnotationBeanPostProcessor.getResource(CommonAnnotationBeanPostProcessor.java:416)
at org.springframework.context.annotation.CommonAnnotationBeanPostProcessor$ResourceElement.getResourceToInject(CommonAnnotationBeanPostProcessor.java:550)
at org.springframework.beans.factory.annotation.InjectionMetadata$InjectedElement.inject(InjectionMetadata.java:150)
at org.springframework.beans.factory.annotation.InjectionMetadata.inject(InjectionMetadata.java:87)
at org.springframework.context.annotation.CommonAnnotationBeanPostProcessor.postProcessPropertyValues(CommonAnnotationBeanPostProcessor.java:303)
... 26 more

[me.arganzheng.study.spring.autowired.Audi@579584da, me.arganzheng.study.spring.autowired.Toyota@19453122]
这是因为@Resource注解使用的是CommonAnnotationBeanPostProcessor处理器，跟 AutowiredAnnotationBeanPostProcessor不是同一个作者[/偷笑]。这里就不分析了，感兴趣的同学可以自己看代码研究 一下。

最终结论如下：

1、@Autowired和@Inject

autowired by type 可以 通过@Qualifier 显式指定 autowired by qualifier name（非集合类。注意：不是autowired by bean name！）

如果 autowired by type 失败（找不到或者找到多个实现），则退化为autowired by field name（非集合类）

2、@Resource

默认 autowired by field name
如果 autowired by field name失败，会退化为 autowired by type
可以 通过@Qualifier 显式指定 autowired by qualifier name
如果 autowired by qualifier name失败，会退化为 autowired by field name。但是这时候如果 autowired by field name失败，就不会再退化为autowired by type了
测试工程保存在GitHub上，是标准的maven工程，感兴趣的同学可以clone到本地运行测试一下。

补充

有同事指出Spring官方文档上有这么一句话跟我的结有点冲突：

However, although you can use this convention to refer to specific beans by name, @Autowired is fundamentally about type-driven injection with optional semantic qualifiers. This means that qualifier values, even with the bean name fallback, always have narrowing semantics within the set of type matches; they do not semantically express a reference to a unique bean id.

也就是说@Autowired即使加了@Qualifier注解，其实也是autowired by type。@Qualifier只是一个限定词，过滤条件而已。重新跟进了一下代码，发现确实是这样子的。Spring设计的这个 @Qualifier name 并不等同于 bean name。他有点类似于一个tag。不过如果这个tag是唯一的化，那么其实效果上等同于bean name。实现上，Spring是先getByType，得到list candicates，然后再根据qualifier name进行过滤。

再定义一个兰博基尼，这里使用@Qualifier指定：

package me.arganzheng.study.spring.autowired;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Qualifier;
import org.springframework.stereotype.Component;
@Component
@Qualifier("luxury")
public class Lamborghini implements Car {
}

再定义一个劳斯莱斯，这里故意用@Named指定：

package me.arganzheng.study.spring.autowired;
import javax.inject.Named;
import org.springframework.stereotype.Component;
@Component
@Named("luxury")
public class RollsRoyce implements Car {
}

测试一下注入定义的豪华车：

package me.arganzheng.study.spring.autowired;
import static junit.framework.Assert.assertNotNull;
import java.util.List;
import me.arganzheng.study.BaseSpringTestCase;
import org.junit.Test;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Qualifier;
/**
*
* @author zhengzhibin
*
*/
public class AutowiredTest extends BaseSpringTestCase {
@Autowired
@Qualifier("luxury")
private List<Car> luxuryCars;
@Test
public void testAutowired() {
assertNotNull(luxuryCars);
System.out.println(luxuryCars.getClass().getSimpleName());
System.out.println(luxuryCars);
}
}

运行结果如下：

ArrayList
[me.arganzheng.study.spring.autowired.Lamborghini@66b875e1, me.arganzheng.study.spring.autowired.RollsRoyce@58433b76]

补充：Autowiring modes

Spring支持四种autowire模式，当使用XML配置方式时，你可以通过autowire属性指定。

no. (Default) No autowiring. Bean references must be defined via a ref element. Changing the default setting is not recommended for larger deployments, because specifying collaborators explicitly gives greater control and clarity. To some extent, it documents the structure of a system.
byName. Autowiring by property name. Spring looks for a bean with the same name as the property that needs to be autowired. For example, if a bean definition is set to autowire by name, and it contains a master property (that is, it has a setMaster(..) method), Spring looks for a bean definition named master, and uses it to set the property.
byType. Allows a property to be autowired if exactly one bean of the property type exists in the container. If more than one exists, a fatal exception is thrown, which indicates that you may not use byType autowiring for that bean. If there are no matching beans, nothing happens; the property is not set.
constructor. Analogous to byType, but applies to constructor arguments. If there is not exactly one bean of the constructor argument type in the container, a fatal error is raised.

如果使用@Autowired、@Inject或者@Resource注解的时候，则稍微复杂一些，会有一个失败退化过程，并且引入了Qualifier。不过基本原理是一样。

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