什么是依赖注入以及它在 Spring 中是如何实现的？

Source: Dev.to

介绍

想象一下，你买了一台新电视，每次它坏了都必须自己动手修理，因为所有组件都紧紧焊接在一起。很让人沮丧，对吧？现在再想象每个部件都可以独立更换——维护起来就容易多了。

这正是 依赖注入 (DI) 在 Java 编程 中要解决的问题。

当初学者编写 Java 代码时，类往往会 自行创建其依赖。这会导致应用难以测试、难以修改，并且耦合度高。Spring 通过 依赖注入——其核心概念之一——优雅地解决了这些问题。

在本文中，你将学习 依赖注入是什么、它为何重要，以及 Spring 如何实现它，我们将使用简单的现实类比和干净的 Java 21 示例。阅读完毕后，你将明白为何 DI 被视为现代 Java 开发的基石。

核心概念

什么是依赖注入？

在简单层面，依赖注入意味着给对象它需要的东西，而不是让对象自己创建它。

类比：手机充电器
你的手机不会自己制造充电器。当需要时，你注入充电器到手机中。这允许：

• 不同的充电器
• 轻松更换
• 更好的灵活性

在 Java 中，依赖通常是你的类工作所需的另一个类。

没有依赖注入（紧耦合代码）

public class Car {
    private Engine engine = new Engine(); // tightly coupled
}

问题

• 你很难轻易更换引擎
• 难以测试
• 代码僵硬

使用依赖注入（松耦合代码）

public class Car {
    private Engine engine;

    public Car(Engine engine) {
        this.engine = engine;
    }
}

现在 Engine 被注入，而不是在内部创建，从而实现灵活性和可测试性。

Spring 如何实现依赖注入

Spring 使用一种称为**控制反转（IoC）**的原则。

• 你定义需要哪些对象。
• Spring 决定如何以及何时创建它们。
• Spring 自动注入依赖。

Spring 支持以下方式的 DI：

• 构造函数注入（推荐）
• Setter 注入
• 字段注入（不推荐）

Spring 中依赖注入的好处

• 松耦合
• 更容易测试（模拟）
• 更好的可维护性
• 更简洁、可读性更高的代码
• 企业级就绪的架构

代码示例（Java 21）

示例 1：构造函数注入（推荐方式）

// Dependency
@Component
public class PaymentService {

    public String processPayment() {
        return "Payment processed successfully";
    }
}

// Dependent class
@Component
public class OrderService {

    private final PaymentService paymentService;

    // Constructor Injection
    public OrderService(PaymentService paymentService) {
        this.paymentService = paymentService;
    }

    public String placeOrder() {
        return paymentService.processPayment();
    }
}

为什么这样好

• 依赖是显式的
• 易于测试
• 不可变且安全

示例 2：Setter 注入（可选依赖）

@Component
public class NotificationService {

    public void notifyUser() {
        System.out.println("User notified");
    }
}

@Component
public class UserService {

    private NotificationService notificationService;

    @Autowired
    public void setNotificationService(NotificationService notificationService) {
        this.notificationService = notificationService;
    }

    public void registerUser() {
        notificationService.notifyUser();
    }
}

何时使用

• 当依赖是可选的或可配置时很有用。

最佳实践

• 首选构造函数注入 – 使依赖关系清晰，避免 null 问题。
• 避免字段注入 – 隐藏依赖，导致测试困难。
• 面向接口编程，而非实现 – 提高灵活性和可测试性。
• 保持 Bean 专注 – 一个类应只有一个职责。
• 让 Spring 管理对象创建 – 避免对 Spring 管理的 Bean 使用 new。

常见错误要避免

• 将手动对象创建与 Spring DI 混合使用。
• 不必要地过度使用 @Autowired。
• 创建循环依赖。
• 在服务设计中忽视接口。

结论

Spring 中的依赖注入不仅是框架特性——它是一种设计哲学，使 Java 应用程序保持清晰、灵活且易于维护。

通过让 Spring 负责对象创建和依赖装配，你可以减少样板代码，更多地专注于业务逻辑。无论是构建小型 REST API 还是大型企业系统，掌握依赖注入都能立刻提升 Java 编程的质量。