Spring構造函數推斷的原理是什么

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正文

Spring 提供了一組基本的功能，例如依賴注入（DI）和面向切面編程（AOP）。其中一個非常強大的功能是構造函數自動注入，也稱為構造函數推斷。

自動注入

構造函數自動注入是指 Spring 自動解析 bean 的構造函數參數，并將它們傳遞給相應的構造函數。這樣，我們就不必顯式地在XML或Java配置文件中指定每個 bean 的構造函數參數。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 反射機制來執行構造函數推斷。當 Spring 需要實例化一個 bean 時，它將首先使用 Java 反射機制檢查該 bean 的構造函數。

然后，它將檢查每個構造函數的參數類型，并嘗試在 Spring 應用程序上下文中查找與參數類型匹配的 bean。

如果找到匹配的 bean，則 Spring 將使用該 bean 實例化構造函數參數。如果找不到匹配的 bean，則 Spring 將繼續檢查下一個構造函數。

如果沒有任何構造函數可以匹配，則 Spring 將拋出一個異常。但是，可以使用 @Autowired(required=false) 注解來取消必需的依賴關系，這意味著如果找不到與構造函數參數類型匹配的bean，則 Spring 將不會拋出異常。

以下是一個簡單的例子，說明如何在 Spring 中使用構造函數推斷：

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依賴于MyDependency。Spring 將使用構造函數推斷自動注入 MyDependency，而不需要在XML或Java配置文件中顯式指定。

@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 注解指定一個 Spring 應用程序上下文，并定義兩個bean：MyDependency 和 MyBean。在 MyBean 的構造函數中，我們將 MyDependency 作為參數傳遞，Spring 將使用構造函數推斷自動注入 MyDependency。

構造函數推斷的限制

構造函數推斷有一些限制，例如：

• 如果有多個構造函數可以匹配，則 Spring 將拋出一個異常。在這種情況下，您需要使用 @Qualifier 注解來指定要注入的 bean。

• 如果構造函數參數是原始類型（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 注解將值直接注入到構造函數參數中。

• 如果構造函數參數是數組或集合，則 Spring 無法推斷它們。在這種情況下，您需要使用 @Qualifier 注解和 @Autowired 的 List 或 Set 類型的字段來手動注入數組或集合。

源碼解析

Spring 使用 BeanWrapperImpl 類來執行構造函數推斷。BeanWrapperImpl 類是 Spring 的核心類之一，它提供了一種方便的方式來對 Java 對象進行包裝和訪問。以下是 Spring 中用于執行構造函數推斷的 BeanWrapperImpl 類的源代碼：

public class BeanWrapperImpl extends AbstractPropertyAccessor implements BeanWrapper {
    // ...
    @Override
    public Object createInstance() throws BeansException {
        // 獲取Bean的構造函數
        Constructor<?> constructorToUse = this.constructorResolver.autowireConstructor;
        if (constructorToUse == null) {
            throw new BeansException("No default constructor found");
        }
        try {
            // 使用構造函數創建Bean實例，并返回
            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) {
            // 查找可以使用的構造函數并將其緩存
            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，構造函數推斷是在 createInstance() 方法中執行的。該方法首先獲取與Bean匹配的構造函數（由constructorResolver.autowireConstructor決定），然后使用該構造函數創建 Bean 實例。

在 ConstructorResolver 內部類中，構造函數推斷是通過查找帶有 @Autowired 注解的構造函數來實現的。如果找到了一個帶有 Autowired注解 的構造函數，則它將被緩存到 autowireConstructor 字段中，并在 createInstance() 方法中使用。

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