Spring DI（依赖注入）全过程详解

依赖注入(Dependency Injection, DI)是Spring框架的核心特性之一，它实现了控制反转(IoC)原则，让对象之间的依赖关系由Spring容器管理，而不是由对象自己创建或查找依赖对象。下面我将详细介绍Spring DI的完整工作过程。

一、DI基本概念

依赖注入是指容器负责创建对象并管理它们的依赖关系，对象只需要声明它需要什么依赖，而不需要关心这些依赖是如何创建和管理的。

Spring支持三种主要的依赖注入方式：

构造器注入(Constructor Injection)
Setter注入(Setter Injection)
字段注入(Field Injection)(通过@Autowired直接标注字段)

二、DI全过程详解

1. 组件扫描与Bean定义

过程：

Spring容器启动时，会扫描指定的包路径(通过@ComponentScan注解)
发现带有@Component、@Service、@Repository、@Controller等注解的类
为这些类创建Bean定义(BeanDefinition)，记录类的元数据信息

关键点：

这些类将成为Spring管理的Bean
容器知道这些类的存在及其依赖关系

2. Bean实例化

过程：

当应用需要某个Bean时，Spring容器会根据Bean定义创建该Bean的实例
实例化过程通常通过反射调用类的无参构造函数完成

关键点：

默认情况下，Bean是单例的(Singleton)，即容器中只有一个实例
也可以配置为原型(Prototype)、请求(Request)、会话(Session)等作用域

3. 依赖解析与注入

这是DI过程的核心环节，分为以下几个步骤：

(1) 依赖发现

过程：

Spring分析Bean的构造函数、setter方法或字段，寻找需要注入的依赖
通过注解(如@Autowired、@Resource、@Inject)或配置确定依赖关系

注入方式分析：

构造器注入：通过类的构造函数参数识别依赖
Setter注入：通过setter方法参数识别依赖
字段注入：直接通过字段识别依赖(不推荐)

(2) 依赖查找

过程：

对于每个发现的依赖，Spring在容器中查找匹配的Bean
查找过程考虑Bean的类型和限定符(如@Qualifier指定的值)
如果找到多个同类型Bean，需要通过@Primary或@Qualifier解决歧义

关键点：

Spring首先尝试按类型匹配
如果按类型找到多个Bean，则按名称匹配或使用限定符

(3) 依赖注入

过程：

找到匹配的依赖Bean后，Spring将其注入到目标Bean中
注入方式取决于注入类型：
- 构造器注入：通过反射调用构造函数并传入依赖
- Setter注入：通过反射调用setter方法设置依赖
- 字段注入：通过反射直接设置字段值

关键点：

注入过程是递归的，如果依赖的Bean本身也有依赖，Spring会先解析这些依赖
整个过程形成了一个依赖关系图，Spring确保依赖关系正确解析

4. 初始化与后处理

过程：

依赖注入完成后，Spring会调用Bean的初始化方法
可以通过@PostConstruct注解、实现InitializingBean接口或配置init-method指定初始化方法

后处理器作用：

Spring的Bean后处理器(BeanPostProcessor)在此阶段可以对Bean进行额外处理
例如：AOP代理创建、属性填充等

5. Bean就绪可用

过程：

经过上述所有步骤后，Bean完全初始化并准备好被使用
当应用代码请求该Bean时，Spring直接返回已创建并注入依赖的实例

三、DI工作过程详细流程图

Spring容器启动
    │
    ├── 扫描包路径，发现@Component等注解的类
    │       │
    │       └── 为每个类创建Bean定义(BeanDefinition)
    │
    └── 准备Bean工厂，等待Bean请求
            │
            └── 当应用请求某个Bean时
                    │
                    ├── 1. 实例化Bean(通常通过无参构造函数)
                    │
                    ├── 2. 依赖解析与注入
                    │       │
                    │       ├── 2.1 依赖发现(分析构造器/方法/字段)
                    │       │
                    │       ├── 2.2 依赖查找(在容器中查找匹配Bean)
                    │       │       │
                    │       │       └── 考虑类型、限定符、@Primary等
                    │       │
                    │       └── 2.3 依赖注入(通过反射设置依赖)
                    │               │
                    │               ├── 构造器注入(通过构造函数)
                    │               ├── Setter注入(通过setter方法)
                    │               └── 字段注入(直接设置字段值)
                    │
                    ├── 3. 初始化Bean
                    │       │
                    │       ├── 调用@PostConstruct方法
                    │       ├── 调用InitializingBean.afterPropertiesSet()
                    │       └── 调用配置的init-method方法
                    │
                    └── 4. Bean就绪可用(可被应用代码使用)