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= Spring构造函数注入 =

'''Spring构造函数注入'''是Spring IoC容器实现依赖注入（Dependency Injection, DI）的核心方式之一，它通过类的构造函数将依赖对象注入到目标Bean中。与Setter注入不同，构造函数注入强调在对象创建时即完成所有必要依赖的装配，符合不可变对象（Immutable Object）的设计原则。

== 核心概念 ==

构造函数注入基于以下设计理念：
* '''强制依赖'''：通过构造函数参数声明Bean必须的依赖项，确保对象在实例化时就具备完整状态。
* '''不可变性'''：注入的依赖通常以final字段保存，避免运行期被修改。
* '''明确契约'''：类的构造函数清晰定义了其依赖关系，便于代码维护和测试。

=== 与Setter注入对比 ===
{| class="wikitable"
|-
! 特性 !! 构造函数注入 !! Setter注入
|-
| 依赖强制性 | 强制（否则对象无法创建） | 可选（对象可部分初始化）
|-
| 线程安全性 | 天然线程安全（final字段） | 需额外同步措施
|-
| 适用场景 | 核心依赖、不可变对象 | 可选依赖、动态配置
|}

== 基础用法 ==

=== XML配置方式 ===
通过`<constructor-arg>`元素指定参数：

<syntaxhighlight lang="xml">
<bean id="userService" class="com.example.UserService">
    <constructor-arg ref="userRepository"/>
    <constructor-arg value="1000"/> <!-- 基本类型值 -->
</bean>
</syntaxhighlight>

=== Java注解方式 ===
使用`@Autowired`标注构造函数（Spring 4.3+可省略）：

<syntaxhighlight lang="java">
@Component
public class OrderService {
    private final PaymentGateway gateway;
    
    @Autowired // 可省略
    public OrderService(PaymentGateway gateway) {
        this.gateway = gateway;
    }
}
</syntaxhighlight>

=== Java配置类方式 ===
在`@Configuration`类中声明Bean：

<syntaxhighlight lang="java">
@Configuration
public class AppConfig {
    @Bean
    public DataSource dataSource() {
        return new HikariDataSource();
    }

    @Bean
    public JdbcTemplate jdbcTemplate(DataSource dataSource) {
        return new JdbcTemplate(dataSource); // 自动构造函数注入
    }
}
</syntaxhighlight>

== 高级特性 ==

=== 参数歧义解决 ===
当存在多个相同类型参数时，可通过以下方式明确指定：
* '''index属性'''（XML）：
<syntaxhighlight lang="xml">
<constructor-arg index="0" ref="primaryDataSource"/>
<constructor-arg index="1" ref="secondaryDataSource"/>
</syntaxhighlight>

* '''@Qualifier注解'''（Java）：
<syntaxhighlight lang="java">
public class MultiDataSourceService {
    @Autowired
    public MultiDataSourceService(
            @Qualifier("primary") DataSource ds1,
            @Qualifier("backup") DataSource ds2) {
        // ...
    }
}
</syntaxhighlight>

=== 可选参数处理 ===
从Spring 4.3开始，可通过`@Nullable`声明非强制依赖：
<syntaxhighlight lang="java">
public class NotificationService {
    private final SmsSender smsSender;
    
    public NotificationService(@Nullable SmsSender smsSender) {
        this.smsSender = smsSender; // 允许为null
    }
}
</syntaxhighlight>

== 实际案例 ==

=== 电商系统库存服务 ===
典型的三层依赖结构：
<mermaid>
classDiagram
    class InventoryController {
        -service: InventoryService
        +InventoryController(InventoryService)
    }
    class InventoryService {
        -repository: InventoryRepository
        -auditLogger: AuditLogger
        +InventoryService(InventoryRepository, AuditLogger)
    }
    class JpaInventoryRepository
    class FileAuditLogger
</mermaid>

Java实现代码：
<syntaxhighlight lang="java">
@RestController
public class InventoryController {
    private final InventoryService service;

    public InventoryController(InventoryService service) {
        this.service = service;
    }
    // 控制器方法...
}

@Service
public class InventoryService {
    private final InventoryRepository repository;
    private final AuditLogger logger;

    public InventoryService(
            InventoryRepository repository, 
            AuditLogger logger) {
        this.repository = repository;
        this.logger = logger;
    }
    // 业务方法...
}
</syntaxhighlight>

== 最佳实践 ==

1. '''优先用于核心依赖'''：将关键基础设施（如数据库访问、外部服务客户端）通过构造函数注入
2. '''保持构造函数简洁'''：避免超过5个参数，过多依赖可能意味着职责过重
3. '''结合Lombok简化'''（可选）：
<syntaxhighlight lang="java">
@RequiredArgsConstructor
@Service
public class ProductService {
    private final ProductRepository repository;
    private final CacheManager cache;
    // 自动生成构造函数
}
</syntaxhighlight>

4. '''测试友好性'''：构造函数注入使单元测试更直观：
<syntaxhighlight lang="java">
@Test
void testInventoryService() {
    var mockRepo = mock(InventoryRepository.class);
    var service = new InventoryService(mockRepo, new NoOpLogger());
    // 测试逻辑...
}
</syntaxhighlight>

== 数学建模 ==

构造函数注入可形式化为：
<math>
\text{Bean} = f(\text{Dependency}_1, \text{Dependency}_2, ..., \text{Dependency}_n)
</math>
其中<math>f</math>表示构造函数，其参数集合<math>\{ \text{Dependency}_i \}_{i=1}^n</math>构成该Bean的'''最小完备依赖集'''。

== 常见问题 ==

'''Q: 循环依赖如何处理？'''
A: 构造函数注入不支持循环依赖（会抛出BeanCurrentlyInCreationException），需通过以下方式解决：
* 重构代码消除循环
* 改用Setter注入
* 使用`@Lazy`延迟初始化

'''Q: 何时选择构造函数注入而非Setter注入？'''
A: 参考决策树：
<mermaid>
graph TD
    A[依赖是否必需?] -->|是| B[使用构造函数注入]
    A -->|否| C[依赖是否需要变更?]
    C -->|是| D[使用Setter注入]
    C -->|否| E[考虑方法注入]
</mermaid>

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[[Category:Spring Ioc容器]]