停止在 SpringBoot 中使用字段注入！

在 Spring Boot 依赖项注入的上下文中，存在关于注入依赖项最佳实践的争论:字段注入、Setter注入和构造函数注入。

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在本文中，我们将重点讨论字段注入的缺陷，并提出一个远离它的案例。

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什么是字段注入？

字段注入涉及直接用 @Autowired 注释类的私有字段。这是一个例子：

@Component
public class OrderService {

    @Autowired
    private OrderRepository orderRepository;
    
    public Order findOrderById(Long id) {
        return orderRepository.findById(id);
    }
}

为什么应该停止使用字段注入

1. 可测试性

字段注入使组件的单元测试变得复杂。 由于依赖项直接注入到字段中，因此我们无法在 Spring 上下文之外轻松提供模拟或替代实现。

让我们以 sameOrderService 类为例。

如果我们希望对 OrderService 进行单元测试，那么在模拟 OrderRepository 时会遇到困难，因为它是一个私有字段。下面是对 OrderService 进行单元测试的方法:

@RunWith(SpringJUnit4ClassRunner.class)
public class OrderServiceTest {

    private OrderService orderService;

    @Mock
    private OrderRepository orderRepository;

    @Before
    public void setUp() throws Exception {
        orderService = new OrderService();

        // This will set the mock orderRepository into orderService's private field
        ReflectionTestUtils.setField(orderService, "orderRepository", orderRepository);
    }

    ...
}

尽管可以实现，但使用反射来替换私有字段并不是一个很好的设计。它违背了面向对象的设计原则，使测试难以阅读和维护。

但是，如果我们使用构造函数注入：

@Component
public class OrderService {
    private final OrderRepository orderRepository;

    public OrderService(OrderRepository orderRepository) {
        this.orderRepository = orderRepository;
    }
}

我们可以在测试期间轻松提供模拟 OrderRepository：

OrderRepository mockRepo = mock(OrderRepository.class);
OrderService orderService = new OrderService(mockRepo);

2. 不变性

字段注入使我们的 Bean 在构建后可变。而通过构造函数注入，一旦构造了一个对象，它的依赖关系就会保持不变。

举例来说：

字段注入类：

@Component
public class UserService {
    @Autowired
    private UserRepository userRepository;
}

这里，userRepository 在创建对象后可以重新分配引用，这就打破了不变性原则。

如果我们使用构造函数注入：

@Component
public class UserService {
    private final UserRepository userRepository;

    public UserService(UserRepository userRepository) {
        this.userRepository = userRepository;
    }
}

该 userRepository 字段可以声明为最终字段，在构造完成后，就会一直保持不变。

3.与Spring更紧密的耦合

字段注入使我们的类与 Spring 耦合更紧密，因为它直接在我们的字段上使用 Spring 特定的注释 ( @Autowired)。这可能会在以下场景中出现问题：

• 「不使用 Spring 的情况」：假设我们正在构建一个不使用 Spring 的轻量级命令行应用程序，但我们仍然想利用 UserService 的逻辑。在这种情况下，@Autowired 注释没有任何意义，不能用于注入依赖项。我们就必须重构该类或实现繁琐的解决方法才能重用UserService.

• 「切换到另一个 DI 框架」：如果我们决定切换到另一个依赖注入框架，比如 Google Guice，Spring 特定的框架 @Autowired 就会成为一个障碍。那时我们必须重构使用 Spring 特定注释的每一个地方，这会是十分繁琐的。

• 「可读性和理解性」：对于不熟悉 Spring 的开发人员来说，遇到 @Autowired 注解可能会感到困惑。他们可能想知道如何解决依赖关系，从而增加学习成本（ps：虽然不熟悉 Spring 开发的Java程序员可能很少了）。

4. 空指针异常

当类利用字段注入并通过其默认构造函数实例化时，依赖字段保持未初始化。

举例来讲：

@Component
public class PaymentGateway {
    @Autowired
    private PaymentQueue paymentQueue;

    public void initiate (PaymentRequest request){
        paymentQueue.add(request);
        ...
    }
}

public class PaymentService {
    public void process (PaymentRequest request) {
        PaymentGateway gateway = new PaymentGateway();
        gateway.initiate(request);
    }   
}

通过上面的代码，我们不难看出，如果在运行时以这种状态访问PaymentGateway，则会发生 NullPointerException。在Spring上下文之外手动初始化这些字段的唯一方法是使用反射，反射机制的语法比较繁琐且易错，在程序可读性方面存在一定问题，所以不建议这样做。

5. 循环依赖

字段注入可能会掩盖循环依赖问题，使它们在开发过程中更难被发现。

举例来讲：

考虑两个相互依赖的服务AService和BService:

@Service
public class AService {
    @Autowired
    private BService bService;
}

@Service
public class BService {
    @Autowired
    private AService aService;
}

以上可能会导致应用程序中出现意想不到的问题。

使用构造函数注入，Spring会在启动期间立即抛出 BeanCurrentlyInCreationException，让我们意识到循环依赖。不过，要解决循环依赖问题，可以使用@Lazy延迟加载其中一个依赖项。

结论

虽然字段注入可能看起来更简洁，但它的缺点远远超过了它的简洁性。构造函数注入在应用程序的可测试性、不变性和整体稳健性方面提供了明显的优势。它与 SOLID 原则非常一致，确保我们的 Spring Boot 应用程序可维护且不易出错。

所以，建议大家停止在 Spring Boot 中使用字段注入！