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依赖注入（Dependency Injection，DI）是一种设计模式，用于解耦组件之间的依赖关系，通过外部（如框架）将依赖项“注入”到对象中，而不是由对象自行创建或查找依赖。它的核心目标是实现控制反转（IoC），提升代码的灵活性、可测试性和可维护性。

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一、依赖注入是什么？

1. 基本概念

   • 依赖：一个对象需要其他对象才能完成功能（例如：UserService 需要 UserRepository）。

   • 注入：由外部（如 Spring 容器）主动将依赖对象传递给目标对象，而不是目标对象自己创建依赖。

2. 实现方式

   • 构造函数注入：通过构造函数参数传递依赖。

   • Setter 方法注入：通过 setter 方法设置依赖。

   • 字段注入：通过 @Autowired 或 @Resource 直接注入字段（不推荐）。

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二、什么时候要用到依赖注入？

1. 解耦组件
   当一个类需要依赖其他服务（如数据库访问、外部 API）时，通过 DI 将依赖的创建和管理交给框架，避免硬编码依赖。

2. 提升可测试性
   依赖注入允许在单元测试中轻松替换依赖的模拟对象（Mock）。例如：

   java

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   // 生产环境注入真实的 UserRepository
   UserService userService = new UserService(realUserRepo);// 测试环境注入 Mock 的 UserRepository
   UserService userService = new UserService(mockUserRepo);

3. 管理复杂依赖关系
   Spring 容器可以自动处理依赖的创建、生命周期和依赖之间的关联（如循环依赖）。

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三、为什么 Spring 官方推荐构造函数注入？

相较于 @Autowired（字段注入）或 @Resource，构造函数注入是 Spring 官方推荐的方式，原因如下：

1. 保证依赖不可变（Immutability）

• 字段注入的依赖可以被修改（非 final），而构造函数注入允许将字段声明为 final，确保依赖在对象创建后不可变。

java

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// 构造函数注入（依赖不可变）
public class UserService {private final UserRepository userRepo;public UserService(UserRepository userRepo) {this.userRepo = userRepo;  // final 字段必须在构造函数中初始化}
}

2. 避免空指针异常（NPE）

• 构造函数注入强制在对象创建时完成所有必需依赖的初始化，确保依赖不为 null。

• 字段注入或 Setter 注入可能导致依赖未被正确注入，后续使用时报 NPE。

3. 明确依赖的必要性

• 构造函数参数清晰地表明了一个类的必需依赖，而 Setter 注入或字段注入可能让依赖看起来是“可选”的。

4. 兼容不可变性框架

• 如 Java 的 Records、Kotlin 的 data class 等不可变数据结构，必须通过构造函数注入依赖。

5. 更好的代码静态分析

• IDE 和静态分析工具（如 Sonar）可以通过构造函数参数直接识别依赖关系，而字段注入需要扫描注解。

6. 避免循环依赖问题

• 构造函数注入在 Spring 中会显式暴露循环依赖（启动时报错），而字段注入可能隐式掩盖问题，导致运行时异常。

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四、代码示例对比

字段注入（不推荐）

java

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public class UserService {@Autowired  // 依赖可能未被注入，导致后续 userRepo 为 nullprivate UserRepository userRepo;
}

构造函数注入（推荐）

java

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public class UserService {private final UserRepository userRepo;// Spring 4.3+ 自动识别唯一构造函数，无需 @Autowiredpublic UserService(UserRepository userRepo) {this.userRepo = userRepo;  // 强制初始化，避免 NPE}
}

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五、总结

• 依赖注入的核心价值是解耦和可测试性。

• 构造函数注入是 Spring 官方推荐的方式，因为它：

  1. 强制依赖不可变，确保对象状态安全；

  2. 避免空指针异常；

  3. 明确依赖的必要性；

  4. 兼容现代编程范式（如不可变对象）。

除非依赖是可选的（如配置参数），否则应优先使用构造函数注入。