504. Java 反射 - 创建一个简单的依赖注入框架

504. Java 反射 - 创建一个简单的依赖注入框架

1. 什么是依赖注入（DI）？

依赖注入（Dependency Injection，简称DI）是一种设计模式，它的核心思想是：
👉不要自己手动创建对象，而是让“工厂/框架”来为你准备好依赖对象并注入到业务类中。

这样做的好处：

• 解耦：业务类不再依赖具体实现，只依赖抽象。
• 易于测试：可以轻松替换依赖（比如替换成 Mock 实现）。
• 生命周期管理：框架可以统一管理对象的创建、销毁、单例复用等。

很多企业级框架（如Spring、Jakarta EE、Guice）都是基于这种机制构建的。

2. 我们的目标

我们要写一个简化版的 DI 框架，支持两个功能：

1. 单例模式 (Singleton)：某些类只需要一个全局共享实例。
2. 自动注入 (Injection)：框架能自动扫描并填充需要的依赖字段。

3. 定义注解

我们先定义两个注解：

• @Singleton：表示该类只能有一个实例。
• @Inject：表示该字段需要由框架来注入依赖。

@Target(ElementType.TYPE)@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)public@interfaceSingleton{}@Target(ElementType.FIELD)@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)public@interfaceInject{}

4. 编写依赖工厂（DI 容器）

DependencyFactory负责：

1. 检查类上是否有@Singleton注解，如果有则复用同一个实例。
2. 使用反射扫描字段，找到@Inject注解，并创建/注入依赖对象。

publicclassDependencyFactory{privatestaticfinalMap<Class<?>,Object>singletons=newHashMap<>();publicstatic<T>TgetInstance(Class<T>clazz){try{// ✅ 单例处理if(clazz.isAnnotationPresent(Singleton.class)){if(singletons.containsKey(clazz)){return(T)singletons.get(clazz);}}// ✅ 通过无参构造器创建对象Tinstance=clazz.getConstructor().newInstance();// ✅ 依赖注入for(Fieldfield:clazz.getDeclaredFields()){if(field.isAnnotationPresent(Inject.class)){field.setAccessible(true);Objectdependency=getInstance(field.getType());// 递归创建field.set(instance,dependency);}}// ✅ 保存单例if(clazz.isAnnotationPresent(Singleton.class)){singletons.put(clazz,instance);}returninstance;}catch(Exceptione){thrownewRuntimeException("Failed to create instance for "+clazz,e);}}}

5. 编写业务类示例

@SingletonpublicclassUserRepository{publicStringgetUser(){return"User[Tom]";}}publicclassUserService{@InjectprivateUserRepositoryrepository;publicvoidprocessUser(){System.out.println("Processing: "+repository.getUser());}}

6. 测试依赖注入

publicclassMain{publicstaticvoidmain(String[]args){UserServiceservice=DependencyFactory.getInstance(UserService.class);service.processUser();}}

输出：

Processing:User[Tom]

这里UserService并没有自己 newUserRepository，而是通过框架自动注入得到的实例。

7. 总结

• 对比现实框架：Spring 的@Autowired、Jakarta EE 的@Inject就是类似机制。
• DI 的好处：降低耦合、集中管理依赖、便于扩展。
• 局限性：我们这里的框架比较简化，不支持作用域、懒加载、构造函数注入等高级特性。