Spring DI（依存性注入）徹底解説！【初心者向け】

2024.10.09

こんにちは！今回は、Spring Frameworkの重要な概念であるDI（Dependency Injection、依存性注入）について詳しく解説します。

初心者はここで躓きがちですが、意味が分かればオブジェクト間の依存関係を管理し、コードの保守性や再利用性を向上させることができます。
この記事では、DIの基本から、Springでの実践的な利用法までをわかりやすく紹介します。

DI（依存性注入）とは？

DI（Dependency Injection）とは、

オブジェクトの依存関係を外部から注入することで、
クラス同士の結合度を下げ、コードをより柔軟に保つ設計手法

…のことです。

これじゃあ何のことかわかりませんね。
説明しずらいので例えを使って説明してみます。

例え話で考えてみよう

  • 普通のやり方：
    • 車（Car）が自分でエンジン（Engine）を作ります。
    • 車はエンジンが何かを知らないまま作っているので、エンジンを変えたい時にどうしていいかわからない。
public class Car {
    private Engine engine;

    public Car() {
        this.engine = new Engine(); // 車がエンジンを作る
    }
}
  • DIのやり方：
    • 車は自分でエンジンを作らず、誰かがエンジンを渡してあげます。
    • これならエンジンを変えたいときも簡単！
public class Car {
    private Engine engine;

    public Car(Engine engine) { // 外からエンジンをもらう
        this.engine = engine;
    }
}

DIのいいところ

  1. 柔軟: 簡単にエンジンを変えられます。
  2. テストしやすい: 特別なエンジンを使ったテストが簡単にできます。

これがDIの基本的な考え方です！依存関係を外から与えることで、コードがもっと使いやすく、変えやすくなるんです。

SpringにおけるDI

Springでは、DIがフレームワークの基盤となっており、開発者がオブジェクト間の依存関係を管理しやすくしています。Springでは、DIを実現するためにコンテナ（IoCコンテナ）を使用します。IoC（Inversion of Control、制御の反転）とは、オブジェクトの生成やライフサイクルの管理をフレームワークに委ねる設計パターンです。

SpringでのDIの実装方法

SpringでDIを実装する方法には主に3つの方法があります。

いずれにしても必要なことは、
・DIされる側（依存される側のクラス）とDIする側（依存する側のクラス）がどちらもBeanとしてSpringに登録されていること。
・DIする側のクラス内のフィールドに@Autowiredが使われていること。
の２点ということを覚えておいてください。

1. コンストラクタ注入

コンストラクタ注入は、依存関係をクラスのコンストラクタに渡す方法です。これは、依存オブジェクトが必須である場合に推奨されます。

@Service
public class AService {
    private final BService bService;

    // コンストラクタで依存性を注入
    @Autowired
    public AService(BService bService) {
        this.bService = bService;
    }
    
    public void execute() {
        bService.performTask();
    }
}

この例では、AServiceがBServiceに依存しており、そのインスタンスをコンストラクタで受け取ります。@Autowiredアノテーションは、Springが適切なBServiceインスタンスを注入するように指示します。

2. セッター注入

セッター注入は、依存オブジェクトをコンストラクタではなく、セッターメソッドを通じて注入する方法です。依存関係が必須でない場合に使用されることがあります。

@Service
public class AService {
    private BService bService;

    // セッターで依存性を注入
    @Autowired
    public void setBService(BService bService) {
        this.bService = bService;
    }
    
    public void execute() {
        bService.performTask();
    }
}

セッター注入は、オブジェクトのライフサイクルが柔軟で、必要なときに依存性を変更する必要がある場合に便利です。

3. フィールド注入

フィールド注入は、クラス内のフィールドに直接依存性を注入する方法です。最もシンプルですが、テストが難しくなるため、一般的には推奨されません。

@Service
public class AService {
    
    @Autowired
    private BService bService;
    
    public void execute() {
        bService.performTask();
    }
}

Beanと依存関係

SpringにおけるDIは、@Component、@Service、@Repositoryなどのアノテーションを用いて、Springコンテナが管理するBeanとして定義されたオブジェクトを自動的に注入することで実現されます。

@Component
public class BService {
    public void performTask() {
        System.out.println("Task performed.");
    }
}

このように、@Componentアノテーションを付けると、SpringはBServiceクラスをBeanとして管理し、必要に応じて他のクラスに注入できます。

DIを使うメリット

  1. 結合度の低下
    クラス間の依存関係が明確に分離されるため、結合度が低くなります。これにより、クラスの変更が他のクラスに影響を与えるリスクが軽減されます。
  2. テストが容易になる
    テストコードを書く際、モックオブジェクトを使用して依存関係を差し替えることができるため、単体テストが容易になります。
  3. コードの再利用性向上
    クラスが特定の依存オブジェクトに固執せず、外部から注入されるため、同じクラスを異なるコンテキストで簡単に再利用できます。
  4. メンテナンス性向上
    依存関係が明示的に管理されているため、コードのメンテナンスや変更が容易になります。

まとめ

DI（依存性注入）は、Spring Frameworkの重要な設計パターンであり、コードの柔軟性、テスト容易性、保守性を向上させます。この記事では、DIの基本的な概念から、Springにおける実装方法、メリットまでを紹介しました。Springを使って開発を行う際には、このDIの考え方を意識し、効率的な設計を心がけましょう。

もっと詳しく知りたい方は、Spring公式ドキュメントを見てみてくださいね。

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