Java SpringBoot コンストラクタインジェクションについて

Question

前提

コンストラクタインジェクションが理解できません。
下記プログラムの内容を理解したいです。
①～④はインジェクションの動作確認パターンとなります。
①は理解できますが②～④の動作が理解できず困っています。
インターフェイス、実行クラス、使われるクラス　＋　①or②or③or④　という形で動作確認を
しています。

該当のソースコード

インターフェイス
public interface Example {
	/** 実行 */
	void run();
}

使われるクラス
@Component
public class SomeService {
	
	/** サービス処理 */
	public void doService() {
		System.out.println("あるサービス");
	}
}

実行クラス
@SpringBootApplication
public class InjectionSampleApplication {

	public static void main(String[] args) {
		SpringApplication.run(InjectionSampleApplication.class, args)
		.getBean(InjectionSampleApplication.class).exe();
	}
	/** DI */
	@Autowired
	private Example example;

	/** 実行 */
	private void exe() {
		example.run();
	}

}

①フィールドインジェクション
@Component
public class FieldInjectionExample implements Example {

	/** フィールドインジェクション */
	@Autowired
	private SomeService someService;
	
	//SomeService someService = new SomeService();
	
	/** 実行 */
	@Override
	public void run() {
		someService.doService();
	}
}

②コンストラクタインジェクション
//@Component
public class ConstructorInjectionExample implements Example {
	/** フィールド */
	private final SomeService someService;

	/** コンストラクタインジェクション */
	//@Autowired
	public ConstructorInjectionExample(SomeService someService) {
		this.someService = someService;
	}

	/** 実行 */
	public void run() {
		someService.doService();
	}
}

③コンストラクタインジェクションアノテーションなし
//@Component
public class ConstructorInjectionOmitExample implements Example {
	/** フィールド */
	//SomeService someService = new SomeService();
	private final SomeService someService;

	/** コンストラクタインジェクション */
	public ConstructorInjectionOmitExample(SomeService someService) {
		this.someService = someService;
	}

	/** 実行 */
	public void run() {
		someService.doService();
	}
}

④コンストラクタインジェクションアノテーションなし＆Lombok
//@Component
@RequiredArgsConstructor
public class ConstructorInjectionOmitLombokExample implements Example {
	/** フィールド */
	private final SomeService someService;

	// コンストラクタが省略できる
	
	/** 実行 */
	public void run() {
		someService.doService();
	}
}

試したこと

①のフィールドインジェクションの動作は理解できるのですが②③のところで
public ConstructorInjectionOmitExample(SomeService someService) {
this.someService = someService;
この部分がなにをしてるかが理解できません。コンストラクタはフィールドの初期値を設定
するという認識ですが、SomeServiceクラスにはフィールドが存在していません。
またthis.someService = someServiceこの部分は自分自身に自分自身のインスタンスを
設定している？という部分もどういう動きなのかが理解できません。
④の内容が理解できず調べた結果②③の動作が理解できないと④も理解できないと思い現在
調べている最中です。

お手数おかけしますがご教授いただけると幸いです。

以上よろしくお願いいたします。

補足情報（FW/ツールのバージョンなど）

ここにより詳細な情報を記載してください。

Comments

[jimbe]

②と③は何が違うのでしょうか。
アノテーションがどうとか書かれていますが、コメント化されていたら関係無いですよね。

[masahito11]

動作確認でいろいろ触っていたのでコメントアウトされていました。本来であればアノテーションはコメントアウトされていない状態です。
ご指摘ありがとうございました。

Answer 1

こちら、Spring FrameworkのDIコンテナ周辺が分からない(？)…という感じでしょうか。そうであればコンストラクタについて、SpringのDIコンテナと絡めて以下に説明します。

コンストラクタについて

コンストラクタは、簡単に言えば「単なる初期化処理」です。例えば、以下のようなJavaクラスがあったとします。

public class Sample {
    private final SomeService service;

    public Sample(SomeService service) {
        this.service = service;
    }

    public void run() {
      service.doService();
    }
}

public class SomeService {
    public void doService() {
        System.out.println("あるサービス");
    }
}

このSampleクラスは、SomeServiceクラスに依存しているため、new SomeService()してから使用します。つまり、以下のように使用します。

SomeService service = new SomeService();
Sample sample = new Sample(service);
sample.run();

上記のように使うため、shiketaさんがおっしゃっている通り、SomeServiceクラスのフィールドは関係がありません。

Sampleクラスを改変した場合

thisは自分自身のthisなので、分かりやすくコードを改変する（1～2の番号を振る）としたら、以下のようになります。

public class Sample {
    private final SomeService service1;

    public Sample(SomeService service2) {
        this.service1 = service2;
    }

DIコンテナについて

通常フレームワークは、制御の反転（IoC: Inversion of Control）として設計されるため、プログラマー側がnewせず、フレームワーク側がnewします。これを実現させるために、Spring Frameworkにはオブジェクトの生成・管理機能として、DIコンテナ（IoCコンテナ）があります。

依存しているSomeServiceクラスを使いたい場合は、依存性の注入（DI: Dependency Injection）が必要なため、フィールドインジェクションや、コンストラクタインジェクションを使ってSpringに注入（インジェクション）してもらいます。

@Controller
public class SampleController {
    private final SomeService service;

    // @Autowiredは、コンストラクタが1つの場合は省略できる
    public SampleController(SomeService service) {
        this.service = service;
    }

    @ResponseBody
    @GetMapping("/")
    public String run() {
        service.doService();
        return "Hello world";
    }
}

@Service
public class SomeService {
    public void doService() {
        System.out.println("あるサービス");
    }
}

Lombokの@RequiredArgsConstructorを使うと、上のコードと同じになります

@RequiredArgsConstructor
@Controller
public class SampleController {
    private final SomeService service;

    // コンストラクタが省略できる（つまり、Lombokが下のコードを生成する）
    // public SampleController(SomeService service) {
    //     this.service = service;
    // }

    @ResponseBody
    @GetMapping("/")
    public String run() {
        service.doService();
        return "Hello world";
    }
}

余談ですが、Springは起動時にコンポーネントスキャン（@Componentや@Service, @Controller etc...などをスキャンする機能）が走るため、これらがDIコンテナに登録され使えるようになります。

結果として、SampleController自体もプログラマー側がnewすることなく、使うことができるわけです。

Answer 2

②コンストラクタインジェクション
//@Component
public class ConstructorInjectionExample implements Example {
	/** フィールド */
	private final SomeService someService;

	/** コンストラクタインジェクション */
	//@Autowired
	public ConstructorInjectionExample(SomeService someService) {
		this.someService = someService;
	}

②③のところで
public ConstructorInjectionOmitExample(SomeService someService) {
this.someService = someService;
この部分がなにをしてるかが理解できません。コンストラクタはフィールドの初期値を設定するという認識ですが、SomeServiceクラスにはフィールドが存在していません。

②は、ConstructorInjectionExampleクラスなので、SomeServiceのフィールド云々は関係ない。件の部分は、ConstructorInjectionExampleクラスのコンストラクタなので、ConstructorInjectionExampleクラスのsomeServiceフィールドを初期化している。以上。

また
this.someService = someService
この部分は自分自身に自分自身のインスタンスを設定している？という部分もどういう動きなのかが理解できません。

前記のとおり。件の部分での「自分自身」(thisのことと理解)は、ConstructorInjectionExampleのインスタンス。ConstructorInjectionExampleのインスタンスの、someServiceフィールドを、引数で受けたsomeServiceで初期化している。それだけ。

Comments

[jimbe]

コードを見過ぎて、コンストラクタのクラスとパラメータのクラスが混乱しちゃったんですかね～。