Spring的基本应用(1)：IDEA版本

一、Spring概述：

1.什么是Spring?

Spring是分层的JavaSE/EE应用full-stack(一站式)轻量级开源框架，以IoC(Inverse Of Control:控制反转)和AoP(Aspect Oriented Programing，面向切面编程)为内核，提供了展现层SpringMVC和持久层Spring JDBC以及业务层事务管理等众多的企业级应用技术，还能提供开源世界众多著名的第三方框架和类库，逐渐成为使用最多的JavaEE企业级应用开源框架。

2.Spring框架的优点：

(1)非侵入式设计：Spring是一种非侵入式(non-invasion框架)，它可以使用用程序代码对框架的依赖最小化。

(2)方便解耦、简化开发：Spring是一个大工厂，可以将所有的对象的创建和依赖关系的维护工作都交给Spring容器进行管理，大大降低了组件之间的耦合性。

(3)支持AOP:Spring框架提供了对AOP的支持，允许将一些通用的任务，如安全、事务、日志等进行集中式的处理，从而提高了程序的复用性。

(4)支持声明式事务的处理：只需要配置就可以完成对事务的管理，而无需手动编程

(5)方便程序的测试：Spring程序提供了对Junit4的支持，可以通过注解的方式方便地测试Spring程序。

(6)方便集成各种优秀的框架：Spring提供了对各种优秀框架的直接支持。

(7)降低了JavaEE API的使用难度：Spring对JavaEE API(如JDBC JavaMail、远程调用等)进行了薄薄的封装，使得API的使用难度大大降低。

3.Spring的体系结构

如上图所示，该图中包含了Spring框架的所有模块，接下来将对体系结构中的主要模块进行简单的介绍：

(1)Core Container(核心容器)

Spring的核心容器是其他模块建立的基础，主要包含Beans模块、Core模块、Context模块、Context-support模块和SpEL模块。具体的介绍如下：

Beans模块：提供了BeanFactory，是工厂模式的经典体现，Spring将管理的对象称为Bean。

Core核心模块：提供了Spring框架的基本组成部分，包括IoC和DI功能

Context上下文模块：建立在Core和Beans模块的基础之上，它是访问定义和配置的任何对象的媒介。其中ApplicationContext接口是上下文模块的焦点。

Context-support模块：提供了对第三方库嵌入Spring应用的集成支持，比如缓存，邮件服务、任务调度和模板引擎

SpEL模块：是Spring3.0后新增的模块，提供了Spring Expression Language支持，是运行时查询和操作对象图的强大表达式语言。

(2)Data Access/Integration(数据访问/集成)

数据范文/集成层包括JDBC、ORM、OXM和Transaction模块，具体介绍如下。

JDBC模块：提供了一个JDBC的抽象层，大幅度地减少了在开发过程中对数据库操作的编码。

ORM模块：对流行的对象关系映射API，包括JPA、JDO和Hibernate提供了集成层的支持

OXM模块：提供了一个支持对象/XML映射的抽象层实现，如JAXB、Castor、XMLBeans、JiBX和XStream。

JMS模块：指Java消息传递服务，包含使用和产生信息的特性

Transaction事务模块：支持对实现特殊接口以及所有POJO类的编程和声明式的事务管理。

(3)Web

Spring的Web层包括WebSocket、Servelet、Web和Portlet模块，具体介绍如下：

WebSocket模块：提供了WebSocket和SocketJS的实现，以及Stomp的支持。

Servlet模块：也称为Spring-webmvc模块，包含了Spring的模型-视图-控制器(MVC)和REST Web Service实现的Web应用程序。

Web模块：提供了基本的Web开发集成特性，如：文件上传功能、使用Servlet监听器来初始化IoC容器以及Web应用上下文

Portlet模块：提供了在Portlet环境中使用MVC实现，类似Servlet模块的功能。

(4)其他模块：Spring的其他模块还有AOP、Aspects、Instrumenttation以及Test模块，具体的介绍如下：

AOP模块：提供了面向切面编程的实现，允许定义方法拦截器和切入点，将代码按照功能进行分离，以降低耦合性。

Aspects模块：提供了与AspectJ的集成功能，AspectJ是一个功能强大且成熟的面向切面编程(AOP)框架。

Instrumentation模块：提供了类工具的支持和类加载器的实现，可以在特定的应用服务器中使用

Messaging模块：提供可对消息传递体系结构和协议的支持

Test模块：提供了对单元测试和集成测试的支持。

二、Spring的核心容器

Spring框架的主要功能是通过其核心容器来实现的，Spring框架提供了两种核心容器，分别是BeanFactory和ApplicationContext

1.BeanFactory。BeanFactory由org.springframework.beans.factory.BeanFactory接口定义，是基础类型的IoC容器，提供了完整的IoC服务支持，简单来说BeanFactory就是一个管理Bean的工厂，主要负责初始化各种Bean，并调用他们的生命周期方法。BeanFactory接口提供了几个实现类，其中最常用的是org.springframework.beans.factory.xml.XmlBeanFactory，会根据XML配置文件的定义来装配Bean，

2.ApplicationContext：是BeanFactory的子接口，被称为应用上下文，是另一种Spring的核心容器。由org.springframework.context.applicationContext接口定义，不仅包含了BeanFactory的所有功能，还添加了对国际化、资源访问、事件传播等方面的支持。创建ApplicationContext接口实例，通常有两种方式，具体如下：

(1)通过ClassPathApplicationContext创建，ClassPathXmlApplicationContext会从类路径classpath中寻找指定的xml配置文件，找到并装在完成ApplicationContext的实例化工作，其使用的语法如下：

ApplicationContext applicationContext = new ClassPathApplicationContext(String location);
//configLocation参数用于指定Spring配置文件的名称位置，如果其值为applicationContext.xml，则Spring会去类路径中查找
//名称为applicationContext.xml的配置文件

(2)通过FileSystemXmlApplicationContext创建。FileSystemXmlApplicationContext会从指定的文件系统路径中寻找指定的XML配置文件，并装载完成ApplicationContext的实例化工作，其使用的语法如下：

ApplicationContext applicationContext =new FileSystemXmlApplicationContext(String location);

与ClassPathXmlApplicationContext有所不同的是，在读取Spring配置文件的时候，FileSystemXmlApplicationContext不再从类路径中读取配置文件，而是通过参数指定配置文件的位置。如果在参数中写的不是绝对路径，那么在方法调用的时候，会默认用绝对路径来查找。但是采用绝对路径的方式会导致程序的灵活性变差，所以这个方法一般不推荐使用。在使用Spring框架的时候，可以通过实例化其中任意一个类来创建ApplicationContext容器。通常在java项目中，会通过ClassPathXmlApplicationContext类来实例化ApplicationContext容器的方式，而在Web项目中，ApplicationContext容器的实例化工作会由Web服务器来完成。在Spring容器创建之后，就可以获取Spring容器中的Bean。Spring获取Bean的实例通常采用以下两种方法：Object getBean(String name):根据容器中的Bean的id或者name来获取指定的Bean，获取之后需要进行强制类型转换。<T> T getBean(Class<T> requiredType):根据类型来获取Bean的实例。由于此方法为泛型方法，因此在获取Bean之后不需要进行强制类型的转换。

(3)BeanFactory和ApplicationContext两种容器都是通过XML配置文件加载Bean的。两者的主要区别在于：如果Bean的某个属性没有注入，使用BeanFactory加载之后，在第一次调用getBean()方法的时候会抛出异常，而ApplicationContext则在初始化的时候自检，这样有利于检查所依赖的属性是否注入。在实际开发过程中，通常都优先选择使用ApplicationContext，而在只有系统资源比较少的时候，才会考虑BeanFactory.

三、接下来我们通过案例的方式来演示Spring框架的使用

(1)首先创建一个Maven工程，导入jar包

(2)在src目录下，创建一个com.nju.ioc的包，并在包中创建UserDao接口，然后在接口中创建一个say()方法。

(3)在com.nju.ioc包下，创建UserDao接口的实现类UserDaoImpl，该类需要实现接口中的say()方法，并在方法中编写一条输出语句。

(4)在src目录下，创建一个Spring配置文件applicationContext.xml，并在配置文件中创建一个id为userDao的Bean，如下图所示。下图中2-5行是Spring的约束配置，第六行代码表示在Spring容器中创建一个id为userDao的Bean实例，其中class属性用于指定需要实例化Bean的类。(在实际开发过程中，配置文件一般都会命名为applicationContext.xml或者beans.xml)

(5)在com.nju.ioc包下，创建测试类TestIOC，并在类中编写main()方法，在main方法中，需要初始化Spring容器，并加载配置文件，然后通过Spring容器获取userDao实例(即Java对象)，最后调用实例的say()方法。

(6)从控制台输出的结果可以看出如下图所示

从上图中可以看出，控制台已经成功输出了UserDaoImpl类的输出语句。在main方法中并没有通过new关键字来创建UserDao接口的实现类对象，而是通过Spring容器来获取实现类的对象，这就是Spring IoC容器的工作机制。

四、依赖注入

1.依赖注入的概念

(1)依赖注入(Dependency Injection，简称DI)与控制反转含义相同，只不过这两个称呼是从两个角度来描述同一个概念的。当Java对象需要调用另一个Java对象的时候，在传统的模式下，调用者通常会采用new 被调用对象的代码的方式来进行创建对象，但是这种方式会增加调用者与被调用者之间的耦合性，不利于后期项目的升级与维护，而在使用Spring框架之后，对象的实例不再由Spring容器来进行创建，Spring容器会负责控制程序之间的关系，而不是由调用者的程序直接的进行控制。这样控制器应用代码转到了Spring控制器，控制权发生了反转，这就是Spring的控制反转。

(2)从Spring容器的角度来看，Spring容器负责将被依赖对象赋值给调用者的成员变量，这相当于为调用者注入了依赖实例，这就是Spring的依赖注入。

2.依赖注入的实现方式

(1)依赖注入的的作用就是在使用Spring框架创建对象的时候，动态的将其依赖的对象注入到Bean组件中，其实现的方式通常有两种，一种是通过setter()方法进行注入，另一种方式是通过构造方法进行注入。具体的介绍方法如下。

属性的setter的注入：指IoC容器使用setter方法注入被依赖的实例。通过调用午餐构造器或者无参静态工厂方法实例化Bean之后，调用该Bean的setter方法，即可实现基于setter方法的依赖注入。其代码实现的方式如下：

代码：在com.nju.ioc包中，创建接口UserService，在接口中编写一个say()方法，如下所示：

(2)在com.nju.ioc包中，创建UserService接口的实现类UserServiceImpl，在类中声明userDao属性，并添加属性的setter方法，如下图所示：

(3)在配置文件applicationContext.xml中创建一个id为userService的Bean，该Bean用于实例化UserServiceImpl类的信息，并将userDao的实例注入到userService中，<Property>是<bean>元素的子元素，用于调用Bean实例中的setUserDao()方法完成属性的赋值，name属性表示Bean实例中的相应属性名，ref属性用于指定其属性值，其代码如下

(4)编写TestDI，来对程序进行测试。

(5)执行结果如下图所示：

从上图中可以看出，使用Spring容器通过UserService实现类中的say()方法，调用了UserDao实现类的中的say()方法，并输出了结果，这就是Spring容器属性setter注入的方式，也是实际开发中最常用的方式。