【Spring】Spring 入门

Spring 入门

文章源码

Spring 概述

Spring

Spring 是分层的 Java SE/EE 应用全栈式轻量级开源框架，以 IOC（Inverse Of Control，反转控制）和 AOP（Aspect Oriented Programming，面向切面编程）为内核，提供了 表现层 Spring MVC 和 持久层 Spring JDBC 以及 业务层事务管理等众多技术。而且可以方便的整合其他开源框架和类库。

Spring 优势

• 方便解耦，简化开发：通过 IOC 容器可以将对象间的依赖关系交由 Spring 进行控制，可以避免过度的程序耦合。而且也不需要再为单例模式、属性解析等底层需求编写代码。
• 面向切面：通过 AOP，可以方便进行面向切面的编程，弥补面向对象的一切缺陷。
• 声明式事务：通过 声明式方式灵活的进行事务管理，可以提高开发效率和质量。
• 源码学习典范：Spring 的源代码设计精妙、结构清晰、匠心独用，处处体现着对 Java 设计模式灵活运用以及对 Java 技术的高深造诣。它的源代码是 Java 技术的最佳实践的范例。

Spring 体系结构

程序的耦合和解耦

耦合性是对模块间关联程度的度量。耦合的强弱取决于模块间接口的复杂性、调用模块的方式以及通过界面传送数据的多少。

耦合的分类：

• 内容耦合：当一个模块直接修改或操作另一个模块的数据时，或一个模块不通过正常入口而转入另一个模块时。内容耦合是最高程度的耦合，应该避免使用。
• 公共耦合：两个或两个以上的模块共同引用一个全局数据项，这种耦合被称为公共耦合。在具有大量公共耦合的结构中，确定究竟是哪个模块给全局变量赋了一个特定的值是十分困难的。
• 外部耦合：一组模块都访问同一全局简单变量而不是同一全局数据结构，而且不是通过参数表传递该全局变量的信息，则称之为外部耦合。
• 控制耦合：一个模块通过接口向另一个模块传递一个控制信号，接受信号的模块根据信号值而进行适当的动作，这种耦合被称为控制耦合。
• 标记耦合：若一个模块 A 通过接口向两个模块 B 和 C 传递一个公共参数，那么称模块 B 和 C 之间存在一个标记耦合。
• 数据耦合：模块之间通过参数来传递数据，那么被称为数据耦合。数据耦合是最低的一种耦合形式，系统中一般都存在这种类型的耦合，因为为了完成一些有意义的功能，往往需要将某些模块的输出数据作为另一些模块的输入数据。
• 非直接耦合：两个模块之间没有直接关系，它们之间的联系完全是通过主模块的控制和调用来实现的。

总结起来，就是如果模块间必须存在耦合，就尽量使用数据耦合，少用控制耦合，限制公共耦合的范围，尽量避免使用内容耦合。

程序耦合举例

• AccountDAOImpl.java

  package cn.parzulpan.dao;
  
  /**
  * @Author : parzulpan
  * @Time : 2020-12
  * @Desc : 账户持久层接口的实现类
  */
  
  public class AccountDAOImpl implements AccountDAO{
      /**
      * 模拟保存账户
      */
      public void saveAccount() {
          System.out.println("保存了账户...");
      }
  }
  
  

• AccountServiceImpl.java

  package cn.parzulpan.service;
  
  import cn.parzulpan.dao.AccountDAO;
  import cn.parzulpan.dao.AccountDAOImpl;
  
  /**
  * @Author : parzulpan
  * @Time : 2020-12
  * @Desc : 账户业务层接口的实现类
  */
  
  public class AccountServiceImpl implements AccountService{
      private AccountDAO accountDAO = new AccountDAOImpl();   // 这里发生了耦合
  
      /**
      * 模拟保存账户
      */
      public void saveAccount() {
          accountDAO.saveAccount();
      }
  }
  
  

• Client.java

  package cn.parzulpan.ui;
  
  import cn.parzulpan.service.AccountServiceImpl;
  
  /**
  * @Author : parzulpan
  * @Time : 2020-12
  * @Desc : 模拟一个表现层，用于调用业务层，实际开发中应该是一个 Servlet 等
  */
  
  public class Client {
      public static void main(String[] args) {
          AccountServiceImpl accountService = new AccountServiceImpl();   // 这里发生了耦合
          accountService.saveAccount();
      }
  }
  
  

Factory 解耦

在实际开发中可以把三层的对象都使用配置文件配置起来，当启动服务器应用加载的时候，让一个类中的方法通过读取配置文件，把这些对象创建出来并且存起来（用容器存储）。在接下来的使用的时候，直接拿过来用就行。

那么，这个读取配置文件，创建和获取三层对象的类就是工厂类。即两个步骤：

• 通过读取配置文件来获取创建对象的全限定类名。
• 使用反射来创建对象，避免使用 new 关键字。

工厂就是负责给从容器中获取指定对象的类，这时候获取对象的方式发生了改变。之前，在获取对象时，采用 new 的方式，是主动的。现在，在获取对象时，采用跟工厂要的方式，工厂会查找或者创建对象，是被动的。

之前：

现在：

• bean.properties

  accountService=cn.parzulpan.service.AccountServiceImpl
  accountDAO = cn.parzulpan.dao.AccountDAOImpl
  

• BeanFactory.java

  package cn.parzulpan.factory;
  
  import java.io.InputStream;
  import java.util.*;
  
  /**
  * @Author : parzulpan
  * @Time : 2020-12
  * @Desc : 工厂类，负责给从容器中获取指定对象的类
  */
  
  public class BeanFactory {
      private static Properties properties;
  
      private static Map<String, Object> beans;   // Factory 解耦的优化，存放创建的对象，称为容器
  
      static {
          try {
              // 实例化对象
              properties = new Properties();
              // 获取文件流对象，使用类加载器
              InputStream is = BeanFactory.class.getClassLoader().getResourceAsStream("bean.properties");
              properties.load(is);
  
              beans = new HashMap<>();
              Enumeration<Object> keys = properties.keys();
              while (keys.hasMoreElements()) {
                  String key = keys.nextElement().toString();
                  String beanPath = properties.getProperty(key);
                  Object instance = Class.forName(beanPath).newInstance();
                  beans.put(key, instance);
              }
          } catch (Exception e) {
              e.printStackTrace();
              throw new ExceptionInInitializerError("初始化 Properties 失败！");
          }
      }
  
      /**
      * 获取指定对象的类
      * @param beanName
      * @return
      */
      public static Object getBean(String beanName){
          try {
  //            return Class.forName(properties.getProperty(beanName)).newInstance(); // 两个步骤
              System.out.println(beanName + " " + beans.get(beanName));
              return beans.get(beanName); // 两个步骤
          } catch (Exception e) {
              e.printStackTrace();
          }
          return null;
      }
  }
  
  

• AccountServiceImpl.java

  package cn.parzulpan.service;
  
  import cn.parzulpan.dao.AccountDAO;
  import cn.parzulpan.dao.AccountDAOImpl;
  import cn.parzulpan.factory.BeanFactory;
  
  /**
  * @Author : parzulpan
  * @Time : 2020-12
  * @Desc : 账户业务层接口的实现类
  */
  
  public class AccountServiceImpl implements AccountService{
  //    private AccountDAO accountDAO = new AccountDAOImpl();   // 这里发生了耦合
  
      /**
      * 模拟保存账户
      */
      public void saveAccount() {
          AccountDAO accountDAO = (AccountDAO) BeanFactory.getBean("accountDAO"); // 通过 Factory 解耦
          if (accountDAO != null) {
              accountDAO.saveAccount();
          }
      }
  }
  
  

• Client.java

  package cn.parzulpan.ui;
  
  import cn.parzulpan.factory.BeanFactory;
  import cn.parzulpan.service.AccountService;
  import cn.parzulpan.service.AccountServiceImpl;
  
  /**
  * @Author : parzulpan
  * @Time : 2020-12
  * @Desc : 模拟一个表现层，用于调用业务层，实际开发中应该是一个 Servlet 等
  */
  
  public class Client {
      public static void main(String[] args) {
  //        AccountServiceImpl accountService = new AccountServiceImpl();   // 这里发生了耦合
  
          AccountService accountService = (AccountService) BeanFactory.getBean("accountService"); // 通过 Factory 解耦
  
          if (accountService != null) {
              accountService.saveAccount();
          }
  
          // 通过 Factory 解耦存在的问题
          for (int i = 0; i < 5; ++i) {
              System.out.println(BeanFactory.getBean("accountService"));  // 对象被创建多次
          }
      }
  }
  
  

IOC 解耦

• bean.xml

  <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
  <beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
      xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
      xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
          https://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">
  
      <!-- 把对象的创建交给 Spring 来管理-->
      <bean id="accountService" class="cn.parzulpan.service.AccountServiceImpl"/>
      <bean id="accountDAO" class="cn.parzulpan.dao.AccountDAOImpl"/>
  
  </beans>
  

• ClientIOC.java

  package cn.parzulpan.ui;
  
  import cn.parzulpan.dao.AccountDAO;
  import cn.parzulpan.service.AccountService;
  import org.springframework.context.ApplicationContext;
  import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;
  
  /**
  * @Author : parzulpan
  * @Time : 2020-12
  * @Desc : 使用 IOC
  */
  
  public class ClientIOC {
      public static void main(String[] args) {
          // 使用 ApplicationContext 接口，获取 Spring 核心容器
          ApplicationContext ac = new ClassPathXmlApplicationContext("bean.xml");
          // 根据 id 获取 Bean 对象
          AccountService as = ac.getBean("accountService", AccountService.class);
          System.out.println(as);
          AccountDAO ad = ac.getBean("accountDAO", AccountDAO.class);
          System.out.println(ad);
      }
  
  }
  

IOC

IOC（Inverse Of Control，反转控制），把创建对象的权利交给 Spring 框架，它包括 DI（Dependency Injection，依赖注入）和 DL（Dependency Lookup，依赖查找）。

简单的说，IOC 是一种以被动接收的方式获取对象的思想，它主要是为了降低程序的耦合。

bean 标签

• 作用：用于配置对象让 Spring 来创建。默认情况下它调用的是类中的无参构造函数，如果没有无参构造函数则不能创建成功。
• 属性：
  • id：给对象在容器中提供一个唯一标识，用于获取对象。
  • class：指定类的全限定类名，用于反射创建对象，默认情况下调用无参构造函数。
  • scope：指定对象的作用范围
    • singleton 默认值，单例的
    • prototype 多例的
    • request WEB 项目中，Spring 创建一个 Bean 的对象，将对象存入到 request 域中
    • session WEB 项目中，Spring 创建一个 Bean 的对象，将对象存入到 session 域中
    • global session WEB 项目中，应用在集群环境，如果没有集群环境那么 globalSession 相当于 session
  • init-method：指定类中的初始化方法名称。
  • destroy-method：指定类中销毁方法名称。

bean 的三种创建方式

第一种方式：使用默认无参构造函数。它会根据默认无参构造函数来创建类对象。如果 bean 中没有默认无参构造函数，将会创建失败。

    <bean id="accountServiceIOC" class="cn.parzulpan.service.AccountServiceImplIOC"/>
    <bean id="accountDAOIOC" class="cn.parzulpan.dao.AccountDAOImplIOC"/>

第二种方式：使用实例工厂的方法创建对象。先把工厂的创建交给 Spring 来管理，然后在使用工厂的 bean 来调用里面的方法。

• factory-bean 属性：用于指定实例工厂 bean 的 id
• factory-method 属性：用于指定实例工厂中创建对象的方法

package cn.parzulpan.factory;

import cn.parzulpan.service.AccountService;
import cn.parzulpan.service.AccountServiceImplIOC;

/**
 * @Author : parzulpan
 * @Time : 2020-12
 * @Desc : Spring 管理实例工厂。模拟一个工厂类，该类可能存在于 jar 包中，无法通过修改源码来提供默认构造函数
 */

public class InstanceFactory {
    public AccountService getAccountService() {
        return new AccountServiceImplIOC();
    }
}

    <bean id="instanceFactory" class="cn.parzulpan.factory.InstanceFactory"/>
    <bean id="accountServiceIOC" factory-bean="instanceFactory" factory-method="getAccountService"/>
    <bean id="accountDAOIOC" class="cn.parzulpan.dao.AccountDAOImplIOC"/>

第三种方式：使用静态工厂的方法创建对象。使用某个类中的静态方法创建对象，并存入 Spring 核心容器。

• id 属性：指定 bean 的 id，用于从容器中获取
• class 属性：指定静态工厂的全限定类名
• factory-method 属性：指定生产对象的静态方法

package cn.parzulpan.factory;

import cn.parzulpan.service.AccountService;
import cn.parzulpan.service.AccountServiceImplIOC;

/**
 * @Author : parzulpan
 * @Time : 2020-12
 * @Desc : Spring 管理静态工厂。模拟一个工厂类，该类可能存在于 jar 包中，无法通过修改源码来提供默认构造函数
 */

public class StaticFactory {
    public static AccountService getAccountService() {
        return new AccountServiceImplIOC();
    }
}

    <bean id="accountServiceIOC" class="cn.parzulpan.factory.StaticFactory" factory-method="getAccountService"/>
    <bean id="accountDAOIOC" class="cn.parzulpan.dao.AccountDAOImplIOC"/>

测试 ClientIOC.java：

public class ClientIOC {
    public static void main(String[] args) {
        // 使用 ApplicationContext 接口，获取 Spring 核心容器
        ApplicationContext ac = new ClassPathXmlApplicationContext("bean.xml");

        System.out.println("------");

        //
        AccountService asi = ac.getBean("accountServiceIOC", AccountService.class);
        System.out.println(asi);
        AccountDAO adi = ac.getBean("accountDAOIOC", AccountDAO.class);
        System.out.println(adi);
        adi.saveAccount();

    }

}

bean 的作用范围和生命周期

对于单例对象：scope="singleton"

一个应用只有一个对象的实例，它的作用范围就是整个引用。

生命周期：

• 对象出生：当应用加载，创建容器时，对象就被创建了。
• 对象活着：只要容器在，对象一直活着。
• 对象死亡：当应用卸载，销毁容器时，对象就被销毁了。

    <!-- bean 的作用范围和生命周期 -->
    <bean id="accountServiceIOC" class="cn.parzulpan.service.AccountServiceImplIOC" scope="singleton"
          init-method="init" destroy-method="destroy"/>
    <bean id="accountDAOIOC" class="cn.parzulpan.dao.AccountDAOImplIOC" scope="singleton"
          init-method="init" destroy-method="destroy"/>

对于多例对象：scope="prototype"

每次访问对象时，都会重新创建对象实例。

生命周期：

• 对象出生：当使用对象时，创建新的对象实例。
• 对象活着：只要对象在使用中，就一直活着。
• 对象死亡：当对象长时间不用时，被 java 的垃圾回收器回收了。

    <bean id="accountServiceIOC" class="cn.parzulpan.service.AccountServiceImplIOC" scope="prototype"
          init-method="init" destroy-method="destroy"/>
    <bean id="accountDAOIOC" class="cn.parzulpan.dao.AccountDAOImplIOC" scope="prototype"
          init-method="init" destroy-method="destroy"/>

测试：

        ClassPathXmlApplicationContext ac = new ClassPathXmlApplicationContext("bean.xml");
        AccountService asi = ac.getBean("accountServiceIOC", AccountService.class);
        System.out.println(asi);
        AccountDAO adi = ac.getBean("accountDAOIOC", AccountDAO.class);
        System.out.println(adi);
        adi.saveAccount();

        ac.close(); // 手动关闭容器

DI

DI（Dependency Injection，依赖注入），它是 Spring IOC 的具体实现。因为 IOC 作用是降低耦合，那么依赖关系的维护都交给了 Spring，依赖关系的维护就称之为依赖注入。

能依赖注入的数据，有三类：

• 基本数据类型和 String
• 其他 Bean 类型，在配置文件中或者其他注解配置过的 Bean
• 集合类型

依赖注入的方法，有三种：

• 使用构造函数注入
• 使用 set 方法注入
• 使用注解注入

使用构造函数注入

类中需要提供一个对应参数列表的构造函数。

属性：

• index 指定参数在构造函数参数列表的索引位置
• type 指定参数在构造函数中的数据类型
• name 指定参数在构造函数中的名称
• value 它能赋的值是基本数据类型和 String 类型
• ref 它能赋的值是其他 bean 类型，也就是说，必须得是在配置文件中配置过的 bean
• 前三个都是找给谁赋值，后两个指的是赋什么值的

    <!-- 构造函数注入
         类中需要提供一个对应参数列表的构造函数
         属性：
            index 指定参数在构造函数参数列表的索引位置
            type 指定参数在构造函数中的数据类型
            name 指定参数在构造函数中的名称
            value 它能赋的值是基本数据类型和 String 类型
            ref 它能赋的值是其他 bean 类型，也就是说，必须得是在配置文件中配置过的 bean
            前三个都是找给谁赋值，后两个指的是赋什么值的
    -->
    <bean id="accountServiceDI" class="cn.parzulpan.service.AccountServiceImplDI">
        <constructor-arg name="name" value="parzulpan"/>
        <constructor-arg name="age" value="100"/>
        <constructor-arg name="birthday" ref="now"/>
    </bean>
    <bean id="now" class="java.util.Date"/>

ClientDI.java

package cn.parzulpan.ui;

import cn.parzulpan.service.AccountService;
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;

/**
 * @Author : parzulpan
 * @Time : 2020-12
 * @Desc :
 */

public class ClientDI {
    public static void main(String[] args) {
        ClassPathXmlApplicationContext ac = new ClassPathXmlApplicationContext("bean.xml");
        AccountService asi = ac.getBean("accountServiceDI", AccountService.class);
        System.out.println(asi);
        asi.saveAccount();  // call saveAccount() parzulpan 100 Sun Dec 20 19:27:49 CST 2020
    }
}

这种注入方式的优点：在获取 bean 对象时，注入数据是必须的操作，否则无法创建成功。

缺点：改变了 bean 对象的实例化方式，在创建对象时，如果用不到这些属性，也必须提供。

使用 set 方法注入

类中需要提供属性的 set 方法。

属性：

• name：找的是类中 set 方法后面的部分
• ref：给属性赋值是其他 bean 类型的
• value：给属性赋值是基本数据类型和 string 类型的

    <!-- set 方法 注入
         类中需要提供属性的 set 方法
         属性：
            name：找的是类中 set 方法后面的部分
            ref：给属性赋值是其他 bean 类型的
            value：给属性赋值是基本数据类型和 string 类型的
    -->
    <bean id="accountServiceDI2" class="cn.parzulpan.service.AccountServiceImplDI2">
        <property name="name" value="库里"/>
        <property name="age" value="30"/>
        <property name="birthday" ref="nowSet"/>
    </bean>
    <bean id="nowSet" class="java.util.Date"/>

ClientDI.java

        AccountService asi2 = ac.getBean("accountServiceDI2", AccountService.class);
        System.out.println(asi2);
        asi2.saveAccount();  // call saveAccount() 库里 30 Sun Dec 20 20:11:01 CST 2020

这种注入方式的优点：创建对象时没有明确的限制，可以直接使用默认构造函数。

缺点：如果某个成员必须有值，则 set 方法无法保证一定执行。

但是，set 方式是更常用的方式。

注入集合属性

注入集合属性，在注入集合数据时，只要结构相同，标签可以互换。

List 结构的：array, list, set

Map 结构的：map, entry, props, prop

    <!-- 注入集合属性
         在注入集合数据时，只要结构相同，标签可以互换
         List 结构的：array, list, set
         Map 结构的：map, entry, props, prop
    -->
    <bean id="accountServiceDI3" class="cn.parzulpan.service.AccountServiceImplDI3">
        <property name="myStr">
            <set>
                <value>AAA</value>
                <value>BBB</value>
                <value>CCC</value>
            </set>
        </property>
        <property name="myList">
            <list>
                <value>AAA</value>
                <value>BBB</value>
                <value>CCC</value>
            </list>
        </property>
        <property name="mySet">
            <set>
                <value>AAA</value>
                <value>BBB</value>
                <value>CCC</value>
            </set>
        </property>
        <property name="myMap">
            <map>
                <entry key="testA" value="aaa"/>
                <entry key="testB" value="bbb"/>
            </map>
        </property>
        <property name="myProps">
            <props>
                <prop key="testA">aaa</prop>
                <prop key="testB">bbb</prop>
            </props>
        </property>
    </bean>

练习和总结

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ApplicationContext 接口的三个实现类？

• ClassPathXmlApplicationContext 它是从类的根路径下加载配置文件，推荐使用这种
• FileSystemXmlApplicationContext 它是从磁盘路径上加载配置文件，配置文件可以在磁盘的任意位置，不推荐使用这种
• AnnotationConfigApplicationContext 使用注解配置容器对象时，需要使用此类来创建 Spring 核心容器，它用来读取注解

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BeanFactory 和 ApplicationContext 的区别？

• BeanFactory 是 Spring 核心容器中的顶层接口
• ApplicationContext 是 BeanFactory 的子接口
• 它们两者创建对象的时间点不一样：
  • ApplicationContext 立即加载，只要读取了配置文件，默认情况下就会创建对象，适用于单例对象，推荐使用这种
  • BeanFactory 延迟加载，什么时候使用什么时候创建对象，适用于多例对象

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