Spring从入门到精通（一）

1.Spring基本概述

1.1 什么是Spring

• Spring 是分层的 Java SE/EE 应用 full-stack（一站式、全站）轻量级开源框架，以 IoC(Inverse Of Control：控制反转)和 AOP(Aspect Oriented Programming：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，还能整合众多著名的第三方框架和类库，逐渐成为使用最多的 Java EE 企业应用开源框架。

1.2 Spring的优势（重点理解）

• 方便解耦，简化开发
  通过 Spring 提供的 IoC 容器，可以将对象间的依赖关系交由 Spring 进行控制，避免硬编码所造成的过度程序耦合。用户也不必再为单例模式类、属性文件解析等这些很底层的需求编写代码，可以更专注于上层的应用。
• AOP 编程的支持
  通过 Spring 的 AOP 功能，方便进行面向切面的编程，许多不容易用传统 OOP 实现的功能可以通过AOP 轻松应付。
• 声明式事务的支持
  可以将我们从单调烦闷的事务管理代码中解脱出来，通过声明式方式灵活的进行事务的管理，提高开发效率和质量。
• 方便程序的测试
  可以用非容器依赖的编程方式进行几乎所有的测试工作，测试不再是昂贵的操作，而是随手可做的事情。
• 方便集成各种优秀框架
  Spring 可以降低各种框架的使用难度，提供了对各种优秀框架（ Struts、 Hibernate、 Hessian、 Quartz等）的直接支持。
• 降低 JavaEE API 的使用难度
  Spring 对 JavaEE API（如 JDBC、 JavaMail、远程调用等）进行了薄薄的封装层，使这些 API 的使用难度大为降低。
• Java 源码是经典学习范例
  Spring 的源代码设计精妙、结构清晰、匠心独用，处处体现着大师对 Java 设计模式灵活运用以及对 Java 技术的高深造诣。它的源代码无意是 Java 技术的最佳实践的范例。

1.3 Spring架构组成

Spring架构由诸 多模块组成，可分类为：

• 核心技术: 依赖注入，事件，资源，i18n, 验证，数据绑定，类型转换，SpEL, AOP 。
• 测试: 模拟对象，TestContext框架， Spring MVC测试，WebTestClient。
• 数据访问: 事务，DAO支持，JDBC, ORM, 封送XML。
• Spring MVC和Spring WebFlux Web框架。
• 集成: 远程处理，JMS, JCA, JMX， 电子邮件，任务，调度，缓存。
• 语言: Kotlin, Groovy, 动态语言。
  
• Spring 依赖

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2. 程序间耦合分析以及解决方案

2.1 相关概念

• 耦合
  • 耦合指的是程序间的依赖关系
    - 类的依赖关系（eg: service依赖dao层）
    - 方法的依赖关系
• 解耦
  • 我们不能消除程序间的依赖关系，只能尽可能的降低程序的依赖关系。这种降低程序间的依赖关系就叫做解耦。
• 如何解耦
  • 在实际开发中，我们应该做到在编译期不依赖，在运行期依赖。
• Bean
  • 在计算机英语中，有可重用组件（如持久层和业务层的接口和重用）的含义。
• JavaBean
  • 其实JavaBean并不完全等于实体类，因为实体类只是可重用组件的一部分，也就是JavaBean的范围大于实体类的范围。
  • JavaBean的含义：用Java语言编写的可重用组件。

2.2 使用工厂解耦（Spring容器原理）

• 降低解耦的思路
  • 使用反射的机制，避免使用new关键字。
  • 通过读取配置文件的方式来获取资源的全限定名。
• 工厂
  • 就是创建我们的service和dao对象的(JavaBean)。
• 解决步骤：
  • 需要一个配置文件来配置我们的service和dao。
  • 配置的内容：唯一标志=全限定类名（key=value）。
  • 通过读取配置文件中配置的内容，反射创建对象。
• 配置文件的选取：
  • xml（当然后期spring框架用的肯定是xml）
  • properties（读取更简单，我们这个例程先选用这种）

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（1）工厂配置文件

（2）工厂单例模式——解耦

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3.IOC的概念和作用

• IOC概念：

  • 反转了依赖关系的满足方式，由之前的自己创建依赖对象，变为由工厂推送。
    • 变主动为被动，即反转
    • bean对象保存在Spring容器里

• IOC作用：

  • 解决了具有依赖关系的组件之间的强耦合，使得项目形态更加稳健

• IOC实现：

  • 通过解析配置文件
  • 通过工厂用反射的方式创建对象

（1）IOC示例

• 配置文件（配置bean标签）
  
• 调用Spring工厂API（ApplicationContext接口）

public class testAccountService {
 	/**
		程序中的对象都交由Spring的ApplicationContext工厂进行创建
	*/
    @Test
    public void testFactory(){
    //1.读取配置文件中所需创建的bean对象，并获得工厂对象
        ApplicationContext applicationContext=new ClassPathXmlApplicationContext("Bean.xml");
        //2. 通过id获取bean对象
        AccountService accountService= (AccountService) applicationContext.getBean("AccountService");
        //3.使用对象
        accountService.addAccount();
    }
}
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• 基于XML的IOC开发配置文件
  

（2）详解ApplicationContext

ApplicationContext是Spring给我们提供的核心容器，其依赖关系如下：

我们发现ApplicationContext继承了BeanFactory。BeanFactory才是顶级容器。

（1）这两个核心的容器有什么区别呢?

• ApplicationContext
  ApplicationContext在构建核心容器时，创建对象采取的策略是采用立即加载的方式。 也就是说，只要一读取完配置文件马上就创建配置文件中配置的对象。
• BeanFactory
  BeanFactory它在构建核心容器时，创建对象采取的策略是采用延迟加载的方式. 也就是说，什么时候根据id获取对象了，什么时候才真正的创建对象。

（2）ApplicationContext是一个接口，其重要实现类?

• ClassPathXmlApplicationContext
  它可以加载类路径下的配置文件，要求配置文件必须在类路径下，否则加载不了(这种比较常用)。
• FileSystemXmlApplicationContext
  它可以加载磁盘任意路径下的配置文件(必须有访问权限）。
• AnnotationConfigApplicationContext
  它是用于读取注解创建容器的

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4. Spring对bean的管理方式

4.1 Spring实例化bean的方式

（1） 无参数构造函数的实例化方式

• 无参数构造函数实例化方式是Spring默认的bean的实例化方式
  

（2）使用工厂中的普通方法实例化对象

• 我们设想一个场景：我们要使用别人写好的代码，别人写好的代码通常是封装在一个jar包中的，我们要怎么创建jar包中字节码文件的对象呢？（我们无法通过修改源码的方式来提供默认构造方法）
• 我们接下来模拟一个工厂类（它可能是存在于jar包中的），通常jar包都会暴露一个工厂类，给调用者创建对象。
  
  

（3）使用工厂中的静态方法实例化对象

4.2 Bean的细节

4.2.1Bean的作用域

（1）bean标签的scope属性：

• 作用：用于指定bean的作用范围
• 取值： 常用的就是单例的和多例的
  • singleton：单例的（默认值）
  • prototype：多例的
  • request：作用于web应用的请求范围
  • session：作用于web应用的会话范围
  • global-session：作用于集群环境的会话范围（全局会话范围），当不是集群环境时，它就是session。

（2）单例与多例作用域的区别

• 单例的
  • bean配置时，不指明scope则默认是单例配置
  • 当bean配置是单例时，Spring容器在加载配置文件时，就会将此bean创建并保存在容器中
    
• 多例的
  • 当bean配置是多例时，Spring容器在加载配置文件时，不会创建bean对象，只有在使用bean的id获取此对象时，才会创建此bean对象
    

4.2.2Bean的生命周期

（1） 单例对象
单例对象的生命周期和容器的生命周期是一致的。 当容器创建时，对象就实例化好了。当容器还在的时候，对象也就一直存在。当容器销毁，对象也就消亡。

（2）多例对象

• 出生： 当我们使用对象时spring框架为我们创建时（调用配置bean的id）
• 活着： 对象只要是在使用过程中就一直活着
• 死亡： 当对象长时间不用，且没有别的对象引用时，由Java的垃圾回收器回收
  

5. 依赖注入

5.1 依赖注入的特点及概念

• 依赖注入：

  • 在Spring创建对象的同时，为其属性赋值，称之为依赖注入。
  • 依赖关系的维护就称为依赖注入

• IOC的作用：
  降低程序间的耦合（依赖关系）

• DI的作用：
  依赖关系的管理，依赖都交给spring来维护

• 依赖注入的数据类型

  • 基本类型和String
  • 其他bean类型（在配置文件中或者注解配置过的bean）
  • 复杂类型/集合类型

• 依赖注入的方式

  • 第一种：使用构造函数提供
  • 第二种：使用set方法提供
  • 第三种：使用注解提供（后面再介绍）

5.2依赖注入的方式

（1）构造函数注入

• 使用的标签：constructor-arg
• 标签出现的位置：bean标签的内部
• 标签中的属性：
  • name（最常用）：用于指定给构造函数中指定名称的参数赋值
  • value：用于提供基本类型和String类型的数据
  • ref：用于指定其他的bean类型数据（它指的就是在spring的ioc核心容器中出现过的bean对象）
    
• 优势：
  在获取bean对象时，注入数据是必须的操作，否则对象无法创建成功（因为默认空参构造）
• 弊端
  改变了bean对象的实例化方式，使我们在创建对象时，如果用不到这些数据，也必须提供

（2）set方法注入(默认的)

• 涉及的标签：property
• 出现的位置：bean标签的内部
• 标签的属性
  • name：用于指定注入时所调用的set方法名称（如：setName --> name）
  • value：用于提供基本类型和String类型的数据
  • ref：用于指定其他的bean类型数据。它指的就是在spring的ioc核心容器中出现过的bean对象
    

（3）复杂类型数据注入

• 创建实体类，并提供set方法
• 创建配置文件

<!--    复杂集合set注入-->
    <bean id="user" class="com.qfedu.pojo.User">
<!--        数组set注入-->
        <property name="nums">
            <array>
                <value>1</value>
                <value>2</value>
                <value>3</value>
            </array>
        </property>
<!--        集合属性注入-->
        <property name="list">
            <list>
                <value>tom</value>
                <value>jack</value>
            </list>
        </property>
<!--        set集合注入-->
        <property name="set">
            <set>
                <value>12</value>
                <value>1</value>
            </set>
        </property>
<!--       map集合注入 -->
        <property name="map">
            <map>
                <entry key="tom" value="20"></entry>
                <entry key="jack" value="22"></entry>
            </map>
        </property>
<!--        properties注入-->
        <property name="props">
            <props>
                <prop key="tom">man</prop>
                <prop key="jack">woman</prop>
            </props>
        </property>
    </bean>
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6. IOC注解

IOC注解可以分为以下几类：

• 用于创建对象的
  • 作用：他们的作用就和在XML配置文件中编写一个<bean>标签实现的功能是一样的
• 用于注入数据的
  • 作用：他们的作用就和在xml配置文件中的bean标签中写一个<property>标签的作用是一样的。
• 用于改变作用范围的
  • 作用：他们的作用就和在bean标签中使用scope属性实现的功能是一样的
• 和生命周期相关的
  • 作用：他们的作用就和在bean标签中使用init-method和destroy-methode的作用是一样的。
• 配置相关注解
  • 作用：用于配置相关项目配置文件信息（包括配置jar包对象创建、注解包扫描、文件的读取）

6.1 创建对象注解

（1）@Component

• 用法： 定义在类名上。
• 作用： 用于把当前类对象存入spring容器中。
• 属性： value：用于指定bean的id。当我们不写时，它的默认值是当前类名，且首字母改小写。

（2）Component衍生的注解

• 以下三个注解他们的作用和属性与@Component是一模一样，他们三个是spring框架为我们提供明确的三层使用的注解，使我们的三层对象更加清晰。

  • @Controller：一般用在表现层。
  • @Service：一般用在业务。
  • @Repository：一般用在持久层。

• 衍生类注解源码解析

  • @AliasFor注解作用（两个作用）

    • 于为注解属性声明别名
      它有两个属性name和value @AliasFor注解注释了自身，并且name和value 互为别名
      

    • 不定义新的属性而是复用其他注解已有的注解属性（通过此种方法@Component衍生出其他注解类）
      

6.2 注入数据注解

• @Autowired、@Qualifier、@Resource三个注入都只能注入其他bean类型的数据，而基本类型和String类型无法使用上述注解实现。
• 集合类型的注入只能通过XML来实现。
• @Value用于注入基本类型和String类型的数据

6.2.1自动按照类型注入

（1）@Autowired

• 用法： 定义在属性（成员变量）上。
• 作用： 实现自动按照类型注入。
• 属性：无属性值，但可以结合 @Qualifier 实现spring容器中指定类型之后，再指定名称的bean对象注入

（2）实现原理：

• 情况一：如果有唯一一个类型匹配时，就直接注入。
  • 容器中有唯一的一个bean对象类型和要注入的变量类型匹配，就可以注入成功。
  • 详细过程：首先会找到实现类，但是因为实现类继承了接口，所以可以把实现类看作接口（多态）
• 情况二： 如果有多个匹配时
  • 首先按照类型筛选出来匹配的对象。
  • 其次使用变量名称作为bean的id，然后继续筛选。
  • 如果两次筛选后有唯一匹配的，可以注入成功；否则失败。

6.2.2 其他注入数据注解

（1）@Qualifier

• 作用：在按照类型注入的基础之上再按照名称注入。它在给类成员注入时不能单独使用；但是在给方法参数注入时可以(这个我们后面讨论)。
• 属性：value：用于指定注入bean的id。

（2）@Resource

• 作用：直接按照bean的id注入。它可以独立使用。
• 属性：name：用于指定bean的id。
• 特性：
  • 若未给出name属性值时（执行两步），首先按照变量名进行匹配对象，若匹配不成功再按照变量数据类型进行筛选
  • 若给出name属性时（执行一步），无论成功与否，只会按照name给的名称进行筛选
  • 属于jdk注解，不属于spring注解

（3）@Value

• 作用：用于注入基本类型和String类型的数据。
• 属性：value：用于指定数据的值。它也可以使用spring中SpEL(也就是spring的el表达式）。
• SpEL的写法：${表达式}。

6.3 改变作用域的注解

（1）@Scope

• 作用：用于指定bean的作用范围。
• 属性：value：指定范围的取值。
  • 常用取值：singleton(单例)、prototype(多例)。

6.4 生命周期相关的注解

• 使用与生命周期相关的注解的作用跟在bean标签中使用init-method和destroy-methode的作用是一样的。

（1）@PostConstruct

• 作用：用于指定初始化方法。

（2）@PreDestroy

• 作用：用于指定销毁方法。

6.5 配置类相关注解

• 配置类的作用和bean.xml一样

（1）@Configuration

• 作用：指定当前类是一个配置类
• 细节：当配置类作为AnnotationConfigApplicationContext对象创建的参数时，该注解可以不写（建议书写）
• 源码：
  

（2）@ComponentScan

• 作用：用于通过注解指定spring在创建容器时要扫描的包
• 属性：value：它和basePackages的作用是一样的，都是用于指定创建容器时要扫描的包。
• 类似xml配置文件如下：
  

（3）@Bean

• 作用：用于把当前方法的返回值作为bean对象存入spring的ioc容器中
• 属性: name：用于指定bean的id。当不写时，默认值是当前方法的名称
• 细节：
  • 当我们使用注解配置方法时，如果方法有参数，spring框架会去容器中查找有没有可用的bean对象。 （推荐使用）
  • 查找的方式和Autowired注解的作用是一样的。

（4）@Import

• 作用：用于导入其他的配置类
• 属性：value：用于指定其他配置类的字节码
• 细节：
  • 当我们使用Import的注解之后，有Import注解的类就父配置类，而导入的都是子配置类。
  • 此时子配置类不需要加Configuration注解，只需要在父配置类上添加Import注解

（5）@PropertySource

• 作用：用于指定properties文件的位置

• 类似配置文件中：
  

• 属性：value：指定文件的名称和路径

• 关键字：

  • classpath：表示类路径下
  • 可以结合子配置类和@Value使用，用于读取配置文件

• 示例：
  

（6）问题：@Configuration注解一定需要吗?

• 答案：@Configuration注解加不加都对程序的结果没有影响，不会因为@Configuration注解不加，造成bean注入失败（但是若配置文件中有方法相互依赖，可能会出现bean对象不是单例的情况）。
• 演示：Brunner依赖于ADataSource
  
  • 测试结果：
    
  • 疑问1:为什么ADataSource只创建了1次?
    • 当我们使用@Bean注解修饰aDataSource方法的时候，会将ADataSource这个bean交给容器管理(就会调用ADataSource的无参数构造函数)。
    • 我们使用@Bean注解修饰bRunner方法的时候,由于需要使用到ADataSource,这个时候，不再重新的创建ADataSource的对象，而是直接从spring容器(spring的单例池中获取)。所以ADataSource只会创建1次。
    • 使用@Configuration修饰配置类，会在spring容器中产生一个配置类bean实例，其内部的@Bean修饰的方法产生的bean实例都是单例的
  • 疑问2：如果去掉@Configuration注解只会会如何?
    • 经过测试，程序不会报错，ADataSource和Brunner两个bean都会交给spring容器管理，但是区别在于ADataSource创建了2次：
      
    • 为什么创建两次?
      • 第一次创建是使用@Bean注解修饰aDataSource方法的时候，创建的。第二次创建是@Bean注解修饰bRunner方法的时候，由于BRunner对象的创建需要依赖于ADataSource。此时ADataSource这个bean不是从单例池中获取，而是重新又创建了1次。
      • 不使用@Configuration修饰配置类，则不会在spring容器中产生一个配置类bean实例，在内部存在相互依赖时，使用方法名调用时可能会产生多个bean实例
  • 疑问3:如何不使用@Configuration也保证ADataSource只创建1次?
    • 使用形参的方式 ，@Bean声明在有形参的方法前，为形参赋值时会从spring容器中寻找一个符合形参类型的bean实例为形参赋值（类似于@Autowired :存在符合条件的多个bean实例时，会先筛选类型，再需寻找形参名的bean实例，若二者筛选唯一，则为形参赋值成功，否则赋值失败）

6.6 Spring整合Junit

• @Runwith

  • 使用junit提供的一个注解（@Runwith）把原有的main方法替换成spring提供的main方法。
  • 该注解的功能是替换Runner（运行器）

• @ContextConfiguration

  • 作用： 告知spring的运行器，spring和ioc创建是基于xml还是注解的，并且说明位置

  • 属性：

    • locations：指定xml文件的位置，加上classpath关键字，表示在类路径下。
    • classes：指定配置类所在地位置。