Spring初识及Ioc理解
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1. 概述
Spring是分层的Java SE/EE应用 full-stack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，提供了表现层Spring MVC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Java EE企业应用开源框架。
Spring的优势如下：
- 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轻松解决
- 声明式事务的支持：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
- 方便集成其他的框架：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的学习难度：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
Spring的体系结构图：
2. Ioc
2.1 耦合和解耦
耦合性(Coupling)，也叫耦合度，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。模块间的耦合度是指模块之间的依赖关系，包括控制关系、调用关系、数据传递关系。模块间联系越多，其耦合性越强，同时表明其独立性越差( 降低耦合性，可以提高其独立性)。
在软件工程中，耦合指的就是就是对象之间的依赖性。对象之间的耦合越高，维护成本越高。因此对象的设计应使类和构件之间的耦合最小。
内聚标志一个模块内各个元素彼此结合的紧密程度，它是信息隐蔽和局部化概念的自然扩展。内聚是从功能角度来度量模块内的联系，一个好的内聚模块应当恰好做一件事。它描述的是模块内的功能联系。
软件设计中通常用耦合度和内聚度作为衡量模块独立程度的标准。划分模块的一个准则就是高内聚、低耦合，即同一个模块内的各个元素之间要高度紧密，但是各个模块之间的相互依存度却要不那么紧密。
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，这样的耦合被称为内容耦合。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。
总之，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。
例如，使用JDBC操作数据库的操作大致有：
- 注册驱动
- 获取连接
- 获取有㔘的SQL语句对象
- 获取结果集
- 遍历结果集
其中在注册驱动这一步，可以使用DriverManager.registerDriver(new com.mysql.jdbc.Driver())，也可以使用反射Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver")实现，那为什么我们选择的是后者呢？这就是为了降低JDBC和具体的驱动类之间的耦合性。另外，更好的方式是通过配置文件配置连接数据库的信息，这样当改变数据库时只需要修改配置文件，而不必动源代码，这样就进一步的降低了耦合性。
另外，可以使用设计模式中的工厂模式、单例模式等进行更好的程序设计，实现更好的解耦。
2.2 Ioc
控制反转（Inversion of Control，Ioc）是指将创建对象的权利交给框架，它是框架的重要特征，并非面向对象编程的专用术语。它主要包含依赖注入（Dependency Injection）和依赖查找（Dependency Lookup）。
如何理解Ioc呢？例如，当程序中的类中想要获取另一个类的对象时，最简单的方式就是通过new直接创建，这是一种主动的获取方式，当然耦合性也是很高的。
如果我们通过一个工厂类来获取另一个类的对象，将对象的控制权交给工厂，而不是直接来获取。这种被动接收来获取对象的方式就是控制反转，它的目的就是降低程序间的耦合性。
2.3 Ioc案例
编写持久层接口用于模拟操作account表：
public interface IAccountDao {
void saveAccount();
}
接口的实现类
public class AccountDaoImpl implements IAccountDao {
public void saveAccount() {
System.out.println("saving...");
}
}
然后编写业务层接口：
public interface IAccountService {
void saveAccount();
}
接口的实现类：
public class AccountServiceImpl implements IAccountService {
private IAccountDao accountDao;
public AccountServiceImpl(){
System.out.println("hello...");
}
public void saveAccount() {
accountDao.saveAccount();
}
}
这里将资源的管理工作交给Spring，因此还需要创建相应的xml文件
<?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
http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">
<!--把对象的创建交给spring来管理-->
<!--通过id来到class中获取类对象-->
<bean id="accountService" class="service.impl.AccountServiceImpl"></bean>
<bean id="accountDao" class="dao.impl.AccountDaoImpl"></bean>
</beans>
最后编写一个使用类：
import dao.IAccountDao;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;
import service.IAccountService;
public class Client {
public static void main(String[] args) {
ApplicationContext ac = new ClassPathXmlApplicationContext("bean.xml");
IAccountService as = (IAccountService) ac.getBean("accountService");
IAccountDao adao = ac.getBean("accountDao", IAccountDao.class);
System.out.println(as);
System.out.println(adao);
as.saveAccount();
}
}
hello...
service.impl.AccountServiceImpl@26be92ad
dao.impl.AccountDaoImpl@4c70fda8
2.4 源码解析
上面程序中使用了ClassPathXmlApplicationContext来获取配置的信息，而它的顶层接口是BeanFactory，可见Spring这里使用了工厂模式来进行解耦。BeanFactory的源码如下：
package org.springframework.beans.factory;
import org.springframework.beans.BeansException;
import org.springframework.core.ResolvableType;
import org.springframework.lang.Nullable;
public interface BeanFactory {
String FACTORY_BEAN_PREFIX = "&";
Object getBean(String var1) throws BeansException;
<T> T getBean(String var1, @Nullable Class<T> var2) throws BeansException;
Object getBean(String var1, Object... var2) throws BeansException;
<T> T getBean(Class<T> var1) throws BeansException;
<T> T getBean(Class<T> var1, Object... var2) throws BeansException;
boolean containsBean(String var1);
boolean isSingleton(String var1) throws NoSuchBeanDefinitionException;
boolean isPrototype(String var1) throws NoSuchBeanDefinitionException;
boolean isTypeMatch(String var1, ResolvableType var2) throws NoSuchBeanDefinitionException;
boolean isTypeMatch(String var1, @Nullable Class<?> var2) throws NoSuchBeanDefinitionException;
@Nullable
Class<?> getType(String var1) throws NoSuchBeanDefinitionException;
String[] getAliases(String var1);
}
BeacFactory本身是一个接口，它的实现类有：
其中ClassPathXmlApplicationContext和FileSystemXmlApplicationContext是两个基于XML配置的实现类，AnnotationConfigApplicationContext是基于注解配置的实现类，其中最常用的就是ApplicationContext。
BeanFactory和ApplicationContext的区别：
- BeanFactory 才是Spring 容器中的顶层接口，ApplicationContext 是它的子接口
- 创建对象的时间点不一样
- ApplicationContext：只要一读取配置文件，默认情况下就会创建对象
- BeanFactory：什么使用什么时候创建对象
ApplicationContext 接口的实现类：
- 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
- AnnotationConfigApplicationContext: 它是使用注解配置容器对象
3. bean标签管理
3.1 bean标签
<bean>用于配置对象让spring来创建的。 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。其中包含的属性有：
-
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Portlet环境.如果没有Portlet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
3.2 作用范围和生命周期
-
单例对象：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。 它的生命周期为：
- 对象出生：当应用加载，创建容器时，对象被创建
- 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
-
多例对象：每次访问对象时，都会重新创建对象实例。它的生命周期为：
- 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，就会被垃圾回收器回收
3.3 实例化bean的方式
-
使用默认的无参构造函数：它会根据默认无参构造函数来创建类对象。如果bean指定的class中没有默认无参构造函数，将会创建失败
<bean id="accountService" class="service.impl.AccountServiceImpl"></bean> -
spring管理静态工厂-使用静态工厂的方法创建对象：首先创建静态工厂类
public class StaticFactory { public static IAccountService createAccountService(){ return new AccountServiceImpl(); } }然后在<bean>中配置使用：
<bean id="accountService" class="factory.StaticFactory" factory-method="createAccountService"></bean>其中：
- id：指定bean的id，用于从容器中获取
- class：指定静态工厂的全限定类名
- factory-method：指定生产对象的静态方法
-
spring管理实例工厂-使用实例工厂的方法创建对象：首先创建实例工厂类
public class InstanceFactory { public IAccountService createAccountService(){ return new AccountServiceImpl(); } }然后在<bean>中配置：
<bean id="instancFactory" class="factory.InstanceFactory"></bean> <!--实例工厂需要通过<bean>独立指定--> <bean id="accountService" factory-bean="instancFactory" factory-method="createAccountService"></bean>
其中：
-
id：从容器中获取bean的唯一id
-
factory-bean：用于指定实例工厂bean的id
-
factory-method：用于指定实例工厂中创建对象的方法
4. 依赖注入
依赖注入（Dependency Injection）中的依赖指的是UML中的依赖原则，即当一个类以某种方式依赖于另一个类，但另一个类不一定依赖于它。因此，依赖关系也被称为Use-A关系。
4.1 构造函数注入
使用类中的构造函数，给成员变量赋值。这里的赋值的操作通过配置的方式使用spring框架注入。
public class AccountServiceImpl implements IAccountService {
private String name;
private Integer age;
private Date birthday;
public AccountServiceImpl(String name, Integer age, Date birthday){
this.name = name;
this.age = age;
this.birthday = birthday;
}
public void saveAccount(){
System.out.println(name + "," + age + "," + birthday);
}
}
<bean id="accountService" class="com.itheima.service.impl.AccountServiceImpl">
<constructor-arg name="name" value="test"></constructor-arg>
<constructor-arg name="age" value="18"></constructor-arg>
<constructor-arg name="birthday" ref="now"></constructor-arg>
</bean>
<!-- 配置一个日期对象 -->
<bean id="now" class="java.util.Date"></bean>
其中：
-
<constructor-arg>：提供一个对应参数列表的构造函数
-
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，用它来找给谁赋值
上面三个都是找给谁赋值，下面两个指的是赋什么值的
-
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
-
4.2 set方式注入
在类中提供需要注入成员的set方法。
public class AccountServiceImpl2 implements IAccountService {
private String name;
private Integer age;
private Date birthday;
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public void setAge(Integer age) {
this.age = age;
}
public void setBirthday(Date birthday) {
this.birthday = birthday;
}
public void saveAccount(){
System.out.println(name + "," + age + "," + birthday);
}
}
<bean id="accountService2" class="service.impl.AccountServiceImpl2">
<property name="name" value="TEST" ></property>
<property name="age" value="21"></property>
<property name="birthday" ref="now"></property>
</bean>
其中：
-
<property>：给bean中的属性传值
- 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
4.3 使用p名称空间注入数据
此种方式是通过在xml中导入p名称空间，使用p:propertyName来注入数据，它的本质仍然是调用类中的set方法实现注入功能。
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans" xmlns:p="http://www.springframework.org/schema/p"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemaLocation=" http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd"> <bean id="accountService" class="com.itheima.service.impl.AccountServiceImpl4" p:name="test" p:age="21" p:birthday-ref="now"/> </beans>
4.4 注入集合属性
public class AccountServiceImpl3 implements IAccountService {
private String[] myStrs;
private List<String> myList;
private Set<String> mySet;
private Map<String,String> myMap;
private Properties myProps;
public void setMyStrs(String[] myStrs) {
this.myStrs = myStrs;
}
public void setMyList(List<String> myList) {
this.myList = myList;
}
public void setMySet(Set<String> mySet) {
this.mySet = mySet;
}
public void setMyMap(Map<String, String> myMap) {
this.myMap = myMap;
}
public void setMyProps(Properties myProps) {
this.myProps = myProps;
}
public void saveAccount(){
System.out.println(Arrays.toString(myStrs));
System.out.println(myList);
System.out.println(mySet);
System.out.println(myMap);
System.out.println(myProps);
}
}
<bean id="accountService3" class="com.itheima.service.impl.AccountServiceImpl3">
<property name="myStrs">
<set>
<value>AAA</value>
<value>BBB</value>
</set>
</property>
<property name="myList">
<array>
<value>AAA</value>
<value>BBB</value>
</array>
</property>
<property name="mySet">
<list>
<value>AAA</value>
<value>BBB</value>
</list>
</property>
<property name="myMap">
<props>
<prop key="testC">ccc</prop>
<prop key="testD">ddd</prop>
</props>
</property>
<property name="myProps">
<map>
<entry key="testA" value="aaa"></entry>
<entry key="testB">
<value>BBB</value>
</entry>
</map>
</property>
</bean>
其中注入集合数据 List结构有 array、list、set ，Map结构有 map、entry、props、prop，在注入数据时，只要结构相同，标签可以互换。
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