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Spring 框架学习第三节:核心理念之一 —— IoC(控制反转)

程序员文章站 2022-12-20 16:51:36
此博客用于个人学习,来源于ssm框架的书籍,对知识点进行一个整理。Spring 框架的成功来自于它的理念,而不是技术,它最核心的理念是 IoC(控制反转)和 AOP (面向切面编程),其中 IoC 是它的基础,AOP 是其最重要的功能。3.1 IoC 的概念和作用:3.1.1 程序的耦合和解耦:3.1.1.1 什么是程序的耦合: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...

此博客用于个人学习,来源于ssm框架的书籍,对知识点进行一个整理。

Spring 框架的成功来自于它的理念,而不是技术,它最核心的理念是 IoC(控制反转)和 AOP (面向切面编程),其中 IoC 是它的基础,AOP 是其最重要的功能。

3.1 IoC 的概念和作用:

3.1.1 程序的耦合和解耦:

3.1.1.1 什么是程序的耦合:

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)。耦合性存在于各个领域,而非软件设计中独有的,但是我们只讨论软件工程中的耦合。

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。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。

耦合是影响软件复杂程度和设计质量的一个重要因素,在设计上我们应采用以下原则: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。

  • 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行式,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。
  • 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。
  • 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。
  • 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,应该避免使用之。

我们在开发中,有些依赖关系是必须的,有些依赖关系可以通过优化代码来解除的。

例如下面的代码:

/**
* 账户的业务层实现类
* @author 黑马程序员
* @Company http://www.ithiema.com
* @Version 1.0
*/
public class AccountServiceImpl implements IAccountService {
	private IAccountDao accountDao = new AccountDaoImpl();
}

业务层调用持久层,并且此时业务层在依赖持久层的接口和实现类。如果此时没有持久层实现类,编译将不能通过。这种编译期依赖关系,应该在我们开发中杜绝。我们需要优化代码解决。

3.1.1.2 解决程序耦合的思路:

jdbc 是通过反射来注册驱动的,代码如下:

Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");//此处只是一个字符串

此时的好处是,我们的类中不再依赖具体的驱动类,此时就算删除 mysql 的驱动 jar 包,依然可以编译。同时,也产生了一个新的问题,mysql 驱动的全限定类名字符串是在 java 类中写死的,一旦要改还是要修改源码。

解决这个问题也很简单,使用配置文件配置。

3.1.1.3 工厂模式解耦:

在实际开发中我们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存起来。在接下来的使用的时候,直接拿过来用就好了。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。

3.1.1.4 控制反转-Inversion Of Control:

这个时候需要解决两个问题:

  1. 存哪去?
    分析:由于我们是很多对象,肯定要找个集合来存。这时候有 Map 和 List 供选择。到底选 Map 还是 List 就看我们有没有查找需求。有查找需求,选 Map。所以我们的答案就是在应用加载时,创建一个 Map,用于存放三层对象。我们把这个 map 称之为容器。
  2. 什么是工厂?
    工厂就是负责给我们从容器中获取指定对象的类。这时候我们获取对象的方式发生了改变。原来我们在获取对象时,都是采用 new 的方式,是主动的一个过程。而使用工厂模式,我们可以创建一个甚至一些工厂去管理这些资源(对象),然后交给工厂来分配给我们。

明确 IoC 的作用:削减计算机程序的耦合(解除我们代码中的依赖关系)。

3.2 使用 spring 的 IOC 解决程序耦合:

账户的业务层和持久层的依赖关系解决。在开始 spring 的配置之前,我们要先准备一下环境。由于我们是使用 spring 解决依赖关系,并不是真正的要做增删改查操作,所以此时我们没必要写实体类。并且我们在此处使用的是 java 工程,不是 java web 工程。

3.2.1 前期准备:

3.2.1.1 创建业务层接口和实现类:

/**
* 账户的业务层接口
* @author 黑马程序员
* @Company http://www.ithiema.com
* @Version 1.0
*/
public interface IAccountService {
	/**
	* 保存账户(此处只是模拟,并不是真的要保存)
	*/
	void saveAccount();
}

/**
* 账户的业务层实现类
* @author 黑马程序员
* @Company http://www.ithiema.com
* @Version 1.0
*/
public class AccountServiceImpl implements IAccountService {
	private IAccountDao accountDao = new AccountDaoImpl();//此处的依赖关系有待解决
	
	@Override
	public void saveAccount() {
		accountDao.saveAccount();
	} 
}

3.2.1.2 创建持久层接口和实现类:

/**
* 账户的持久层接口
* @author 黑马程序员
* @Company http://www.ithiema.com
* @Version 1.0
*/
public interface IAccountDao {
	/**
	* 保存账户
	*/
	void saveAccount();
}

/**
* 账户的持久层实现类
* @author 黑马程序员
* @Company http://www.ithiema.com
* @Version 1.0
*/
public class AccountDaoImpl implements IAccountDao {
	@Override
	public void saveAccount() {
		System.out.println("保存了账户");
	} 
}

3.2.2 基于 XML 的配置:

3.2.2.1 创建配置文件,导入约束:

<?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">
</beans>

3.2.2.2 在配置文件中配置 service 和 dao:

<!-- bean 标签:用于配置让 spring 创建对象,并且存入 ioc 容器之中
 id 属性:对象的唯一标识。
 class 属性:指定要创建对象的全限定类名
-->
<!-- 配置 service --> 
<bean id="accountService" class="com.itheima.service.impl.AccountServiceImpl"></bean>
<!-- 配置 dao --> 
<bean id="accountDao" class="com.itheima.dao.impl.AccountDaoImpl"></bean>

3.2.2.3 测试配置是否成功:

/**
 1. 模拟一个表现层
 2. @author 黑马程序员
 3. @Company http://www.ithiema.com
 4. @Version 1.0
*/
public class Client {
	/**
	 * 使用 main 方法获取容器测试执行
	 */
	public static void main(String[] args) {
		//1.使用 ApplicationContext 接口,就是在获取 spring 容器
		ApplicationContext ac = new ClassPathXmlApplicationContext("bean.xml");
		//2.根据 bean 的 id 获取对象
		IAccountService aService = (IAccountService) ac.getBean("accountService");
		System.out.println(aService);
		IAccountDao aDao = (IAccountDao) ac.getBean("accountDao");
		System.out.println(aDao);
	} 
}

3.2.3 Spring 基于 XML 的 IoC 细节:

3.2.3.1 spring 中工厂的类结构图:

Spring 框架学习第三节:核心理念之一 —— IoC(控制反转)

  1. 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。
    BeanFactory 和 ApplicationContext 的区别: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。
  2. 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:当我们使用注解配置容器对象时,需要使用此类来创建 spring 容器。它用来读取注解。

3.2.3.2 IoC 中 bean 标签和管理对象细节:

  1. 作用:
    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。
  2. 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 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. 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。
  4. 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。

3.2.4 实例化 Bean 的三种方式:

3.2.4.1 第一种方式:使用默认无参构造函数:

在默认情况下: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="accountService" class="com.itheima.service.impl.AccountServiceImpl"/>

3.2.4.2 第二种方式:spring 管理静态工厂-使用静态工厂的方法创建对象:

/**
* 模拟一个静态工厂,创建业务层实现类
*/
public class StaticFactory {
	public static IAccountService createAccountService(){
		return new AccountServiceImpl();
	} 
}

此种方式是:使用 StaticFactory 类中的静态方法 createAccountService 创建对象,并存入 spring 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。

<bean id="accountService"
class="com.itheima.factory.StaticFactory"
factory-method="createAccountService">
</bean>

3.2.4.3 第三种方式:spring 管理实例工厂-使用实例工厂的方法创建对象:

/**
* 模拟一个实例工厂,创建业务层实现类
* 此工厂创建对象,必须现有工厂实例对象,再调用方法
*/
public class InstanceFactory {
	public IAccountService createAccountService(){
		return new AccountServiceImpl();
	} 
}

此种方式是: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。

<bean id="instancFactory" class="com.itheima.factory.InstanceFactory"></bean> 
<bean id="accountService" factory-bean="instancFactory" factory-method="createAccountService"></bean>

3.2.5 spring 的依赖注入:

3.2.5.1 依赖注入的概念:

依赖注入:Dependency Injection。它是 spring 框架核心 ioc 的具体实现。

我们的程序在编写时,通过控制反转,把对象的创建交给了 spring,但是代码中不可能出现没有依赖的情况。ioc 解耦只是降低他们的依赖关系,但不会消除。例如:我们的业务层仍会调用持久层的方法。

那这种业务层和持久层的依赖关系,在使用 spring 之后,就让 spring 来维护了。简单的说,就是坐等框架把持久层对象传入业务层,而不用我们自己去获取。

3.2.5.2 构造函数注入:

就是使用类中的构造函数,给成员变量赋值。注意,赋值的操作不是我们自己做的,而是通过配置
的方式,让 spring 框架来为我们注入。

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; 
	}
	@Override
	public void saveAccount() {
		System.out.println(name+","+age+","+birthday);
	} 
}

使用构造函数的方式,给 service 中的属性传值,要求:类中需要提供一个对应参数列表的构造函数。

涉及的标签:
constructor-arg

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 用这个找给谁赋值。
  • 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。
<bean id="accountService" class="com.itheima.service.impl.AccountServiceImpl"> 
	<constructor-arg name="name" value="张三"></constructor-arg> 
	<constructor-arg name="age" value="18"></constructor-arg> 
	<constructor-arg name="birthday" ref="now"></constructor-arg>
</bean>

3.2.5.3 set 方法注入:

就是在类中提供需要注入成员的 set 方法。

public class AccountServiceImpl 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; 
	}
	
	@Override
	public void saveAccount() {
		System.out.println(name+","+age+","+birthday);
	} 
}

通过配置文件给 bean 中的属性传值:使用 set 方法的方式。

涉及的标签:property。

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="accountService" class="com.itheima.service.impl.AccountServiceImpl"> 
	<property name="name" value="test"></property> 
	<property name="age" value="21"></property> 
	<property name="birthday" ref="now"></property>
</bean>

3.2.5.4 使用 p 名称空间注入数据(本质还是调用 set 方法):

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。

/**
* 使用 p 名称空间注入,本质还是调用类中的 set 方法
*/
public class AccountServiceImpl4 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;
	}
	
	@Override
	public void saveAccount() {
		System.out.println(name+","+age+","+birthday);
	} 
}

配置文件代码:

<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>

3.2.5.5 注入集合属性:

给类中的集合成员传值,它用的也是set方法注入的方式,只不过变量的数据类型都是集合。例如:注入数组,List,Set,Map,Properties。

public class AccountServiceImpl 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; 
	}
	
	@Override
	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);
	} 
}

注入集合数据:
List 结构的:array , list , set 。
Map 结构的:map ,entry , props , prop 。

<bean id="accountService" class="com.itheima.service.impl.AccountServiceImpl">
	<!-- 在注入集合数据时,只要结构相同,标签可以互换 -->
	<!-- 给数组注入数据 --> 
	<property name="myStrs"> 
		<set>
			<value>AAA</value> 
			<value>BBB</value> 
			<value>CCC</value>
		</set>
	</property>
	
	<!-- 注入 list 集合数据 --> 
	<property name="myList"> 
		<array> 
			<value>AAA</value> 
			<value>BBB</value> 
			<value>CCC</value>
		</array>
	</property>
	
	<!-- 注入 set 集合数据 --> 
	<property name="mySet"> 
		<list>
			<value>AAA</value> 
			<value>BBB</value> 
			<value>CCC</value>
		</list>
	</property>
	
	<!-- 注入 Map 数据 --> 
	<property name="myMap"> 
		<props> 
			<prop key="testA">aaa</prop> 
			<prop key="testB">bbb</prop>
		</props>
	</property>
	
	<!-- 注入 properties 数据 -->
	<property name="myProps"> 
		<map>
			<entry key="testA" value="aaa"></entry> 
			<entry key="testB"> 
				<value>bbb</value>
			</entry>
		</map>
	</property>
</bean>

本文地址:https://blog.csdn.net/paynmind/article/details/107647418