一篇复习一下Spring和SpringMVC基本概念

什么是Spring,为什么你要学习spring?

你第一次接触spring框架是在什么时候?相信很多人和我一样,第一次了解spring都不是做项目的时候用到,而是在网上看到或者是听到过一个叫做spring的框架,这个框架号称完爆之前的structs和structs2,吸引了不少人的注意。

那么,spring到底有没有神奇呢,据记载,spring框架出现的时间是在2002年,当时的人们对于繁琐笨重的EJB框架诟病不已,而且对于structs这类框架也没有什么好感,这个时候spring从天而,救一大批Java开发者于水火之中。

让我们先看看百度百科对于spring的定义,Spring框架是由于软件开发的复杂性而创建的。Spring使用的是基本的JavaBean来完成以前只可能由EJB完成的事情。然而,Spring的用途不仅仅限于服务器端的开发。从简单性、可测试性和松耦合性角度而言,绝大部分Java应用都可以从Spring中受益。
◆目的:解决企业应用开发的复杂性
◆功能:使用基本的JavaBean代替EJB,并提供了更多的企业应用功能
◆范围:任何Java应用
Spring是一个轻量级控制反转(IoC)和面向切面(AOP)的容器框架。

spring框架解决了程序员在Java开发中长期存在的两个痛点,那就是bean管理和统一切面,而spring的IOC和AOP恰好解决了这两个问题。

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其实,spring生态中的内容丰富多彩,除了上图提到的这些模块,如今spring已经发展到了springboot和springcloud,为微服务等后端技术栈提供非常优质的解决方案。

如今,spring框架已经成为Java程序员必知必会的内容了,那么如何开始学习spring框架,就成为了我们今天要讨论的主题。

首先,先来看看spring基础部分应该如何学习。

spring基础

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spring的核心就是IOC和AOP了,把这两点搞懂,你就可以说自己学会了spring(然而并不是)

首先来看看IOC,IOC的本质就是把bean的管理交给框架去做,spring自己维护一个bean容器,将所有bean进行统一管理,这样一来,所有需要用到实例的场景都不需要写繁琐且重复的实例化代码,而是简单地完成bean声明和注入依赖就可以了。

举个简单的例子。

假如没有spring的IOC,我们管理实例时可能很不方便,比如下面这段代码,我们必须要在构造方法里对userService和bookservice进行实例化,并且注入相应的依赖,否则它自己是没有办法完成初始化的。甚至,我们在使用controller的时候还要自己对它进行实例化。

class QueryController{
    UserService userService;
    BookService bookservice;
    QueryController() {
        userService = new UserService;
        userService.setUserDao(new UserDap());
        bookservice = new BookService;
        bookservice.setBookDao(new BookDao());
    }
    public static void main(Strings[] args) {
        QueryController queryController = new QueryController();
    }
}

一旦我们使用了spring框架,利用它的依赖注入功能,就可以省掉一大堆事情。如下面的代码所示。

@Controller
class QueryController{
    @Autowired
    UserService userService;
    
    @Autowired
    BookService bookservice;
}

当然,我们这里还用了spring提供的注解功能,比如@Controller这个注解,可以把一个类声明成一个controller,spring的bean容器对它进行实例化,并且按照controller来进行特殊处理,而@ Autowired这个注解,则可以把userService和bookservice的实例都注入到QueryController里,而这一切,都是因为spring的IOC帮你实现了bean管理。

当然了,userService和bookservice本身也可以把自己对应的dao层依赖(持久层)通过IOC方式进行注入。

说完了IOC,再来看看AOP是如何实现的吧。

AOP的本质是利用动态代理完成统一切面的功能,利用AOP,我们可以把一些横向的同一类型代码进行复用,比如登录拦截,身份校验,安全管理等等,这些不需要内嵌到业务代码中,但却经常要用到的东西,就可以利用AOP来做成一个切面,然后指定需要拦截的方法,AOP通过动态代理会将切面代码加入到代理对象中,于是你执行业务代码时,相当于在执行代理对象,就会相应地调用切面方法。

一个最简单的动态代理实现如下:

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        InvocationHandler handler = new InvocationHandler() {
            @Override
            public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
                System.out.println(method);
                if (method.getName().equals("morning")) {
                    System.out.println("Good morning, " + args[0]);
                }
                return null;
            }
        };
        Hello hello = (Hello) Proxy.newProxyInstance(
            Hello.class.getClassLoader(), // 传入ClassLoader
            new Class[] { Hello.class }, // 传入要实现的接口
            handler); // 传入处理调用方法的InvocationHandler
        hello.morning("Bob");
    }
}

interface Hello {
    void morning(String name);
}

结果将会输出

public abstract void test.Hello.morning(java.lang.String)
Good morning, Bob

其中InvocationHandler就是代理类的代码,而AOP就是机遇动态代理来实现的,你可以自由发挥,在代理类里使用你自己想要的代码。

其实,除了IOC和AOP之外,spring里还有很多我们经常在用的组件和模块,比如事务,比如JDBC,再比如JMS(消息服务)等等,这些常用的技术组件都被整合到了spring框架中,非常便于我们的使用。

Spring 的 IOC 详解?有什么好处呢?有什么好处?

设计模式7大原则

为什么会有人说设计模式已死呢,因为Spring这些框架帮你做好了类和对象的管理,让你写代码的时候只专注于你实现的功能,而不是设计。先来看看设计模式的7大原则:

  • 开放-封闭原则
  • 单一职责原则
  • 依赖倒转原则
  • 最小知识原则
  • 接口隔离原则
  • 合成/聚合复用原则
  • 里氏代换原则,任何基类可以出现的地方,子类一定可以出现

依赖倒置

假设我们设计一辆汽车:先设计轮子,然后根据轮子大小设计底盘,接着根据底盘设计车身,最后根据车身设计好整个汽车。这里就出现了一个“依赖”关系:汽车依赖车身,车身依赖底盘,底盘依赖轮子。

这样的设计看起来没问题,但是可维护性却很低。
假设设计完工之后,上司却突然说根据市场需求的变动,要我们把车子的轮子设计都改大一码。这下我们就蛋疼了:因为我们是根据轮子的尺寸设计的底盘,轮子的尺寸一改,底盘的设计就得修改;同样因为我们是根据底盘设计的车身,那么车身也得改,同理汽车设计也得改——整个设计几乎都得改!
我们现在换一种思路。我们先设计汽车的大概样子,然后根据汽车的样子来设计车身,根据车身来设计底盘,最后根据底盘来设计轮子。这时候,依赖关系就倒置过来了:轮子依赖底盘, 底盘依赖车身, 车身依赖汽车。

这时候,上司再说要改动轮子的设计,我们就只需要改动轮子的设计,而不需要动底盘,车身,汽车的设计了。这就是依赖倒置原则——把原本的高层建筑依赖底层建筑“倒置”过来,变成底层建筑依赖高层建筑。高层建筑决定需要什么,底层去实现这样的需求,但是高层并不用管底层是怎么实现的。这样就不会出现前面的“牵一发动全身”的情况。

控制反转(Inversion of Control)

就是依赖倒置原则的一种代码设计的思路。具体采用的方法就是所谓的依赖注入(Dependency Injection)。其实这些概念初次接触都会感到云里雾里的。说穿了,这几种概念的关系大概如下:
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为了理解这几个概念,我们还是用上面汽车的例子。只不过这次换成代码。我们先定义四个Class,车,车身,底盘,轮胎。然后初始化这辆车,最后跑这辆车。代码结构如下:
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这样,就相当于上面第一个例子,上层建筑依赖下层建筑——每一个类的构造函数都直接调用了底层代码的构造函数。假设我们需要改动一下轮胎(Tire)类,把它的尺寸变成动态的,而不是一直都是30。我们需要这样改:
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由于我们修改了轮胎的定义,为了让整个程序正常运行,我们需要做以下改动:
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由此我们可以看到,仅仅是为了修改轮胎的构造函数,这种设计却需要修改整个上层所有类的构造函数!在软件工程中,这样的设计几乎是不可维护的——在实际工程项目中,有的类可能会是几千个类的底层,如果每次修改这个类,我们都要修改所有以它作为依赖的类,那软件的维护成本就太高了。
所以我们需要进行控制反转(IoC),即上层控制下层,而不是下层控制着上层。我们用依赖注入(Dependency Injection)这种方式来实现控制反转。所谓依赖注入,就是把底层类作为参数传入上层类,实现上层类对下层类的“控制”。这里我们用构造方法传递的依赖注入方式重新写车类的定义:
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这里我们再把轮胎尺寸变成动态的,同样为了让整个系统顺利运行,我们需要做如下修改:
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看到没?这里我只需要修改轮胎类就行了,不用修改其他任何上层类。这显然是更容易维护的代码。不仅如此,在实际的工程中,这种设计模式还有利于不同组的协同合作和单元测试:比如开发这四个类的分别是四个不同的组,那么只要定义好了接口,四个不同的组可以同时进行开发而不相互受限制;而对于单元测试,如果我们要写Car类的单元测试,就只需要Mock一下Framework类传入Car就行了,而不用把Framework, Bottom, Tire全部new一遍再来构造Car。
这里我们是采用的构造函数传入的方式进行的依赖注入。其实还有另外两种方法:Setter传递和接口传递。这里就不多讲了,核心思路都是一样的,都是为了实现控制反转。
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控制反转容器(IoC Container)

其实上面的例子中,对车类进行初始化的那段代码发生的地方,就是控制反转容器。
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显然你也应该观察到了,因为采用了依赖注入,在初始化的过程中就不可避免的会写大量的new。这里IoC容器就解决了这个问题。这个容器可以自动对你的代码进行初始化,你只需要维护一个Configuration(可以是xml可以是一段代码),而不用每次初始化一辆车都要亲手去写那一大段初始化的代码。
这是引入IoC Container的第一个好处。IoC Container的第二个好处是:**我们在创建实例的时候不需要了解其中的细节。**在上面的例子中,我们自己手动创建一个车instance时候,是从底层往上层new的:

这个过程中,我们需要了解整个Car/Framework/Bottom/Tire类构造函数是怎么定义的,才能一步一步new/注入。而IoC Container在进行这个工作的时候是反过来的,它先从最上层开始往下找依赖关系,到达最底层之后再往上一步一步new(有点像深度优先遍历):

这里IoC Container可以直接隐藏具体的创建实例的细节,在我们来看它就像一个工厂:
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我们就像是工厂的客户。我们只需要向工厂请求一个Car实例,然后它就给我们按照Config创建了一个Car实例。我们完全不用管这个Car实例是怎么一步一步被创建出来。实际项目中,有的Service Class可能是十年前写的,有几百个类作为它的底层。假设我们新写的一个API需要实例化这个Service,我们总不可能回头去搞清楚这几百个类的构造函数吧?IoC Container的这个特性就很完美的解决了这类问题——因为这个架构要求你在写class的时候需要写相应的Config文件,所以你要初始化很久以前的Service类的时候,前人都已经写好了Config文件,你直接在需要用的地方注入这个Service就可以了。这大大增加了项目的可维护性且降低了开发难度。

springmvc

讲完了spring,接下来就该聊聊springmvc了,

据百度百科介绍,Spring MVC属于SpringFrameWork的后续产品,已经融合在Spring Web Flow里面。Spring 框架提供了构建 Web 应用程序的全功能 MVC 模块。使用 Spring 可插入的 MVC 架构,从而在使用Spring进行WEB开发时,可以选择使用Spring的Spring MVC框架或集成其他MVC开发框架,如Struts1(现在一般不用),Struts 2(一般老项目使用)等。

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作为一个web开发者,光有spring的AOP和IOC恐怕还无法支持你开发出一个页面,springmvc的作用就是为了帮你实现最高效的web开发,告别structs框架。

简单来说,springmvc提供了一套典型的mvc开发模式,m也就是model层,负责提供数据模型,以及和数据库进行交互,而C代表的是controller,负责分发和处理web请求,这里指的是HTTP请求,一般的controller会处理对应url的web请求,并且返回相应的内容,而在返回内容的这部分功能,则需要v也就是view层来提供了,毕竟页面的渲染是很麻烦的一件事情,返回对象可能是文本,可能是json,也可能是一个html页面,view层就用于处理这些工作。

MVC的开发模式确实解决了web工程师的很多问题,springmvc作为mvc框架的先行者也很自然地成为了Java中的霸主。

随着Java技术的发展和更迭,如今Java能做的事情已经远不止web开发了,现在流行的微服务、中间件很多都是用Java来实现的,而spring生态自然也会随之发展,由此出现的springboot、springcloud也已经成为了业界的开源框架的标杆。

SpringMVC 详解

面试官问你 SpringMVC 的工作原理,你还不知道吗?

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