【Spring】Spring复习之基础和IOC

如果对此文感兴趣，可以继续看下一篇博文，持续更新，新手学习，有问题欢迎指正：https://blog.csdn.net/renjingjingya0429/article/details/90138698

一、Spring概述

1. Spring是什么？

Spring是分层的Java SE/EE应用 full-stack 轻量级开发框架，以IOC（Inverse Of Course：控制反转）和AOP（Aspect Oriented Programming：面向切面编程）为内核，提供了展现层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企业级应用开源框架。
2. Spring 的发展历程

1997 年 IBM 提出了 EJB 的思想
1998 年，SUN 制定开发标准规范 EJB1.0
1999 年，EJB1.1 发布
2001 年，EJB2.0 发布
2003 年，EJB2.1 发布
2006 年，EJB3.0 发布
Rod Johnson（spring 之父）
Expert One-to-One J2EE Design and Development(2002)
阐述了 J2EE 使用 EJB 开发设计的优点及解决方案
Expert One-to-One J2EE Development without EJB(2004)
阐述了 J2EE 开发不使用 EJB 的解决方式（Spring 雏形）
== 2017 年 9 月份发布了 spring 的最新版本 spring 5.0 通用版（GA） ==

3. Spring 的优势

（1）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。用户也不必在位单例模式类、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。
（2）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。
（3）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。
(4)方便程序的测试
可以用非容器以来的编程方式进行几乎所有的测试工作，测试不在是昂贵的操作，而是随手可做的事情。
（5）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。
（6）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。
（7）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。

4. Spring 的体系结构

二、IOC的概念和作用

1. 什么是程序的耦合

==耦合性（Coupling），也叫耦合度，是对程序模块间关联程度的度量。==耦合的轻若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（降低耦合度，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。

在软件工程中，耦合指的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序的标准。划分模块的一个准则就是高内聚低耦合。

总结：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。

内聚与耦合
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。耦合是软件结构中各模块之间相互连接的一种度量，耦合强弱取决于模块间接口的复杂程度、进入或访问一个模块的点以及通过接口的数据。 程序讲究的是低耦合，高内聚。就是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。
内聚和耦合是密切相关的，同其他模块存在高耦合的模块意味着低内聚，而高内聚的模块意味着该模块同其他模块之间是低耦合。在进行软件设计时，应力争做到高内聚，低耦合。

//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决。
//请看下面的示例代码
/**
* 账户的业务实现类
*/
public class AccountServiceImpl implements IAccountService {
	private IAccountDao accountDao = new AccountDaoImpl();
}

上面的代码表示：
==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。我们需要优化代码来解决。

再比如：
早期我们的JDBC操作，注册驱动时，我们为什么不使用DriverManager的register方法，而是采用Class.forName的方式？

public class JdbcDemo1 {
/**
* @author 黑马程序员
* @Company http://www.ithiema.com
* @Version 1.0
* @param args
* @throws Exception
*/
	public static void main(String[] args) throws Exception {
	//1.注册驱动
	//DriverManager.registerDriver(new com.mysql.jdbc.Driver());
	Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
	//2.获取连接
	//3.获取预处理 sql 语句对象
	//4.获取结果集
	//5.遍历结果集
	}
}

原因就是：
我们的类依赖了数据库的具体驱动类（MySQL），如果这时更换了数据库品牌，需要修改源代码来重新数据库驱动。这显然不是我们想要的。

2. 解决耦合的思路

我们在学习JDBC时，是通过反射来注册驱动的，代码如下：

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

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（运行时肯定会报类找不到的异常）。
同时，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. 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。在接下来使用的时候，可以直接拿过来用。
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。

4. 控制反转 - Inversion Of Control

解耦的思路还有2个问题：

（1）存到哪去？
分析：由于是很多对象，需要使用集合来存。但是我们还有查找需求，这时使用 Map 才是最佳的选择。
所以 ，我们可以在应用加载时，创建一个Map，用于存放三层对象。我们把 Map 称之为容器。

（2）那工厂又是什么呢?
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。

现在：
我们获取对象时，同时跟工厂要，有工厂为我们查找获取创建对象。是被动的。

这种被动接受的方式获取对象的思想就是控制反转，它是DSpring框架的核心之一。

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）。

三、使用 Spring 的 IOC 解决程序耦合

我们的案例是，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。

1. 案例的前期准备

1.1 准备 Spring 的开发包

官网：http://spring.io/
下载地址：
http://repo.springsource.org/libs-release-local/org/springframework/spring
解压:(Spring 目录结构:)

• docs:API 和开发规范.
• libs :jar 包和源码.
• schema :约束.
  
  注意：如果使用的是 Spring 5，他是用jdk8 编写的，要求我们的 jdk 版本是8及以上。同时 Tomcat 的版本要求8.5及以上。

1.2. 创建接口及业务实现类

/**
* 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
*/
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();
	}
}

1.3. 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");
	}
}

2. 基于XML的配置（入门案例）

2.1 第一步：创建Java项目，并加入jar包

2.2 第二步：在类的根路径下创建一个任意名称的 xml 文件（不能是中文）

给配置文件导入约束：
/spring-framework-5.0.2.RELEASE/docs/spring-framework-reference/html5/core.html

<?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>

2.3 第三步：让Spring管理资源，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>

2.4 测试配置是否成功

/**
* 模拟一个表现层
*/
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);
	}
}

运行结果：

3. Spring基于XML的IOC细节

3.1 Spring 中工厂的类结构图

3.1.1 BeanFactory 和ApplicationContext 的区别

BeanFactory 才是Spring 容器中的顶层接口。
ApplicationContext是他的子接口。
两者的区别：
创建对象的时间点不一样。
Application Context：只要一读取配置文件，默认情况下就会创建对象。（立即加载）
BeanFactory：什么时候使用什么什么时候创建对象。（延迟加载）

3.1.2 Application Context 的实现类

• ClassPathXmlApplicationContext：他是从类的根路径下加载配置文件，推荐使用。
• 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 IOC 中bean 标签和管理对象细节

3.2.1 bean标签

作用：

• 用于配置对象让Spring 来创建的。
• 默认情况下，他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，Sprring 创建一个Bean的对象 ，将对象存入到request 域中。
  • session：web项目中，Sprring 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 Porlet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。
• destory-method：指定类中销毁方法名称。

3.2.2 bean 的作用范围和生命周期

• 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应用。
  • 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。

• 多例对象：scope=“singleton”

  • 每次访问对象时，都会创建对象实例。
  • 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：只要对象一直在使用中，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。

3.2.3 实例化 Bean的三种方式

第一种方式：使用无参构造函数
<!-- 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"/>

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>

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

3.3 Spring 的依赖注入

3.3.1 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。
• 简单地说，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。

3.3.2 构造函数注入

顾名思义，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。具体代码如下：
/**
*/
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：
		construor-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
				=======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
-->

<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>
<bean id="now" class="java.util.Date"></bean>

3.3.4 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。
Java 类代码：

/**
* 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"
传智播客——专注于 Java、.Net 和 Php、网页平面设计工程师的培训
北京市昌平区建材城西路金燕龙办公楼一层 电话：400-618-9090
 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>

3.3.5 注入集合属性

顾名思义，就是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。
我们这里介绍注入数组，List,Set,Map,Properties。具体代码如下：
/***/
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>