1.Spring概述
1.1 spring是什么?
1.2 Spring的发展历程
1.3 Spring的优势
1.4 Spring的体系结构
2. IoC的概念和作用
2.2 解决程序耦合思路
2.3 工厂模式解耦
2.4 控制反转-Inversion Of Control
3. 使用Spring的IoC解决程序耦合
3.1 前期环境准备
3.1.1 IDEA的Maven部署
3.1.2 创建持久层接口和实现类
3.1.3 创建业务层接口和实现类
3.2 基于XML的配置
3.3 模拟表现层测试
4. Spring基于XML的IoC细节
4.1 获取Spring的IoC核心容器
4.1.1 BeanFactory和ApplicationContext的区别
4.1.2 ApplicationContext接口的实现类
4.2 IoC中bean标签和管理对象细节
4.2.1 bean标签
4.2.2 bean的作用范围和声明周期
4.2.3 实例化bean的三种方式
4.3 Spring的依赖注入
4.3.1 依赖注入的概念
4.3.2 构造函注入
4.3.3 set方法注入
4.3.4 复杂类型的注入/集合类型的注入
Spring 是分层的 Java SE/EE 应用 full-stack 轻量级开源框架,以 IoC(Inverse Of Control:反转控制)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 企业应用开源框架。
看看百度百科的解释吧。
响应于早期J2EE规范的复杂性,Spring于2003年应运而生 。尽管有些人认为Java EE和Spring竞争,但事实上Spring是Java EE的补充。Spring编程模型不包含Java EE平台规范。相反,它与EE伞中精心选择的各个规范集成在一起:
Spring框架还支持依赖注入(JSR 330)和通用注释(JSR 250)规范,应用程序开发人员可以选择使用这些规范来代替Spring框架提供的特定于Spring的机制。
从Spring Framework 5.0开始,Spring至少需要Java EE 7级别(例如Servlet 3.1 +,JPA 2.1+)-同时提供与Java EE 8级别的较新API的现成集成。 (例如Servlet 4.0,JSON绑定API)在运行时遇到。这样可以确保Spring与Tomcat 8和9,WebSphere 9和JBoss EAP 7完全兼容。
随着时间的流逝,Java EE在应用程序开发中的作用已经演变。在Java EE和Spring的早期,创建了应用程序以将其部署到应用程序服务器。如今,借助Spring Boot,可以通过对devops和云友好的方式创建应用程序,并嵌入Servlet容器并对其进行微不足道的更改。从Spring Framework 5开始,WebFlux应用程序甚至不直接使用Servlet API,并且可以在非Servlet容器的服务器(例如Netty)上运行。
(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。
(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。
(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。
2.1 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。
它有如下分类:
(1)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。
(2)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。
(3) 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。
(4) 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。
(5)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。
(6) 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。
(7) 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除的。
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?
package com.gevil.jdbc;
import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.PreparedStatement;
import java.sql.ResultSet;
/**
* 程序的耦合
* 耦合:程序间的依赖关系
* 包括:
* 类之间的依赖
* 方法间的依赖
* 解耦:
* 降低程序间的依赖关系
* 实际开发中:
* 应该做到:编译期不依赖,运行时才依赖。
* 解耦的思路:
* 第一步:使用反射来创建对象,而避免使用new关键字。
* 第二步:通过读取配置文件来获取要创建的对象全限定类名
*
*/
public class JdbcDemo1 {
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
Connection conn = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/eesy","root","1234");
//3.获取操作数据库的预处理对象
PreparedStatement pstm = conn.prepareStatement("select * from account");
//4.执行SQL,得到结果集
ResultSet rs = pstm.executeQuery();
//5.遍历结果集
while(rs.next()){
System.out.println(rs.getString("name"));
}
//6.释放资源
rs.close();
pstm.close();
conn.close();
}
}
原因就是:
我们的类依赖了数据库的具体驱动类(MySQL),如果这时候更换了数据库品牌(比如 Oracle),需要修改源码来重新数据库驱动。这显然不是我们想要的。
当初我们学习 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(运行就不要想了,没有驱动不可能运行成功的)。
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。
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。
账户持久层接口:
package com.gevil.dao;
/**
* 账户的持久层接口
*/
public interface IAccountDao {
/**
* 模拟保存账户
*/
void saveAccount();
}
账户持久层接口实现类:
package com.gevil.dao.impl;
import com.gevil.dao.IAccountDao;
/**
* 账户的持久层实现类
*/
public class AccountDaoImpl implements IAccountDao {
public void saveAccount(){
System.out.println("保存了账户");
}
}
账户业务层接口:
package com.gevil.service;
/**
* 账户业务层的接口
*/
public interface IAccountService {
/**
* 模拟保存账户
*/
void saveAccount();
}
账户业务层接口实现类:
package com.gevil.service.impl;
import com.gevil.dao.IAccountDao;
import com.gevil.factory.BeanFactory;
import com.gevil.service.IAccountService;
/**
* 账户的业务层实现类
*/
public class AccountServiceImpl implements IAccountService {
// private IAccountDao accountDao = new AccountDaoImpl();
private IAccountDao accountDao = (IAccountDao)BeanFactory.getBean("accountDao");
// private int i = 1;
public void saveAccount(){
int i = 1;
accountDao.saveAccount();
System.out.println(i);
i++;
}
}
配置Bean工厂前需要先创建一个Bean的配置文件,我们命名为bean.properties
accountService=com.gevil.service.impl.AccountServiceImpl
accountDao=com.gevil.dao.impl.AccountDaoImpl
Bean工厂:
package com.gevil.factory;
import java.io.InputStream;
import java.util.Enumeration;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Properties;
/**
* 一个创建Bean对象的工厂
*
* Bean:在计算机英语中,有可重用组件的含义。
* JavaBean:用java语言编写的可重用组件。
* javabean > 实体类
*
* 它就是创建我们的service和dao对象的。
*
* 第一个:需要一个配置文件来配置我们的service和dao
* 配置的内容:唯一标识=全限定类名(key=value)
* 第二个:通过读取配置文件中配置的内容,反射创建对象
*
* 我的配置文件可以是xml也可以是properties
*/
public class BeanFactory {
//定义一个Properties对象
private static Properties props;
//定义一个Map,用于存放我们要创建的对象。我们把它称之为容器
private static Map beans;
//使用静态代码块为Properties对象赋值
static {
try {
//实例化对象
props = new Properties();
//获取properties文件的流对象
InputStream in = BeanFactory.class.getClassLoader().getResourceAsStream("bean.properties");
props.load(in);
//实例化容器
beans = new HashMap();
//取出配置文件中所有的Key
Enumeration keys = props.keys();
//遍历枚举
while (keys.hasMoreElements()){
//取出每个Key
String key = keys.nextElement().toString();
//根据key获取value
String beanPath = props.getProperty(key);
//反射创建对象
Object value = Class.forName(beanPath).newInstance();
//把key和value存入容器中
beans.put(key,value);
}
}catch(Exception e){
throw new ExceptionInInitializerError("初始化properties失败!");
}
}
/**
* 根据bean的名称获取对象
* @param beanName
* @return
*/
public static Object getBean(String beanName){
return beans.get(beanName);
}
/**
* 根据Bean的名称获取bean对象
* @param beanName
* @return
public static Object getBean(String beanName){
Object bean = null;
try {
String beanPath = props.getProperty(beanName);
// System.out.println(beanPath);
bean = Class.forName(beanPath).newInstance();//每次都会调用默认构造函数创建对象
}catch (Exception e){
e.printStackTrace();
}
return bean;
}*/
}
模拟一个表现层实现类:
package com.gevil.ui;
import com.gevil.factory.BeanFactory;
import com.gevil.service.IAccountService;
/**
* 模拟一个表现层,用于调用业务层
*/
public class Client {
public static void main(String[] args) {
//IAccountService as = new AccountServiceImpl();
for(int i=0;i<5;i++) {
IAccountService as = (IAccountService) BeanFactory.getBean("accountService");
System.out.println(as);
as.saveAccount();
}
}
}
我们可以先看一下百度给我们提供控制反转的定义:
关于解耦还有两个小问题:
(1)对象存哪里?
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)到底什么是工厂:
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。
现在:我们获取对象时,同时跟工厂要,有工厂为我们查找或者创建对象。是被动的。
这种被动接收的方式获取对象的思想就是控制反转,它是 spring 框架的核心之一。
我是IDEA使用Maven部署,不清楚怎么Maven部署的请自行百度。
jar
org.springframework
spring-context
5.0.10.RELEASE
package com.gevil.dao;
/**
* 账户的持久层接口
*/
public interface IAccountDao {
/**
* 模拟保存账户
*/
void saveAccount();
}
package com.gevil.dao.impl;
import com.gevil.dao.IAccountDao;
/**
* 账户的持久层实现类
*/
public class AccountDaoImpl implements IAccountDao {
public void saveAccount(){
System.out.println("保存了账户");
}
}
package com.gevil.service;
/**
* 账户业务层的接口
*/
public interface IAccountService {
/**
* 模拟保存账户
*/
void saveAccount();
}
package com.gevil.service.impl;
import com.gevil.dao.IAccountDao;
import com.gevil.service.IAccountService;
/**
* 账户的业务层实现类
*/
public class AccountServiceImpl implements IAccountService {
private IAccountDao accountDao ;
public AccountServiceImpl(){
System.out.println("对象创建了");
}
public void saveAccount(){
accountDao.saveAccount();
}
}
package com.gevil.ui;
import com.gevil.dao.IAccountDao;
import com.gevil.service.IAccountService;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;
/**
* 模拟一个表现层,用于调用业务层
*/
public class Client {
/**
* 获取spring的Ioc核心容器,并根据id获取对象
*
* ApplicationContext的三个常用实现类:
* 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。不在的话,加载不了。(更常用)
* 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,是明天的内容。
*
* 核心容器的两个接口引发出的问题:
* ApplicationContext: 单例对象适用 采用此接口
* 它在构建核心容器时,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: 多例对象使用
* 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。
* @param args
*/
public static void main(String[] args) {
//1.获取核心容器对象
ApplicationContext ac = new ClassPathXmlApplicationContext("bean.xml");
// ApplicationContext ac = new FileSystemXmlApplicationContext("C:\\Users\\zhy\\Desktop\\bean.xml");
//2.根据id获取Bean对象
IAccountService as = (IAccountService)ac.getBean("accountService");
IAccountDao adao = ac.getBean("accountDao",IAccountDao.class);
System.out.println(as);
System.out.println(adao);
as.saveAccount();
//--------BeanFactory----------
// Resource resource = new ClassPathResource("bean.xml");
// BeanFactory factory = new XmlBeanFactory(resource);
// IAccountService as = (IAccountService)factory.getBean("accountService");
// System.out.println(as);
}
}
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。
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
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。
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。
(1)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。
(2)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。
(1)使用默认无参构造函数
(2)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();
} }
(3)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();
}
}
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。
依赖注入能注入的数据:有三类
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
注入的方式:有三种
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
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:
package com.gevil.service.impl;
import com.gevil.service.IAccountService;
import java.util.Date;
/**
* 账户的业务层实现类
*/
public class AccountServiceImpl implements IAccountService {
//如果是经常变化的数据,并不适用于注入的方式
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("service中的saveAccount方法执行了。。。"+name+","+age+","+birthday);
}
}
package com.gevil.service.impl;
import com.gevil.service.IAccountService;
import java.util.Date;
/**
* 账户的业务层实现类
*/
public class AccountServiceImpl2 implements IAccountService {
//如果是经常变化的数据,并不适用于注入的方式
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("service中的saveAccount方法执行了。。。"+name+","+age+","+birthday);
}
}
AAA
BBB
CCC
AAA
BBB
CCC
AAA
BBB
CCC
ccc
ddd
package com.gevil.service.impl;
import com.gevil.service.IAccountService;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.Properties;
import java.util.Set;
import java.util.Map;
/**
* 账户的业务层实现类
*/
public class AccountServiceImpl3 implements IAccountService {
private String[] myStrs;
private List myList;
private Set mySet;
private Map myMap;
private Properties myProps;
public void setMyStrs(String[] myStrs) {
this.myStrs = myStrs;
}
public void setMyList(List myList) {
this.myList = myList;
}
public void setMySet(Set mySet) {
this.mySet = mySet;
}
public void setMyMap(Map 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);
}
}