浅谈 Spring

浅谈 Spring

1、简介

​  Spring 是 Java EE 编程领域的一个轻量级开源框架，同时也是针对 Bean 的生命周期进行管理的轻量级容器（lightweight container）框架。在整个框架中，各类型的功能被抽象成一个个的 Bean 并通过 Bean Factory 实现了对 Bean 生命周期的管理。

​  Spring 框架 是一个分层架构，由 7 个定义良好的模块组成。Spring 模块构建在 核心容器 之上，核心容器定义了创建、配置 和 管理 Bean 的方式。组成 Spring 框架 的每个 模块（或组件）都可以单独存在，或者与其它一个（或多个）模块 联合实现。

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补充：

​  Spring 的七大组成：

• Spring Core（核心模块）

  ​  提供 Spring 框架的基本功能，主要组件是 BeanFactory（工厂模式的实现），BeanFactory 使用 控制反转（IOC）模式 将应用程序的 配置和依赖性规范 与实际的应用程序代码分开。

• Spring AOP（Spring Aspect Oriented Programing）

  ​  通过配置管理特性，将 面向切面（AOP）的编程功能 直接集成到 Spring 中，并为 Bean 提供了事务管理服务。

• Spring ORM（Object Relational Mapping）

  ​  负责框架中的 对象关系映射，提供相关 ORM 接入框架 的关系对象管理工具（JDO、Hibernate、iBatis）。

• Spring DAO（Data Access Objects）

  ​  提供 管理 异常处理 和 不同数据库供应商抛出的错误消息 的异常层次结构，简化了错误处理，降低了异常代码量（如：打开和关闭连接）。

• Spring Context

  ​  Spring Context 是一个 配置文件，向 Spring 框架 提供上下文信息。Spring Context 还包括 企业服务，如：JNDI、EJB、电子邮件、国际化、校验和调度功能。

• Spring Web

  ​  为基于 Web 的应用程序提供 上下文，简化了 处理多部分请求 和 将请求参数绑定到 域对象 的工作。

• Spring Web MVC（Spring Web Model View Controller）

  ​  Spring Web MVC 是一个 全功能的构建 Web 应用程序的 MVC 实现，Model 由 JavaBean 构成，存放于 Map；View 是一个接口，负责显示 Model；Controller 负责对 Model 和 View 的逻辑处理。

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2、Spring 的特征：

• 轻量

  ​  完整的 Spring 可以在一个 大小 只有 1MB 多的 JAR 文件里发布，并且 Spring 所需的处理开销也是微不足道的。

• 非入侵式

  ​  Spring 应用中的 对象不依赖于 Spring 的特定类。

• 控制反转（IOC，Inversion of Control）

  ​  控制反转 是一种 面向对象 编程的设计思想，主要内容是：设计的类 将交由 容器 去控制，而不是在 类的内部 去控制，类与类之间的关系 将交由 容器 处理，一个类 在需要调用 另一个类 时，只要调用 另一个类 在容器中注册的名字 就可以得到这个类的实例。

  ​  Spring 的 IOC 底层设计模式 采用了 工厂模式，所有的 Bean 都需要注册到 Bean 工厂中，将其初始化 和 生命周期的监控 交由 工厂实现管理；程序员 只需要按照规定的格式进行 Bean 开发，然后利用 XML 文件（SpringBoot 可通过注解） 进行 Bean 的 定义和参数配置，其它的动态生成和监控 就不需要调用者完成，而是统一交给了 平台 进行管理。

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  补充：

  ​  控制反转的实现方式：

  • 依赖注入（DI，Dependency Injection）

    ​  一个 对象 依赖的其它对象 会通过被动的方式 传递进来，而不是这个 对象 自己创建或者查找 依赖对象。

    ​  实现依赖注入的关键是 IoC 容器，它的本质就是一个工厂。

     

  ​  依赖注入的三种实现方式：

  • 构造方法注入

    ​  被注入对象 可以在 它的构造方法 中声明 依赖对象 的参数列表，让外部知道它需要哪些 依赖对象。然后，IoC Service Provider 会检查 被注入对象的构造方法，取得它所需要的 依赖对象列表，进而为其注入相应的对象。

    ​  构造方法注入 比较直观，对象被构造完成后，即进入 就绪状态（可以立即使用）。

  • setter 方法注入

    ​  被注入对象 可以为其 依赖对象所对应的属性 添加 setter 方法（setter 方法 可以更改相应的对象属性），IoC Service Provider 即可通过 setter 方法，将 相应的依赖对象 设置到被注入对象中。

    ​  setter 方法注入 相较于 构造方法注入 条件更宽松些，可以在对象构造完成之后再注入。

  • 接口注入（不推荐）

    ​  被注入对象 如果想要 IoC Service Provider 为其注入依赖对象，就必须 实现某个接口，该接口将提供一个方法，用来为其注入依赖对象。

    ​  接口注入 相较于 前两种 依赖注入方式 步骤更为死板和繁琐。

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• 面向切面编程（AOP，Aspect Oriented Programing）

  ​  面向切面编程 既是 一种编程思想，是对 面对对象编程（OOP）思想的补充，在 OOP 的基础进一步提高编程效率，也是 一种通过 预编译方式 和 运行期间动态代理 实现程序功能 统一维护 的技术。

  ​  AOP 是 函数式编程 的一种衍生类型，通过 AOP，可以对 业务逻辑 的各个部分进行隔离，从而使得业务逻辑各部分之间的 耦合度 降低，在提高 程序可重用性 的同时 提高了 开发效率。

  ​  例如：将 日志记录、性能统计、安全控制、事务处理、异常处理等代码 从业务逻辑代码中 独立出来，使得 在改动这些功能的代码时 不会对 业务逻辑代码 产生任何影响。

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  补充：AOP 术语

  • Aspect（切面）：Aspect 声明 类似于 Java 中的类声明，在 Aspect 中会包含着一些 Pointcut 以及相应的 Advice
  • Joint point（连接点）：表示在程序中明确定义的点，主要包括 方法调用、对类成员的访问 和 异常处理程序块的执行 等，它自身还可以嵌套其它 Joint point
  • Pointcut（切点）：表示一组 Joint point，这些 Joint point 或是 通过 逻辑关系 组合起来，或是通 通配、正则表达式 等方式集中起来，它定义了相应的 Advice 将要发生的地方
  • Advice（通知）：Advice 定义了在 Pointcut 里面定义的程序点具体要做的操作，它通过 before、after 或 around 来区别是在每个 Joint point 之前、之后 或 代替执行的代码。
  • Target（目标对象）：织入 Advice 的目标对象
  • Weaving（织入）：将 Aspect 和 其它对象连接起来，并创建 Adviced object 的过程
  • Introduction（引入）：引入新的类和其方法，增强现有 Bean 的功能

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• 容器

  ​  Spring 包含并管理 应用对象的配置和生命周期，在这个意义上它是一种容器。

• 框架

  ​  Spring 可以将 简单的组件 配置、组成成为复杂的应用。

• MVC

  ​  客户端的请求，经由 Model（模型）、View（视图）、控制器（Controller）分层处理并给予相应的反馈。

3、Bean 的生命周期

​  Bean 的生命周期 包括：实例化 --> 初始化 --> 调用 --> 销毁 。

​  Bean 的整个生命周期都是 Spring 容器自动管理的，其中只有两个环节我们可以进行干预：

• 自定义初始化方法（@PostConstruct 进行标注）
• 自定义销毁方法（@PreDestroy 进行标注）

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补充：Bean 的作用域

​  默认情况下，Bean 在 Spring 容器中是单例的，我们可以通过 @Scope 修改 Bean 的作用域。

​  @Scope 的取值及含义：

取值	含义
singleton（单例）	在 Spring 容器中仅存在一个实例
prototype（原型）	每次调用 getBean() 时，都会返回一个新的实例
request	每次 HTTP 请求都会创建一个新的实例
session	同个 HTTP Session 共享一个实例
globalSession	同个全局 Session 共享一个实例

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4、Spring Bean 的管理

​  Spring 通过 IoC 容器来对 Bean 进行管理，我们可以通过 XML 配置 或者 注解配置，来指导 IoC 容器对 Bean 的管理。因为 注解配置 相较于 XML 配置 更为便捷，因而我们大多数时候都是通过 注解 进行配置。

​  管理 Bean 的相关注解：

注解	说明
@ComponentScan	扫描 xx包中 Bean，也可以排除指定的 Bean
@Component、@Repository、@Service、@Controller	声明该类是一个 Bean
@Autowired、@Qualifier	向 IoC 容器中注入 Bean
@Scope	声明 Bean 的作用域
@PostConstruct、@PreDestroy	声明 Bean 生命周期中的自定义方法

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补充：BeanFactory

​  BeanFactory 是 类的通用工厂，它可以 创建并管理 各种类的对象，这些对象 Spring 称之为 Bean。

​  BeanFactory 是 Spring 容器的顶层接口，Spring 为其提供了多种实现，最常用的是 XMLBeanDefinitionReader、DefaultListableBeanFactory。

​  BeanFactory 最主要的方法是 getBean(String beanName)：从容器中返回特定名称的 Bean。

扩展：@Autowired 和 @Resource 的区别

• @Autowired 是 Spring 提供的注解；@Resource 是 JDK 提供的注解

• @Autowired 只能按类型注入；@Resource 默认名称注入，同时也支持按类型注入

• @Autowired 默认情况下 要求依赖对象必须存在（如果允许为 null 值，可以设置 required 属性为 false），如果想 使用名称进行注入 则需要配合 @Qualifier 一起使用；

  @Resource 的 name 属性指定 Bean 的名称，如果没有指定 name，当 注解 标注在字段上，则默认取字段的名称作为 Bean 名称寻找依赖对象；当 注解 标注在属性的 setter 方法上，则默认取属性名作为 Bean 名称寻找依赖对象；当 按照 默认名称 找不到依赖对象时，则 按类型（type 属性）进行注入。

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5、Spring 的循环依赖问题

Spring 三种循环依赖：

• 构造器的循环依赖
• 单例模式下的 setter 循环依赖
• 非单例循环依赖

​  这三种循环依赖 只有第二种 Spring 可以通过 “三级缓存” 进行处理，其它两种 Spring 都无法处理，第一种 Spring 会直接抛出 BeanCurrentlyInCreationException 异常。

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补充：

​ “三级缓存” 处理：

• singletonObject（一级缓存）：存放 完成初始化的单例对象的 Cache
• earlySingletonObject（二级缓存）：存放 完成实例化 但未初始化 且提前曝光 的单例对象的 Cache
• singleFactories（三级缓存）：存放 进入实例化阶段的单例对象工厂的 Cache

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6、Spring 的事务管理

​  Spring 对事务进行了更高层次的抽象，为事务管理提供了一致的编程模版，使得 用户无论是选择 Hibernate、MyBatis、或是 Spring JDBC，都可以使用统一的编程模型进行事务管理。

​  Spring 支持的两种事务编程模型：

• 编程式事务

  ​  Spring 提供了 Transaction Template 模版，利用该模版我们可以通过编程的方式实现事务管理，而无需关注 资源获取、复用、释放、事务同步及异常处理等操作。

  private static TransactionTemplate transactionTemplate;
  

• 声明式事务

  ​  Spring 允许我们通过声明（添加 @Transactional 注解）的方式，在 IoC 配置中指定 事务的边界和事务属性，Spring 会自动在指定的事务边界上应用事务属性。

  @Transactional
  public String service() {
      ...
  }
  

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  补充：

  1、@Transactional 可以标注在 类 或 方法上

  • 当它标注在 类 上时，代表这个类所有 公共非静态的方法 都将启动事务功能
  • 当它标注在 方法 上时，代表这个方法将启动事务功能

  2、@Transactional 的常用属性

  • isolation：声明事务的隔离级别
  • propagation：声明事务的传播方式

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7、Spring 的事务传播方式

​  当我们调用一个业务方法时，它的内部可能会调用其它的业务方法，以完成一个完整的业务操作。这种业务方法嵌套调用时，如果这两个方法都是要保证事务的，那么就要通过 Spring 的事务传播机制 控制 当前事务 如何传播到 被嵌套调用的业务方法中。

​  Spring 的 7 种事务传播方式：

事务传播方式	说明
PROPAGATION_REQUIRED（默认传播方式）	如果当前不存在事务，则创建一个新事务；如果当前存在事务，则加入该事务
PROPAGATION_REQUIRES_NEW	新建事务，如果当前存在事务，则将当前事务挂起
PROPAGATION_SUPPORTS	如果当前不存在事务，则以非事务执行；如果当前存在事务，则加入该事务
PROPAGATION_NOT_SUPPORTED	以非事务方式执行操作，如果当前存在事务，则将当前事务挂起
PROPAGATION_MANDATORY	如果当前不存在事务，则抛出异常；如果当前存在事务，则加入该事务
PROPAGATION_NEVER	以非事务方式执行操作，如果当前存在事务，则抛出异常
PROPAGATION_NESTED	如果当前不存在事务，则创建一个新事务；如果当前存在事务，则在嵌套事务内执行