【Spring】— Spring基础学习

一、Spring概述

1.什么是Spring

    Spring是一个以IoC（Inversion of Control，控制反转）和AOP（Aspect Oriented Programming）为内核的框架。

    IoC是Spring的基础。IoC实现的是一种控制，简单地说，就是以前调用new构造方法来创建对象，现在变成了使用Spring来创建对象。

    DI（Dependency Inject，依赖注入）与IoC的含义相同，从两个角度描述同一个概念。简单地说，DI就是对象的属性，已经被注入好相关值，直接使用即可。

2.Spring的下载及目录结构

2.1 Spring框架包

    框架压缩包名称为spring-framework-4.3.6.RELEASE-dist.zip

    其中，libs目录下包含60个JAR文件。

    libs目录中的JAR包分为3类：
    　以RELEASE.jar结尾的是Spring框架class文件的压缩包。　
    　以RELEASE-javadoc.jar结尾的是Spring框架API文档的压缩包。　
    　以RELEASE-sources.jar结尾的是Spring框架源文件的压缩包。
　
    整个Spring框架由20个模块组成，该目录下Spring为每个模块都提供了这3类压缩包。在libs目录中，有4个Spring的基础包，它们分别对应Spring核心容器的4个模块，具体介绍如下表所示。

2.2 第三方依赖包

    在使用Spring进行开发时，Spring的核心容器还需要依赖commons.logging的JAR包。该JAR包可以通过网址http://commons.apache.org/proper/commons-logging/download_logging.cgi下载。下载后得到一个名为commons-logging-1.2-bin.zip的压缩包，将其解压后可以找到commons-logging-1.2.jar。

    注意：初学者学习Spring框架时，只需将Spring的4个基础包以及commons-logging-1.2.jar包复制到项目的lib目录下，并发布到类路径中即可。

二、控制反转（IoC）与依赖注入（DI）

1.什么是控制反转（IoC）

    IoC是Inversion of Control的缩写，译为“控制反转”，还有的译为“控制反向”或者“控制倒置”。

    在面向对象传统编程方式中，获取对象的方式通常是用new关键字主动创建一个对象。Spring中的IoC方式对象的生命周期由Spring框架提供的IoC容器来管理，直接从IoC容器中获取一个对象，控制权从应用程序交给了IoC容器。

    IoC理论上是借助于“第三方”实现具有依赖关系对象之间的解耦，即把各个对象类封装之后，通过IoC容器来关联这些对象类。这样对象与对象之间就通过IoC容器进行联系，而对象与对象之间没有什么直接联系。

    应用程序在没有引入IoC容器之前，对象A依赖对象B，那么A对象在实例化或者运行到某一点的时候，自己必须主动创建对象B或者使用已经创建好的对象B，其中无论是创建还是使用已创建的对象B，控制权都在应用程序自身。

    如果应用程序引入了IoC容器之后，对象A和对象B之间失去了直接联系，那么当对象A实例化和运行时，如果需要对象B，IoC容器就会主动创建一个对象B注入（依赖注入）到对象A所需要的地方。由此，对象A获得依赖对象B的过程，由主动行为变成被动行为，即把创建对象交给了IoC容器处理，控制权颠倒过来了，这就是所谓的控制反转。

2.什么是依赖注入（DI）

    依赖注入，就是由IoC容器在运行期间动态地将某种依赖关系注入对象之中。例如，将对象B注入（赋值）给对象A的成员变量。事实上，依赖注入（DI）和控制反转（IoC）是对同一件事情的不同描述，依赖注入是从应用程序的角度描述，即应用程序依赖容器创建并注入它所需要的外部资源；而控制反转是从容器的角度描述，即容器控制应用程序，由容器反向地向应用程序注入应用程序所需要的外部资源。

3.IoC/DI的实现

    Spring框架的主要功能是通过其核心容器来实现的。Spring框架提供的两种核心容器分别是BeanFactory和ApplicationContext。IoC/DI通常有setter（设置）注入和构造方法注入两种实现方式。

3.1 Spring核心容器

    Spring框架的两个最基本和最重要的包是org.springframework.beans.factory（该包中的主要接口是BeanFactory）和org.springframework.context（该包中的主要接口是ApplicationFactory）。

    Spring IoC框架的主要组件有Beans、配置文件applicationContext.xml、BeanFactory接口及其相关类、ApplicationContext接口及其相关类。

    （1）Beans是指项目中提供业务功能的Bean，即容器要管理的Bean。Beans就是一个常见的JavaBean、Java类。

    （2）在Spring中对Bean的管理是在配置文件中进行的。在Spring容器内编辑配置文件管理Bean又称为Bean的装配，实际上装配就是告诉容器需要哪些Bean，以及容器是如何使用IoC将它们配合起来的。Bean的配置文件是一个XML文件，可以命名为applicationContext.xml或其他，一般习惯使用applicationContext.xml。

    配置文件包含Bean的id、类、属性及其值，包含一个元素和数个子元素。Spring IoC框架可根据Bean的id从Bean配置文件中取得该Bean的类，并生成该类的一个实例对象，继而从配置文件中获得该对象的属性和值。常见applicationContext.xml配置文件格式如下：

    （3）BeanFactory采用了工厂设计模式，即Bean容器模式，负责读取Bean的配置文件，管理对象的生成、加载，维护Bean对象与Bean对象之间的依赖关系，负责Bean的生命周期。对于简单的应用程序来说，使用BeanFactory就已经足够管理Bean了，在对象的管理上可以获得许多便利性。

     org.springframework.beans.factory.BeanFactory是一个顶级接口，包含管理Bean的各种方法。Spring框架也提供了一些实现该接口的类。

     org.springframework.beans.factory.xml.XmlBeanFactory是BeanFactory常用的实现类，根据配置文件中的定义装载Bean。要创建XmlBeanFactory，需要传递一个FileInputStream对象，该对象把XML文件提供给工厂。代码可以写成：

     BeanFactory的常用方法如下：
　     getBean(String name)：可根据Bean的id生成该Bean的对象。
　     getBean(String name,Class requiredType)：可根据Bean的id和相应类生成该Bean的对象。

     （4）ApplicationContext接口提供高级功能的容器，基本功能与BeanFactory很相似，但它还有以下功能：
     　提供访问资源文件更方便的方法。
     　支持国际化消息。
     　提供文字消息解析的方法。
     　可以发布事件，对事件感兴趣的Bean可以接收到这些事件。
　
     ApplicationContext接口的常用实现类有以下3个。
     　FileSystemXmlApplicationContext：从文件系统中的XML文件加载上下文中定义的信息。　
     　ClassPathXmlApplicationContext：从类路径中的XML文件加载上下文中定义的信息，把上下文定义的文件当成类路径资源。　
     　XmlWebApplicationContext：从Web系统中的XML文件加载上下文中定义的信息。
　
     其中，FileSystemXmlApplicationContext和ClassPathXmlApplicationContext的代码编写如下：

     第1种使用文件系统的方式来查询配置文件，此时applicationContext.xml文件位于D盘下。
     第2种使用类路径来查询配置文件，此时applicationContext.xml文件位于项目的src目录底下。

     FileSystemXmlApplicationContext和ClassPathXmlApplicationContext的区别是：
     FileSystemXmlApplicationContext只能在指定的路径中查询applicationContext.xml配置文件，而ClassPathXmlApplicationContext可以在整个类路径中查询applicationContext.xml。

3.2 IoC/DI实现方式

     如前所述，依赖注入（DI）和控制反转（IoC）是对同一件事情的不同描述。依赖注入的作用是在使用Spring框架创建对象时，动态地将其所依赖的对象注入Bean组件中，其实现方式通常有两种：一种是属性setter()方法注入；另一种是构造方法注入。具体介绍如下：

     属性setter()方法注入：IoC容器使用setter()方法注入被依赖的实例。通过调用无参构造器或无参静态工厂方法实例化Bean后，调用该Bean的setter()方法，即可实现基于setter()方法的依赖注入。该方式简单、直观，而且容易理解，所以Spring的设置注入被大量使用。

     构造方法注入：IoC容器使用构造方法注入被依赖的实例。基于构造方法的依赖注入通过调用带参数的构造方法来实现，每个参数代表着一个依赖。

     【示例1-1】下面以常用的setter()方法注入的方式为例讲解Spring容器在应用中是如何实现依赖注入的。

     （1）在Eclipse集成开发环境中创建一个名为chapter01的动态Web项目，将Spring的4个基础包以及commons-logging的JAR包复制到lib目录中，并发布到类路径下。

     （2）在src目录下创建一个com.ssm.ioc_di包，并在包中创建接口UserDao，然后在接口中定义一个login()方法。

UserDao.java

package com.ssm.ioc_di;

public interface UserDao {
    //定义login()方法
    public void login();
    
}

     （3）在com.ssm.ioc_di包中创建UserDao接口的实现类UserDaoImpl，该类需要实现接口中的login()方法，并在方法中编写一条输出语句

UserDaoImpl.java

package com.ssm.ioc_di;

public class UserDaoImpl implements UserDao {
    //实现login()方法
    public void login() {
        System.out.println("UserDao login");
    }

}

     （4）在src目录下创建Spring的配置文件applicationContext.xml，并在配置文件中创建一个id为UserDao的Bean。

applicationContext.xml

<?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">
    
    <!--将指定类配置给Spring,让Spring创建其对象的实例-->
    <bean id="UserDao" class="com.ssm.ioc_di.UserDaoImpl" />

</beans>

     在Spring容器中创建一个id为UserDao的Bean实例，其中class属性用于指定需求实例化Bean的类。

     注意：Spring配置文件的名称可以自定义，通常默认命名为applicationContext.xml。

     （5）在com.ssm.ioc_di包中创建测试类IoC，并在类中编写main()方法及实现IoC的代码。

IoC.java

package com.ssm.ioc_di;

import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;

public class IoC {
    public static void main(String[] args) {
        //1.初始化 Spring 容器，加载配置文件
        ApplicationContext applicationContext = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
        //2.通过容器获取 userDao 实例
        UserDao userDao = (UserDao)applicationContext.getBean("UserDao");
        //3.调用实例中的 login()方法
        userDao.login();
    }
}

     控制台成功输出了UserDaoImpl类中的输出语句。在IoC.java文件中，main()方法并没有通过new关键字来创建UserDao接口的实现类对象，而是通过Spring容器来获取的实现类对象，这就是Spring IoC（控制反转）的工作机制。

     （6）在com.ssm.ioc_di包中创建接口UserService，并编写一个login()方法。

UserService.java

package com.ssm.ioc_di;

public interface UserService {
    //定义login()方法
    public void login();
    
}

     （7）在com.ssm.ioc_di包中创建接口UserService的实现类UserServiceImpl，在类中声明userDao属性，并添加属性的setter()方法；同时编写login()方法。

UserServiceImpl.java

package com.ssm.ioc_di;

public class UserServiceImpl implements UserService {
    //声明 userDao 属性
    private UserDao userDao;
    //添加 userDao 属性的setter()方法，用于实现依赖注入
    public void setUserDao(UserDao userDao) {
        this.userDao = userDao;
    }
    //实现接口中的方法
    public void login() {
        //调用 userDao 中的login()方法。并执行输出语句
        this.userDao.login();
        System.out.println("UserService login");
    }
}

     （8）在配置文件applicationContext.xml中创建一个id为userService的Bean，该Bean用于实例化UserServiceImpl类的信息，并将name为userDao的实例注入userService中。

 <!--添加一个 id 为 UserService 的 bean-->
    <bean id="UserService" class="com.ssm.ioc_di.UserServiceImpl">
    <!--将name为 userDao 的 Bean 实例注入到UserService中 -->
        <property name="userDao" ref="UserDao"/>
    </bean>

     property是bean元素的子元素，用于调用Bean实例中的setUserDao()方法完成属性赋值，从而实现依赖注入。其name属性表示Bean实例中的相应属性名，ref属性用于指定其属性值。

     （9）在com.ssm.ioc_di包中创建测试类DI。

DI.java

package com.ssm.ioc_di.Service;

import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;

public class DI {
    public static void main(String[] args) {
        //1.初始化spring容器，加载配置文件
        ApplicationContext applicationContext =  new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
        //2.通过容器获取userService实例
        UserService userService  = (UserService) applicationContext.getBean("UserService");
        //3.调用实例中的login()方法
        userService.login();
    }
}

     使用Spring容器通过UserService实现类中的login()方法调用了UserDao实现类中的login()方法，并输出了结果。这就是Spring容器属性setter注入的方式，也是实际开发中常用的一种方式。