为什么要学框架?什么是Spring?

为什么要学框架?什么是Spring?

一、为什么要学框架?

  • 学习框架相当于从 “小作坊” 到 “工厂” 的升级,小作坊什么都要自己做,工厂是组件式装配,特点就是高效。
  • 框架更加易用、简单且高效。

框架的优点展示(SpringBoot VS Servlet)

使用 Spring Boot 项目演示框架相比于 Servlet 所具备的以下优点:

  1. 无需配置 Tomcat,点击 “运行” 按钮就可以运行项目,Spring Boot 内置了 Web 容器(可直接运
    行)。
  2. 快速添加外部 jar 包。
  3. 快速发布项目(使用 java -jar 方式就可以发布)。
  4. 对象自动装配。

Servlet 项目开发

  1. 创建项目

    • 创建 maven 项目
    • 在中央仓库中查找 servlet 对应的版本和引用信息,添加 servlet 框架应用到 pom.xml
    • 点击 maven 导入框架按钮,创建 java 源代码项目目录,配置路由文件 web.xml
  2. 编写代码

    • 创建两个类(一个对应一个 url:一个添加用户url / 删除用户url),继承 HttpServlet 重写 doGet/doPost 方法
    • 使用 request 来获取参数
    • 业务逻辑
    • 设置返回的类型 / 设置编码格式 / 使用 resp 来返回结果
  3. 运行项目

    • 社区版 idea 安装插件 smartomcat
    • 下载并加压一个 tomcat (外置 tomcat)
    • 配置 idea 中的 smartomcat -> 运行的 tomcat 指向本地 tomcat
    • 运行项目
  4. 发布项目

    • maven 打包、将打包好的 war / jar上传到服务器
    • 在服务器上安装(下载并解压) tomcat
    • 将 war 包放到 webapps
    • 启动 tomcat,运行项目

SpringBoot 项目开发

  1. 创建项目

    • 直接创建 SpringBoot 项目并勾选添加项目依赖即可
  2. 编写代码

    • 使用注解,编写添加方法和删除方法
  3. 运行项目

    • 直接运行 main 方法即可 (内置 tomcat)
  4. 发布项目

    • maven 打包、将打包好的 war / jar 上传到服务器
    • 使用 java -jar xxx.jar 直接运行项目

Servlet 痛点分析

  1. 添加外部 jar 不方便,容易出错,比如添加了⼀个不匹配的外部 jar 版本;

  2. 运行和调试的时候需要配置 tomcat 不方便;

  3. 发布不方便,servlet 项目必须依靠外置的 tomcat(外置的 web 容器)运行。

  4. 路由配置不方便,⼀个访问地址对应⼀个 Servlet 类。

而以上痛点问题,都可以通过 JavaEE 进阶框架解决

SpringBoot VS Servlet

SpringBoot 相比于 Servlet 的优点总结:

  1. 添加外部 jar 更容易,不易出错(版本问题无需关注);

  2. 调试项目更加方便,无需配置 Tomcat;

  3. 发布项目更加方便,无需配置 Tomcat;

  4. 添加路由更加方便,无需每个访问地址都添加一个类

怎么学框架

  • 先从基础框架 Spring 开始(工具箱)
  • Spring Boot 快速开发 Spring 脚手架
  • MyBatis 快速操作数据库
  • 其他:日志、事务、拦截器…

框架学习中的难点

  1. 配置比较多。

  2. 需要大量的外部 jar 包,在下载时容易出错。

  3. 会涉及简单的软件工程的设计思想(分层思想:前、后端的分层思想;后端工程的分层思想)。

  4. 知识点相对来说比之前的知识更加的分散,要仔细听才能搞懂各个知识点的逻辑关系。


二、Spring 是什么?

我们通常所说的 Spring 指的是 Spring Framework(Spring 框架),它是⼀个开源框架,有着活跃而庞大的社区,这就是它之所以能长久不衰的原因。Spring 支持广泛的应用场景,它可以让 Java 企业级的应用程序开发起来更简单。

用⼀句话概括 Spring: Spring 是包含了众多工具方法的 IoC 容器

1、容器

容器是用来容纳某种物品的(基本)装置。 ——来自:百度百科

我们想想,之前课程我们接触的容器有哪些?

  • List/Map -> 数据存储容器
  • Tomcat -> Web 容器

2、loC

Spring 也是⼀个容器,Spring 是什么容器呢?Spring 是⼀个 IoC 容器。

什么是 IoC?
IoC = Inversion of Control 翻译成中文是 控制反转 的意思,也就是说 Spring 是⼀个 ”控制反转” 的容器,怎么理解这句话呢,我们先从以下示例开始

2.1、传统程序开发 NewCarExample

假如,我们现在构建⼀辆 “车” 的程序,我们的实现思路是这样的:

为什么要学框架?什么是Spring?_第1张图片

构建⼀辆车(Car Class),然而车需要依赖车身(FrameWork Class),而车身需要依赖底盘(BottomClass),而底盘需要依赖轮胎(Tire Class),最终程序的实现代码如下:

public class NewCarExample {
    public static void main(String[] args) {
        Car car = new Car();
        car.init();
    }

    /**
     * 汽⻋对象
     */
    static class Car {
        public void init() {
            // 依赖⻋身
            Framework framework = new Framework();
            framework.init();
        }
    }

    /**
     * ⻋身类
     */
    static class Framework {
        public void init() {
            // 依赖底盘
            Bottom bottom = new Bottom();
            bottom.init();
        }
    }

    /**
     * 底盘类
     */
    static class Bottom {
        public void init() {
            // 依赖轮胎
            Tire tire = new Tire();
            tire.init();
        }
    }

    /**
     * 轮胎类
     */
    static class Tire {
        // 尺⼨
        private int size = 30;
        
        public void init() {
            System.out.println("轮胎尺⼨:" + size);
        }
    }
}

运行结果:轮胎尺寸:30

如果需要改变需求,提供一个尺寸,根据给定的尺寸定制不同的轮胎尺寸,修改代码:

	static class Tire {
        // 尺⼨
        private int size = 30;
        
        public void init(int size) {
            System.out.println("轮胎尺⼨:" + size);
        }
    }

但是不只是修改轮胎,因为底盘需要依赖轮胎,底盘也要发生改变

为什么要学框架?什么是Spring?_第2张图片

修改底盘代码:

    /**
     * 底盘类
     */
    static class Bottom {
        public void init(int size) {
            // 依赖轮胎
            Tire tire = new Tire();
            tire.init(size);
        }
    }

一直往上修改…


2.1.1、传统程序开发的缺陷 NewCarUpdateExample

从以上代码可以看出,以上程序的问题是: 当最底层代码改动之后,整个调用链上的所有代码都需要修改

以上程序中,轮胎的尺寸的固定的,然而随着对的车的需求量越来越大,个性化需求也会越来越多,这时候我们就需要加工多种尺寸的轮胎,那这个时候就要对上面的程序进行修改了

——解决传统开发中的缺陷:

我们可以尝试不在每个类中自己创建下级类,如果自己创建下级类就会出现当下级类发生改变操作,自己也要跟着修改。
此时,我们只需要将原来由自己创建的下级类,改为传递的方式(也就是注入的方式),因为我们不需要在当前类中创建下级类了,所以下级类即使发生变化(创建或减少参数),当前类本身也无需修改任何代码,这样就完成了程序的解耦

PS:解耦指的是解决了代码的耦合性,耦合性也可以换⼀种叫法叫程序相关性。好的程序代码的耦合性(代码之间的相关性)是很低的,也就是代码之间要实现解耦

这就好⽐我们打造⼀辆完整的汽⻋,如果所有的配件都是⾃⼰造,那么当客户需求发⽣改变的时候,⽐如轮胎的尺⼨不再是原来的尺⼨了,那我们要⾃⼰动⼿来改了,但如果我们是把轮胎外包出去,那么即使是轮胎的尺⼨发⽣变变了,我们只需要向代理⼯⼚下订单就⾏了,我们⾃身是不需要出⼒的

修改后的代码如下所示:

public class NewCarUpdateExample {
    public static void main(String[] args) {
        Tire tire = new Tire(20);
        Bottom bottom = new Bottom(tire);
        Framework framework = new Framework(bottom);
        Car car = new Car(framework);
        car.run();
    }

    static class Car {
        private Framework framework;
        public Car(Framework framework) {
            this.framework = framework;
        }
        public void run() {
            framework.init();
        }
    }

    static class Framework {
        private Bottom bottom;
        public Framework(Bottom bottom) {
            this.bottom = bottom;
        }
        public void init() {
            bottom.init();
        }
    }

    static class Bottom {
        private Tire tire;
        public Bottom(Tire tire) {
            this.tire = tire;
        }
        public void init() {
            tire.init();
        }
    }

    static class Tire {
        private int size;

        private String color;

        public Tire(int size, String color) {
            this.size = size;
            this.color = color;
        }
        public void init() {
            System.out.println("轮胎:" + size);
        }
    }
}

2.2、控制反转式程序开发 IocCarExample

基于以上思路,我们把调用汽车的程序示例改造一下,把创建子类的方式,改为注入传递的方式,具体实现代码如下

public class IocCarExample {
    public static void main(String[] args) {
        Tire tire = new Tire(20);
        Bottom bottom = new Bottom(tire);
        Framework framework = new Framework(bottom);
        Car car = new Car(framework);
        car.run();
    }

    static class Car {
        private Framework framework;
        public Car(Framework framework) {
            this.framework = framework;
        }
        public void run() {
            framework.init();
        }
    }

    static class Framework {
        private Bottom bottom;
        public Framework(Bottom bottom) {
            this.bottom = bottom;
        }
        public void init() {
            bottom.init();
        }
    }

    static class Bottom {
        private Tire tire;
        public Bottom(Tire tire) {
            this.tire = tire;
        }
        public void init() {
            tire.init();
        }
    }

    static class Tire {
        private int size;
        public Tire(int size) {
            this.size = size;
        }
        public void init() {
            System.out.println("轮胎:" + size);
        }
    }
}

此时改变需求,加入一个轮胎颜色,修改代码:

在这里插入图片描述

为什么要学框架?什么是Spring?_第3张图片

运行结果:轮胎:20 ——颜色:black

代码经过以上调整,无论底层类如何变化,整个调用链是不用做任何改变的,这样就完成了代码之间的解耦,从而实现了更加灵活、通用的程序设计了


2.3、对比总结规律

在传统的代码中对象创建顺序是:Car -> Framework -> Bottom -> Tire
改进之后解耦的代码的对象创建顺序是:Tire -> Bottom -> Framework -> Car

为什么要学框架?什么是Spring?_第4张图片

我们发现了⼀个规律:通⽤程序的实现代码,类的创建顺序是反的,传统代码是 Car 控制并创建了Framework,Framework 创建并创建了 Bottom,依次往下,而改进之后的控制权发生的反转,不再是上级对象创建并控制下级对象了,而是下级对象把注入将当前对象中,下级的控制权不再由上级类控制了,这样即使下级类发生任何改变,当前类都是不受影响的,这就是典型的控制反转,也就是 IoC 的实现思想

**loC 优点:**实现代码的解耦;对象(Bean) 生命周期交给 loC 框架来维护,作为程序员无需在关注了。


3、理解 Spring IoC

  • Spring 是包含了多个工具方法的 IoC 容器,这就是对 Spring 最核心的总结。
  • 既然 Spring 是⼀个 IoC(控制反转)容器,重点还在 “容器” 二字上,那么它就具备两个最基础的功能:

Spring loC 容器最核心的功能:

  • 将 Bean(对象)存储到 Spring(容器)中。

  • 将Bean(对象)从 Spring(容器)中取出来。

也就是说学 Spring 最核心的功能,就是学如何将对象存入到 Spring 中,再从 Spring 中获取对象的过程

**将对象存放到容器中的好处:**将对象存储在 IoC 容器相当于将以后可能用的所有工具制作好都放到仓库中,需要的时候直接取就行了,用完再把它放回到仓库。而 new 对象的方式相当于,每次需要工具了,才现做,用完就扔掉了也不会保存,下次再用的时候还得重新做,这就是 IoC 容器和普通程序开发的区别

Spring 是⼀个 IoC 容器,说的是对象的创建和销毁的权利都交给 Spring 来管理了,它本身又具备了存储对象和获取对象的能力


4、DI 概念说明

说到 IoC 不得不提的⼀个词就是“DI”,DI 是 Dependency Injection 的缩写,翻译成中文是“依赖注入”的意思

所谓依赖注入,就是由 IoC 容器在运行期间,动态地将某种依赖关系注入到对象之中。所以,依赖注入(DI)和控制反转(IoC)是从不同的⻆度的描述的同⼀件事情,就是指通过引入 IoC 容器,利用依赖关系注入的方式,实现对象之间的解耦。

IoC 是 “目标” 也是⼀种思想,而目标和思想只是⼀种指导原则,最终还是要有可行的落地方案,而 DI 就属于具体的实现

比如说我今天心情比较好,吃一顿好的犒劳犒劳自己,那么“吃⼀顿好的”是思想和目标(是 IoC),但最后我是吃KF还是杨国福?这就是具体的实现,就是 DI


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