Spring5学习笔记 — IOC
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本文内容：Spring5学习笔记 — IOC
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1. 初始Spring
1.1 EJB存在的问题
EJB (Enterprise Java Beans) 是基于分布式事务处理的企业级应用程序的组件。Sun公司发布的文档中对EJB的定义是：EJB是用于开发和部署多层结构的、分布式的、面向对象的Java应用系统的跨平台的构件体系结构。
EJB是一个重量级框架 (opens new window)：
- 运行环境苛刻
- 代码移植性差
1.2 什么是Spring
-
轻量级体现在哪里？
- 对运行环境没有额外要求
- 代码移植性高，不需要实现额外接口。
-
JavaEE解决方案：
-
Spring整合的设计模式：
1. 工厂模式 2. 代理模式 3. 模板模式 4. 策略模式
1.4 什么是设计模式
1.广义概念：
面向对象设计中，解决特定问题的经典代码。
2.狭义概念：
GOF4人帮定义的23种设计模式：
工厂模式、抽象工厂模式、单例模式、建造者模式、原型模式、设配器模式、桥接模式、过滤器模式、组合模式、装饰者模式、外观模式、享元模式、代理模式、责任链模式、命令模式、解释器模式、迭代器模式、中介者模式、备忘录模式、观察者模式、状态模式、空对象模式、策略模式、模板模式、访问者模式
1.5 工厂设计模式
1.5.1 什么是工厂设计模式
1. 概念：创建对象交给工厂，而不是自己new
2. 优势：解耦合
耦合：指代码间的强关联关系，一方的改变会影响另一方。
问题：不利于代码的维护。
User user = new User();
1.5.2 简单工厂的设计
package com.leo.basic;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.util.Properties;
public class BeanFactory {
private static Properties env = new Properties();
static{
try {
//第一步 获得IO输入流
InputStream inputStream = BeanFactory.class.getResourceAsStream("applicationContext.properties");
//第二步 文件内容 封装 Properties集合中 key = userService value = com.leo.UserServiceImpl
env.load(inputStream);
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
/*
对象的创建方式：
1. 直接调用构造方法 创建对象 UserService userService = new UserServiceImpl();
2. 通过反射的形式 创建对象 解耦合
Class clazz = Class.forName("com.leo.basic.UserServiceImpl");
UserService userService = (UserService)clazz.newInstance();
*/
public static UserService getUserService(){
UserService userService = null;
try {
// com.leo.basic.UserServiceImpl
Class clazz = Class.forName(env.getProperty("userService"));
userService = (UserService) clazz.newInstance();
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (InstantiationException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IllegalAccessException e) {
e.printStackTrace();
}
return userService;
}
public static UserDao getUserDao(){
UserDao userDao = null;
try {
Class clazz = Class.forName(env.getProperty("userDao"));
userDao = (UserDao) clazz.newInstance();
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (InstantiationException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IllegalAccessException e) {
e.printStackTrace();
}
return userDao;
}
}
1.5.3 通用的工厂设计
代码
package com.leo.basic;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.util.Properties;
public class BeanFactory {
private static Properties env = new Properties();
static{
try {
//第一步 获得IO输入流
InputStream inputStream = BeanFactory.class.getResourceAsStream("applicationContext.properties");
//第二步 文件内容 封装 Properties集合中 key = userService value = com.leo.UserServiceImpl
env.load(inputStream);
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
//通用工厂
public static Object getBean(String key){
Object res = null;
try {
Class clazz = Class.forName(env.getProperty(key));
res = clazz.newInstance();
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (InstantiationException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IllegalAccessException e) {
e.printStackTrace();
}
return res;
}
}
- 通用工厂的使用方式：
1. 定义类型 (类)
2. 通过配置文件的配置告知工厂(applicationContext.properties)
key = value
3. 通过工厂获得类的对象
Object ret = BeanFactory.getBean("key")
1.5.4 总结
**Spring本质：**工厂 ApplicationContext (applicationContext.xml)
1.6 Spring 框架概念
Spring 是众多开源java项目中的一员，基于分层的javaEE应用一站式轻量级开源框架，主要核心是 IOC（控制反转/依赖注入）与 AOP（面向切面）两大技术，实现项目在开发过程中的轻松解耦，提高项目的开发效率。
在项目中引入 Spring 立即可以带来下面的好处 降低组件之间的耦合度,实现软件各层之间的解耦。可以使用容器提供的众多服务，如：事务管理服务、消息服务等等。当我们使用容器管理事务时，开发人员就不再需要手工控制事务.也不需处理复杂的事务传播。 容器提供单例模式支持，开发人员不再需要自己编写实现代码。 容器提供了AOP技术，利用它很容易实现如权限拦截、运行期监控等功能。
1.7 Spring 源码架构
Spring 总共大约有20个模块，由1300多个不同的文件构成。而这些组件被分别整合在核心容器（Core Container）、Aop（Aspect Oriented Programming）和设备支持（Instrmentation）、数据访问及集成（Data Access/Integeration）、Web、报文发送（Messaging）、测试6个模块集合中。
-
核心容器：Spring-beans 和 Spring-core 模块是 Spring 框架的核心模块，包含控制反转（Inversion of Control, IoC）和依赖注入（Dependency Injection, DI）,核心容器提供 Spring 框架的基本功能。核心容器的主要组件是 BeanFactory，工厂模式的实现。BeanFactory 使用控制反转（IOC） 思想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 上下文Spring Context：Spring 上下文是一个配置文件，向 Spring 框架提供上下文信息。Spring 上下文包括企业服务，例如 JNDI、EJB、电子邮件、国际化、校验和调度功能。
Spring-Expression 模块是统一表达式语言（unified EL）的扩展模块，可以查询、管理运行中的对象，同时也方便的可以调用对象方法、操作数组、集合等。它的语法类似于传统EL，但提供了额外的功能，最出色的要数函数调用和简单字符串的模板函数。
-
Spring-AOP：Spring-aop是Spring的另一个核心模块, 在Spring中，他是以JVM的动态代理技术为基础，然后设计出了一系列的Aop横切实现，比如前置通知、返回通知、异常通知等。通过其配置管理特性，Spring AOP 模块直接将面向切面的编程功能集成到了 Spring 框架中。所以，可以很容易地使 Spring 框架管理的任何对象支持 AOP。 -
Spring Data Access(数据访问)：由Spring-jdbc、Spring-tx、Spring-orm、Spring-jms和Spring-oxm 5个模块组成 Spring-jdbc 模块是 Spring 提供的JDBC抽象框架的主要实现模块，用于简化 Spring JDBC。Spring-tx 模块是SpringJDBC事务控制实现模块。使用Spring框架，它对事务做了很好的封装，通过它的Aop配置，可以灵活的配置在任何一层。
Spring-Orm 模块是ORM框架支持模块，主要集成 hibernate, Java Persistence API (JPA) 和 Java Data Objects (JDO) 用于资源管理、数据访问对象(DAO)的实现和事务策略。
Spring-Jms 模块（Java Messaging Service）能够发送和接受信息。
Spring-Oxm 模块主要提供一个抽象层以支撑OXM（OXM 是 Object-to-XML-Mapping 的缩写，它是一个O/M-mapper，将java对象映射成 XML 数据，或者将 XML 数据映射成 java 对象），例如：JAXB, Castor, XMLBeans, JiBX 和 XStream 等。
-
Web 模块：由Spring-web、Spring-webmvc、Spring-websocket和Spring-webmvc-portlet 4个模块组成，Web 上下文模块建立在应用程序上下文模块之上，为基于 Web 的应用程序提供了上下文。Web 模块还简化了处理多部分请求以及将请求参数绑定到域对象的工作。 -
报文发送：即Spring-messaging模块。Spring-messaging是Spring4 新加入的一个模块，主要职责是为Spring 框架集成一些基础的报文传送应用。
-
单元测试：即Spring-test模块。Spring-test模块主要为测试提供支持
1.8 第一个Spring程序
1. 软件版本
1. JDK1.8+
2. Maven3.5+
3. IDEA2018+
4. SpringFramework 5.1.4
官方网站 www.spring.io
2. 环境搭建
- Spring的jar包（在pom.xml中加入依赖）
<dependency>
<groupId>org.springframeworkgroupId>
<artifactId>spring-contextartifactId>
<version>5.1.4.RELEASEversion>
dependency>
- Spring的配置文件
1. 配置文件的放置位置：任意位置，没有硬性要求
2. 配置文件的命名：没有硬性要求，但建议：applicationContext.xml
思考：日后应用Spring框架时，需要进行配置文件路径的设置。
3. Spring的核心API
ApplicationContext
作用：Spring提供的ApplicationContext这个工厂，用于对象的创建
好处：解耦合
- 特点：
ApplicationContext是接口类型，屏蔽了实现的差异。
非web环境 ： ClassPathXmlApplicationContext (main junit)
web环境 ： XmlWebApplicationContext
- 重量级资源
ApplicationContext工厂的对象占用大量内存。
不会频繁的创建对象 ： 一个应用只会创建一个工厂对象。
ApplicationContext工厂：一定是线程安全的(多线程并发访问)
4. 程序开发
- 创建类型
- 配置文件的配置 applicationContext.xml
- 通过工厂类，获得对象
ApplicationContext
|- ClassPathXmlApplicationContext
ApplicationContext ctx = new ClassPathXmlApplicationContext(“/applicationContext.xml”);
Person person = (Person)ctx.getBean(“person”);
5. 细节分析
- 名词解释
Spring工厂创建的对象，叫做bean或者组件(component)
- Spring工厂相关的方法
//这种方式获取对象，不需要强制类型转换
Person person = ctx.getBean("person", Person.class);
System.out.println("person = " + person);
//当前Spring的配置文件中 只能有一个
Person person1 = ctx.getBean(Person.class);
System.out.println("person1 = " + person1);
//获取配置文件中所有bean标签的id值 person person1
String[] beanDefinitionNames = ctx.getBeanDefinitionNames();
for (String beanDefinitionName : beanDefinitionNames) {
System.out.println("beanDefinitionName = " + beanDefinitionName);
}
//根据类型获取配置文件中对应bean标签的id值
String[] beanNamesForType = ctx.getBeanNamesForType(Person.class);
for (String id : beanNamesForType) {
System.out.println("id = " + id);
}
//用于判断是否存在指定id值的bean，不能判断name值
System.out.println(ctx.containsBeanDefinition("a"));
//用于判断是否存在指定id值的bean，可以判断name值
System.out.println(ctx.containsBean("person"));
-
配置文件中需要注意的细节
只配置class属性
<bean class="com.leo.demo01.pojo.Person"/>
- 上述这种配置，没有指定id，Spring会自动生成一个 id，
com.leo.demo01.pojo.Person#0，可以使用getBeanNamesForType()等方法验证。 - 应用场景：
如果这个bean只需要使用一次，那么就可以省略id值 如果这个bean会使用多次，或者被其他bean引用则需要设置id值
name属性
- 作用：用于在Spring的配置文件中，为bean对象定义别名(小名)
- name与id的相同点：
ctx.getBean("id")或ctx.getBean("name")都可以创建对象；
name与id的不同点：- 别名可以定义多个,但是 id 属性只能有⼀个值；
- XML 的 id 属性的值，命名要求：必须以字⺟开头，可以包含 字⺟、数字、下划线、连字符；不能以特殊字符开头
/person； - XML 的 name 属性的值，命名没有要求，
/person可以。 但其实 XML 发展到了今天：ID属性的限制已经不存在，/person也可以。
6. Spring工厂的底层实现原理(简易版)
2. Spring5与日志框架的整合
2.1 为什么要整合日志框架？
Spring与日志框架进行整合，日志框架就可以在控制台中，输出Spring框架运行过程中的一些重要的信息。 好处：便于了解Spring框架的运行过程，利于程序的调试
默认日志框架 Spring 1.x、2.x、3.x 早期都是基于
commonslogging.jarSpring 5.x 默认整合的⽇志框架 logback、log4j2
2.2 Spring如何整合日志框架？
以Spring5整合log4j 为例
pom.xml文件添加log4j依赖：相当于导入了log4j.jar包
<dependency>
<groupId>org.slf4jgroupId>
<artifactId>slf4j-log4j12artifactId>
<version>1.7.25version>
dependency>
<dependency>
<groupId>log4jgroupId>
<artifactId>log4jartifactId>
<version>1.2.17version>
dependency>
- 引⼊
log4.properties配置⽂件：
# resources文件夹根目录下
### 配置根
log4j.rootLogger = debug,console
### 日志输出到控制台显示
log4j.appender.console=org.apache.log4j.ConsoleAppender
log4j.appender.console.Target=System.out
log4j.appender.console.layout=org.apache.log4j.PatternLayout
log4j.appender.console.layout.ConversionPattern=%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss} %-5p %c{1}:%L - %m%n
3. Spring IOC 容器 Bean 对象实例化
思路:
-
定义Bean 工厂接口，提供获取bean方法
-
定义Bean工厂接口实现类，解析配置文件，实例化Bean对象
-
实现获取Bean方法
3.1 定义 Bean 属性对象
package com.leo.demo01.pojo;
/**
* bean对象
* 用来接收配置文件中bean标签的id与class属性值
* @author gaoziman
*/
public class MyBean {
// bean对象的id属性值
private String id;
// bean对象的类路径
private String clazz;
public MyBean() {
}
public MyBean(String id, String clazz) {
this.id = id;
this.clazz = clazz;
}
public String getId() {
return id;
}
public void setId(String id) {
this.id = id;
}
public String getClazz() {
return clazz;
}
public void setClazz(String clazz) {
this.clazz = clazz;
}
}
3.2 添加 dom4j 坐标依赖
<dependency>
<groupId>dom4jgroupId>
<artifactId>dom4jartifactId>
<version>1.6.1version>
dependency>
<dependency>
<groupId>jaxengroupId>
<artifactId>jaxenartifactId>
<version>1.1.6version>
dependency>
3.3 准备自定义配置文件
<beans>
<bean id="userService" class="com.leo.service.UserService">bean>
<bean id="accountService" class="com.leo.service.AccountService">bean>
beans>
3.4 定义 Bean 工厂接口
package com.leo.spring;
/**
* Bean 工厂接口定义
*/
public interface MyFactory {
// 通过id值获取对象
public Object getBean(String id);
}
3.5 定义 Bean 接口的实现类
package com.leo.spring;
import org.dom4j.Document;
import org.dom4j.DocumentException;
import org.dom4j.Element;
import org.dom4j.XPath;
import org.dom4j.io.SAXReader;
import java.net.URL;
import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;
/**
* 模拟Spring的实现
* 1、通过构造器得到相关配置文件
* 2、通过dom4j解析xml文件，得到List 存放id和class
* 3、通过反射实例化得到对象 Class.forName(类的全路径).newInstance(); 通过Map存储
* 4、得到指定的实例化对象
*/
public class MyClassPathXmlApplicationContext implements BeanFactory {
private Map beans = new HashMap(); // 实例化后的对象放入map
private List<MyBean> myBeans; // 存放已读取bean 配置信息
/* 1、通过构造器得到相关配置文件 */
public MyClassPathXmlApplicationContext(String fileName) {
/* 2、通过dom4j解析xml文件，得到List （存放id和class） */
this.parseXml(fileName);
/* 3、通过反射实例化得到对象Class.forName(类路径).newInstance(); 通过Map存储 */
this.instanceBean();
}
/**
* 通过dom4j解析xml文件，得到List 存放id和class
* 1、获取解析器
* 2、得到配置文件的URL
* 3、通过解析器解析xml文件（spring.xml）
* 4、通过xpath语法，获取beans标签下的所有bean标签
* 5、通过指定语法解析文档对象，返回集合
* 6、判断集合是否为空，遍历集合
* 7、获取标签元素中的属性
* 8、得到Bean对象，将Bean对象设置到集合中
* @param fileName
*/
private void parseXml(String fileName) {
// 1、获取解析器
SAXReader reader = new SAXReader();
// 2、得到配置文件的URL
URL url = this.getClass().getClassLoader().getResource(fileName);
try {
// 3、通过解析器解析xml文件（spring.xml）
Document document = reader.read(url);
// 4、通过xpath语法，获取beans标签下的所有bean标签
XPath xPath = document.createXPath("beans/bean");
// 通过指定语法解析文档对象，返回集合
List<Element> list = xPath.selectNodes(document);
// 判断集合是否为空，遍历集合
if (list != null && list.size() > 0) {
myBeans = new ArrayList<>();
for(Element el : list) {
// 获取标签元素中的属性
String id = el.attributeValue("id"); // id 属性值
String clazz = el.attributeValue("class"); // class 属性值
System.out.println(el.attributeValue("id"));
System.out.println(el.attributeValue("class"));
// 得到Bean对象
MyBean bean = new MyBean(id, clazz);
// 将Bean对象设置到集合中
myBeans.add(bean);
}
}
} catch (DocumentException e) {
e.printStackTrace();
}
}
/**
* 通过反射实例化得到对象
* Class.forName(类的全路径).newInstance();
* 通过Map存储
*/
private void instanceBean() {
// 判断bean集合是否为空，不为空遍历得到对应Bean对象
if (myBeans != null && myBeans.size() > 0) {
for (MyBean bean : myBeans){
try {
// 通过类的全路径实例化对象
Object object = Class.forName(bean.getClazz()).newInstance();
// 将id与实例化对象设置到map对象中
beans.put(bean.getId(), object);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
/**
* 通过key获取map中的指定value
* @param id
* @return
*/
@Override
public Object getBean(String id) {
Object object = beans.get(id);
return object;
}
}
3.6 测试自定义 IOC 容器
-
创建与配置文件中对应的Bean对象
UserService.java
package com.leo.service; public class UserService { public void test(){ System.out.println("UserService Test..."); } }AccountService.java
package com.leo.service; public class AccountService { public void test(){ System.out.println("AccountService Test..."); } } -
测试是否可以获取实例化的Bean对象
package com.leo; import com.leo.spring.MyFactory; import com.leo.spring.MyClassPathXmlApplicationContext; import com.leo.service.AccountService; import com.leo.service.UserService; public class App { public static void main(String[] args) { MyFactory factory = new MyClassPathXmlApplicationContext("spring.xml"); // 得到实例化对象 UserService userService = (UserService) factory.getBean("userService"); userService.test(); UserService userService2 = (UserService) factory.getBean("userService"); System.out.println(userService+"=====" + userService2); AccountService accountService = (AccountService)factory.getBean("accountService"); accountService.test(); } }
4. Spring IOC 配置文件加载
4.1 Spring 配置文件加载
spring.xml
<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
https://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">
<bean id="userService" class="com.xxxx.service.UserService">bean>
beans>
4.2 根据相对路径加载资源
ApplicationContext ac = new ClassPathXmlApplicationContext("spring.xml");
4.3 根据绝对路径加载资源
ApplicationContext ac = new FileSystemXmlApplicationContext("E:\code-myself\spring-demo\spring-demo01\src\main\resources\spring.xml");
5. 注入
5.1 什么是注入
通过Spring工厂及配置文件，为所创建对象的成员变量赋值
5.2 为什么要注入
- 通过编码的方式，为成员变量进行赋值，存在耦合
- 注入的好处： 解耦合
public void test03(){
ClassPathXmlApplicationContext ctx = new ClassPathXmlApplicationContext("spring.xml");
Person person = (Person) ctx.getBean("person");
//通过代码为变量赋值, 存在耦合, 如果以后想修改变量的值, 需要修改代码, 重新编译
person.setName("Leo");
person.setAge(16);
System.out.println("person = " + person);
}
5.3 如何注入
- 前提：类的成员变量提供set get方法
- 配置Spring配置文件
<bean name="person" class="com.leo.demo01.pojo.Person" >
<property name="name" value="Leo" />
<property name="age" value="20" />
bean>
5.4 Spring注入的原理分析
Spring通过底层调用对象属性对应的set方法，完成成员变量的赋值，这种方式我们也称之为set注入
6. Set注入详解
针对于不同类型的成员变量，需要在
<property>
xxxxx
property>】
6.1 JDK内置类型
1. String+8中基本类型
<bean name="person" class="com.leo.demo01.pojo.Person" >
<property name="name" value="Leo" />
<property name="age" value="20" />
bean>
2. 数组
<property name="emails">
<list>
<value>[email protected]value>
<value>[email protected]value>
<value>[email protected]value>
<value>[email protected]value>
list>
property>
3. Set集合
<property name="tels">
<set>
<value>131********value>
<value>159********value>
<value>176********value>
set>
property>
<set>
set>
4. List集合
<property name="address">
<list>
<value>花果山水帘洞value>
<value>铁岭value>
<value>东土大唐value>
list>
property>
<list>
list>
5. Map集合
<property name="qqs">
<map>
<entry>
<key><value>周芷若value>key>
<value>备胎value>
entry>
<entry>
<key><value>赵敏value>key>
<value>爱人value>
entry>
map>
property>
<entry>
<key><value>chenynvalue>key>
entry>
6. Properties
<property name="p">
<props>
<prop key="唐僧">白骨精prop>
<prop key="Tom">Jerryprop>
props>
property>
7. 复杂的JDK类型（比如Date）
需要自定义类型转换器处理
6.2 用户自定义类型
1 方式一
- 为成员变量提供get set方法
- 配置文件中赋值（注入）
2 方式二
方式一存在的问题：
- 配置文件代码冗余。
- 被注入的对象(UserDAO),多次创建，浪费（JVM)内存资源。
- 为成员变量提供set get方法
- 配置文件中进行配置
3. 基于p命名空间的简化
-
JDK类型：
<!-- 简化前：--> <bean id="person3" class="com.leo.basic.Person"> <property name="name"> <value>沙和尚</value> </property> </bean> <!-- 简化后：--> <bean id="person3" class="com.leo.basic.Person" p:name="沙和尚"/> -
用户自定义类型：
<bean id="userDao" class="com.leo.basic.UserDaoImpl"/> <bean id="userService" class="com.leo.basic.UserServiceImpl"> <property name="userDao"> <ref bean="userDao"/> property> bean> <bean id="userService1" class="com.leo.basic.UserServiceImpl" p:userDao-ref="userDao"/>
7. 构造器注入
构造注入：Spring解析配置文件，调用构造方法，为成员变量赋值。
7.1 开发步骤
-
提供带参数构造方法
public class Customer implements Serializable { private String name; private int age; //带参构造方法： public Customer(String name, int age) { this.name = name; this.age = age; } } -
Spring配置文件中赋值(
注入)<bean id="customer" class="com.leo.basic.constructor.Customer"> <constructor-arg> <value>武松value> constructor-arg> <constructor-arg> <value>6666value> constructor-arg> bean>
7.2 构造方法重载
参数个数不同时
通过控制标签的数量进行区分
参数个数相同时
通过在标签引入 type属性 进行类型的区分
7.3 注入总结
实战中，应用set注入还是构造注入？
答案：set注入更多，原因如下：
- 构造注入麻烦 (重载)。
- Spring框架底层大量应用了 set注入
持续更新中…