Spring

Spring框架全面详解

1. Spring框架简介

Spring是一个开源的轻量级Java开发框架，旨在简化企业级应用开发。它最初由Rod Johnson在2003年创建，现由Pivotal团队维护。

核心特点：

• 轻量级：非侵入性设计，不强制依赖Spring的API
• 依赖注入：通过IoC机制降低组件间耦合度
• 面向切面编程：通过AOP实现横切关注点的模块化
• 容器：管理对象的配置和生命周期
• 一站式框架：提供从表现层到持久层的完整解决方案

主要模块：

• Spring Core：提供IoC容器的基础功能
• Spring AOP：提供面向切面编程的实现
• Spring JDBC：简化JDBC操作
• Spring ORM：支持JPA、Hibernate等ORM框架
• Spring Web：提供Web开发相关功能
• Spring MVC：实现了MVC设计模式的Web框架
• Spring Security：提供安全框架
• Spring Test：支持单元测试和集成测试

2. Spring官方压缩包目录介绍

Spring官方发布的压缩包主要包含以下目录结构：

• docs/：包含API文档和开发指南
• libs/：包含Spring框架的核心JAR文件
  • spring-core.jar：提供基础功能，包括IoC和依赖注入
  • spring-beans.jar：提供BeanFactory，实现工厂模式
  • spring-context.jar：提供ApplicationContext，扩展了BeanFactory
  • spring-expression.jar：提供SpEL表达式支持
  • spring-aop.jar：提供AOP功能
  • spring-web.jar：提供Web应用的基础功能
  • spring-webmvc.jar：实现了Spring MVC
  • spring-jdbc.jar：提供JDBC抽象层
  • spring-tx.jar：提供事务管理
  • spring-test.jar：提供测试支持
• schema/：包含XML配置文件的模式定义
• license.txt：许可证信息
• notice.txt：版权和法律通知
• readme.txt：简介和使用说明

3. Spring环境搭建

Maven方式配置

在pom.xml中添加Spring依赖：

    org.springframework
    spring-context
    5.3.9




    org.springframework
    spring-webmvc
    5.3.9




    org.springframework
    spring-jdbc
    5.3.9

Gradle方式配置

在build.gradle中添加Spring依赖：

implementation 'org.springframework:spring-context:5.3.9'
implementation 'org.springframework:spring-webmvc:5.3.9'
implementation 'org.springframework:spring-jdbc:5.3.9'

创建配置文件

在src/main/resources下创建applicationContext.xml：

Java配置类

import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.context.annotation.Bean;

@Configuration
public class AppConfig {
    @Bean
    public MyService myService() {
        return new MyServiceImpl();
    }
}

启动Spring容器

import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;
// XML方式
ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");

// 注解方式
ApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);

4. IoC/DI容器详解

IoC(控制反转)概念

控制反转是一种设计原则，将传统上由应用程序代码直接控制的对象的创建和管理权，转移给外部容器或框架。在Spring中，IoC容器负责创建、配置和管理对象及其之间的依赖关系。

核心优势：

• 降低组件之间的耦合度
• 提高代码的可测试性
• 提高模块的可重用性
• 提高系统的可维护性

DI(依赖注入)实现

依赖注入是IoC的一种实现方式，由容器将依赖关系注入到组件中：

Spring提供两种IoC容器：

1. BeanFactory：

   • Spring最基本的IoC容器
   • 延迟加载Bean对象
   • 适用于资源有限的环境

2. ApplicationContext：

   • 扩展了BeanFactory的功能
   • 提供更多企业级功能
   • 支持国际化
   • 支持事件发布
   • 支持应用层特定的上下文
   • 预加载Bean定义

ApplicationContext主要实现类：

• ClassPathXmlApplicationContext：从类路径加载配置文件
• FileSystemXmlApplicationContext：从文件系统加载配置文件
• AnnotationConfigApplicationContext：基于Java注解配置
• WebApplicationContext：用于Web应用的上下文

5. Spring创建Bean的三种方式

1. 构造方法创建Bean

最常用的方式，通过默认构造方法创建Bean：

或使用Java配置：

@Bean
public UserService userService() {
    return new UserServiceImpl();
}

2. 静态工厂方法创建Bean

通过调用静态工厂方法创建Bean：

对应的工厂类：

public class ServiceFactory {
    public static UserService createUserService() {
        return new UserServiceImpl();
    }
}

Java配置方式：

@Bean
public UserService userService() {
    return ServiceFactory.createUserService();
}

3. 实例工厂方法创建Bean

通过调用实例工厂的方法创建Bean：

对应的工厂类：

public class ServiceFactory {
    public UserService createUserService() {
        return new UserServiceImpl();
    }
}

Java配置方式：

@Bean
public ServiceFactory serviceFactory() {
    return new ServiceFactory();
}

@Bean
public UserService userService() {
    return serviceFactory().createUserService();
}

6. scope属性讲解

Bean的scope属性定义了Bean的作用域和生命周期：

1. singleton（单例，默认）

• 整个应用中只创建一个Bean实例
• Spring容器负责管理Bean的完整生命周期
• 适用于无状态的Bean

@Bean
@Scope("singleton")
public UserService userService() {
    return new UserServiceImpl();
}

2. prototype（原型）

• 每次请求都创建一个新的Bean实例
• 容器只负责创建，不负责销毁
• 适用于有状态的Bean

@Bean
@Scope("prototype")
public UserService userService() {
    return new UserServiceImpl();
}

3. request（Web环境）

• 每个HTTP请求创建一个新的Bean实例
• 请求结束时销毁
• 仅在Web应用中有效

@Bean
@Scope(value = WebApplicationContext.SCOPE_REQUEST, proxyMode = ScopedProxyMode.TARGET_CLASS)
public UserForm userForm() {
    return new UserForm();
}

4. session（Web环境）

• 每个HTTP会话创建一个新的Bean实例
• 会话结束时销毁
• 仅在Web应用中有效

@Bean
@Scope(value = WebApplicationContext.SCOPE_SESSION, proxyMode = ScopedProxyMode.TARGET_CLASS)
public UserPreferences userPreferences() {
    return new UserPreferences();
}

5. application（Web环境）

• 每个ServletContext创建一个新的Bean实例
• 应用程序关闭时销毁
• 类似于singleton，但限定在ServletContext范围内

@Bean
@Scope(value = WebApplicationContext.SCOPE_APPLICATION, proxyMode = ScopedProxyMode.TARGET_CLASS)
public AppConfig appConfig() {
    return new AppConfig();
}

7. Spring中几种注入方式

1. 构造函数注入

通过构造函数参数注入依赖：

Java代码：

public class UserServiceImpl implements UserService {
    private final UserDao userDao;
    
    public UserServiceImpl(UserDao userDao) {
        this.userDao = userDao;
    }
}

Java配置：

@Bean
public UserService userService(UserDao userDao) {
    return new UserServiceImpl(userDao);
}

2. Setter方法注入

通过setter方法注入依赖：

Java代码：

public class UserServiceImpl implements UserService {
    private UserDao userDao;
    
    public void setUserDao(UserDao userDao) {
        this.userDao = userDao;
    }
}

Java配置：

@Bean
public UserService userService() {
    UserServiceImpl service = new UserServiceImpl();
    service.setUserDao(userDao());
    return service;
}

3. 字段注入（基于注解）

直接在字段上使用@Autowired注解：

public class UserServiceImpl implements UserService {
    @Autowired
    private UserDao userDao;
}

4. 接口注入（不常用）

通过特定接口实现依赖注入：

public interface DaoAware {
    void setDao(Object dao);
}

public class UserServiceImpl implements UserService, DaoAware {
    private UserDao userDao;
    
    @Override
    public void setDao(Object dao) {
        this.userDao = (UserDao) dao;
    }
}

5. 自动装配（autowire）

让Spring自动解析依赖关系：

常用的自动装配模式：

• byName：根据属性名匹配Bean
• byType：根据属性类型匹配Bean
• constructor：根据构造参数类型匹配Bean

8. 静态代理设计模式

静态代理是一种结构型设计模式，代理类和被代理类在编译时就已经确定。

基本原理

1. 定义一个接口
2. 创建实现该接口的目标类（被代理类）
3. 创建代理类，同样实现该接口
4. 代理类中持有目标类的引用，通过代理类间接访问目标类

实现步骤

1. 定义接口

public interface UserService {
    void addUser(String username);
    void deleteUser(String username);
}

2. 实现目标类

public class UserServiceImpl implements UserService {
    @Override
    public void addUser(String username) {
        System.out.println("添加用户: " + username);
    }
    
    @Override
    public void deleteUser(String username) {
        System.out.println("删除用户: " + username);
    }
}

3. 实现代理类

publi