Spring 概述
Spring是分层的 Java SE/EE应用 full-stack 轻量级开源框架,以 IoC(Inverse Of Control: 反转控制)和 AOP(Aspect Oriented Programming:面向切面编程)为内核,提供了展现层 Spring MVC 和持久层 Spring JDBC 以及业务层事务管理等众多的企业级应用技术,还能整合开源世界众多 著名的第三方框架和类库,逐渐成为使用最多的Java EE 企业应用开源框架
程序的耦合以及解耦
我们在开发中,有些依赖关系是必须的,有些依赖关系可以通过优化代码来解除的。
示例代码:
1 | /** |
上面的代码表示:
业务层调用持久层,并且此时业务层在依赖持久层的接口和实现类。如果此时没有持久层实现类,编译将不能通过。这种编译期依赖关系,应该在我们开发中杜绝。我们需要优化代码解决。
再比如:
早期我们的 JDBC 操作,注册驱动时,我们为什么不使用 DriverManager
的 register
方法,而是采 用 Class.forName
的方式?
1 | package com.conv.jdbc; |
原因就是:
我们的类依赖了数据库的具体驱动类(MySQL),如果这时候更换了数据库品牌(比如 Oracle),需要修改源码来重新数据库驱动。这显然不是我们想要的。
若没有 mysql 的驱动包,registerDriver 方法会在编译器报错,Class.forName 方式在编译期不依赖,运行时才依赖
解耦的思路
通过反射来创建对象,而避免使用 new 关键字
Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
这里的
"com.mysql.jdbc.Driver"
只是一个字符串,此时的好处是,我们的类中不再依赖具体的驱动类,此时就算删除 mysql 的驱动 jar 包,依然可以编译(运行就不要想了,没有驱动不可能运行成功的)。但是这个字符串也是写死的,改动数据库时依然需要改源码,这样不好。通过读取配置文件来获取要创建的对象全限定类名
通过读取配置文件来获取要创建的对象的全限定类名
工厂模式解耦
在实际开发中我们可以把三层的对象都使用配置文件配置起来,当启动服务器应用加载的时候,让一个类中的方法通过读取配置文件,把这些对象创建出来并存起来。在接下来的使用的时候,直接拿过来用就好了。
那么,这个读取配置文件,创建和获取三层对象的类就是工厂。
IOC 的概念
上面的思路还有两个问题:
存哪去?
分析:由于我们是很多对象,肯定要找个集合来存。这时候有 Map 和 List 供选择。到底选 Map 还是 List 就看我们有没有查找需求。有查找需求,选 Map。
所以我们的答案就是:在应用加载时,创建一个 Map,用于存放三层对象。我们把这个 Map 称之为容器。
什么是工厂?
工厂就是负责给我们从容器中获取指定对象的类。这时候我们获取对象的方式发生了改变。
- 之前:我们在获取对象时,都是采用 new 的方式。是主动的。
- 现在:我们获取对象时,同时跟工厂要,由工厂为我们查找或者创建对象。是被动的。
这种被动接收的方式获取对象的思想就是控制反转,它是 spring 框架的核心之一。
控制反转(IOC)
控制反转(Inversion of Control,缩写为 IoC ),把创建对象的权力交给框架,是框架的重要特征。是面向对象编程中的一种设计原则,可以用来降低计算机代码之间的耦合度。其中最常见的方式叫做依赖注入(Dependency Injection,简称DI),还有一种方式叫“依赖查找”(Dependency Lookup)。
明确 ioc的作用:
- 削减计算机程序的耦合(解除我们代码中的依赖关系)
Spring 中的 IOC(案例)
由于我们是使用 spring 解决依赖关系,并不是真正的要做增删改查操作,所以此时我们没必要写实体类。并且我们在此处使用的是 java 工程,不是 java web 工程。
创建业务层接口和实现类
IAccountService.java
1 | package com.conv.service; |
AccountServiceImpl.java
1 | package com.conv.service.impl; |
创建持久层接口和实现类
IAccountDao.java
1 | package com.conv.dao; |
AccountDaoImpl.java
1 | package com.conv.dao.impl; |
模拟表现层调用业务层
Client.java
1 | package com.conv.ui; |
这样可以实现基本功能没有问题。但是我们在表现层调用业务层以及业务层调用实体层时,用到了两个 new,用来创建 Service 和 Dao 对象,这样造成了程序间的耦合,应该避免。
工厂模式解耦
首先,需要一个配置文件来配置我们的 Service 和 Dao
配置的内容:唯一标识 = 全限定类名(key = value)
接下来,通过读取配置文件中配置的内容,反射创建对象
配置文件可以是 xml 也可以是 properties
src\main\resources\bean.properties
1 | accountService=com.conv.service.impl.AccountServiceImapl |
新建一个用来创建 Bean 对象的工厂
Bean: 即可重用组件(比如 Service 可以被很多 Servlet 使用,Dao 可以被很多 Service 使用)
JavaBean: 用 Java 语言编写的可重用组件
JavaBean 大于 实体类(实体类可重用组件的一部分)
src\main\java\com\conv\factory\BeanFactory.java
1 | package com.conv.factory; |
修改 Client.java 和 AccountServiceImpl.java
1
2
3IAccountService accountService = (IAccountService) BeanFactory.getBean("accountService");
private IAccountDao accountDao = (IAccountDao) BeanFactory.getBean("accountDao");
分析工厂模式的问题并改造
bean = Class.forName(beanPath).getDeclaredConstructor().newInstance();
这句话意味着每次都会调用默认构造函数创建对象,每次调用都会重新创建一个新的对象出来,效率较低
单例:只被创建一次,从而类中的成员也就只会初始化一次,但是若有类的成员变量,会有线程问题(所以说 Service 和 Dao 最好不要有可以修改的类成员)
多例:对象被创建多次,执行效率没有单例对象高
所以 newInstance()
只执行一次,创建出来后用 map 存起来,修改过后的工厂类如下:
com\conv\factory\BeanFactory.java
1 | package com.conv.factory; |
由于静态代码块只在最开始执行一次,所以满足了要求
使用 spring 的 IOC 解决程序耦合
Spring 中基于 XML 的 IOC 环境搭建
src\main\resources\bean.xml
1 |
|
获取spring的IOC核心容器,并根据id获取对象
1 | public static void main(String[] args) { |
ApplicationContext
的三个常用实现类:ClassPathXmlApplicationContext
:可以加载类路径下的配置文件,要求配置文件必须在类路径下FileSystemXmlApplicationContext
:可以加载磁盘任意路径下的配置文件(必须有访问权限)(不常用)AnnotationConfigApplicationContext
:用于读取注解创建容器(见下节内容)
核心容器的两个接口引发出的问题
ApplicationContext: 单例模式适用(实际开发中常用)
它在构建核心容器时,创建对象采用的策略是采用立即加载的方式。也就是说,只要一读取完配置文件马上就创建配置文件的对象
BeanFactory: 多例对象适用
它在构建核心容器时,创建对象采取的策略是延迟加载的方式。也就是说,什么时候根据id获取对象了,什么时候才真正的创建对象
BeanFactory 是 Spring 容器中的顶层接口,ApplicationContext 是它的子接口。
IOC 中 bean 标签和管理对象细节
spring 对 bean 的管理细节:
创建 bean 的三种方式
使用默认构造函数创建
在spring的配置文件中使用 bean 标签,配以 id 和 class 属性之后,且没有其他属性和标签时,采用的就是默认构造函数创建 bean 对象。此时如果类中没有默认构造函数,则对象无法创建。
1
2<!--1.使用默认构造函数创建-->
<bean id="accountService" class="com.conv.service.impl.AccountServiceImpl"></bean>使用普通工厂中的方法创建对象(使用某个类中的方法创建对象,并存入spring容器)
首先,模拟一个工厂类(可能位于jar包中)
com\conv\factory\InstanceFactory.java
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13package com.conv.factory;
import com.conv.service.IAccountService;
import com.conv.service.impl.AccountServiceImpl;
/**
* 模拟一个工厂类(该类可能存在于jar包中,无法通过修改源码的方式提供默认构造函数)
*/
public class InstanceFactory {
public IAccountService getAccountService(){
return new AccountServiceImpl();
}
}创建对象
bean.xml
1
2
3<!--2.使用普通工厂中的方法创建对象(使用某个类中的方法创建对象,并存入spring容器)-->
<bean id="instanceFactory" class="com.conv.factory.InstanceFactory"></bean>
<bean id="accountService" factory-bean="instanceFactory" factory-method="getAccountService"></bean>
使用工厂中的静态方法创建对象(使用某个类中的静态方法创建对象,并存入spring容器)
模拟一个静态工厂类(可能位于jar包中)
com\conv\factory\StaticFactory.java
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13package com.conv.factory;
import com.conv.service.IAccountService;
import com.conv.service.impl.AccountServiceImpl;
/**
* 模拟一个静态工厂类(该类可能存在于jar包中,无法通过修改源码的方式提供默认构造函数)
*/
public class StaticFactory {
public static IAccountService getAccountService(){
return new AccountServiceImpl();
}
}创建对象
bean.xml
1
2<!--3.使用工厂中的静态方法创建对象(使用某个类中的静态方法创建对象,并存入spring容器)-->
<bean id="accountService" class="com.conv.factory.StaticFactory" factory-method="getAccountService"></bean>
bean 对象的作用范围
- bean 标签的 scope 属性:
- 作用:用于指定 bean 的作用范围
- 取值:(常用的是前两个)
- singleton:单例的(默认值)
- prototype:多例的
- request:作用于web应用的请求范围
- session:作用于web应用的会话范围
- global-session:作用于集群环境的会话范围(全局会话范围),当不是集群环境时,它就是session
- bean 标签的 scope 属性:
bean 对象的生命周期
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12public static void main(String[] args) {
//1. 获取核心容器对象
ClassPathXmlApplicationContext ac = new ClassPathXmlApplicationContext("bean.xml");
//2. 根据id获取Bean对象(以下两种写法均可)
IAccountService as = (IAccountService) ac.getBean("accountService");
as.saveAccount();
//父类对象无法调用子类对象的方法,所以 ac 的类型改为子类对象:ClassPathXmlApplicationContext
ac.close();
}1
2
3
4
5<!--bean 对象的生命周期-->
<bean id="accountService" class="com.conv.service.impl.AccountServiceImpl"
scope="singleton" init-method="init" destroy-method="destroy"></bean>
<!--<bean id="accountService" class="com.conv.service.impl.AccountServiceImpl"
scope="prototype" init-method="init" destroy-method="destroy"></bean>-->- 单例对象
- 出生:当容器创建时对象出生
- 活着:只要容器还在,对象就一直活着
- 死亡:容器销毁,对象消亡
- 总结:单例对象的生命周期和容器相同
- 多例对象
- 出生:当我们使用对象时spring框架为我们创建
- 活着:对象只要在使用过程中就一直活着
- 死亡:当对象长时间不用,且没有别的对象引用时,由 Java 的垃圾回收器回收
- 单例对象
依赖注入(Dependency Injection)
能注入的数据有三类:
- 基本类型和String
- 其他 bean 类型(在配置文件中或者注解配置过的 bean)
- 复杂类型/集合类型
注入的方式有三种:
使用构造函数提供(不常用)
使用的标签:
constructor-arg
标签出现的位置:
bean
标签的内部标签中的属性:
type
用于指定要注入的数据类型,该数据类型也是构造函数中某个或某些参数的类型index
用于指定要注入的数据给构造函数中指定索引位置的参数赋值。索引的位置是从0开始的name
用于指定给构造函数中指定名称的参数赋值(常用)value
用于提供基本类型和 String 类型的数据ref
用于指定其他的 bean 类型的数据。它指的就是在 spring 的 IOC 核心容器中出现过的 bean 对象
其中,
type,index,name
用于指定给构造函数的哪个参数赋值,value,ref
用来赋值例:
com\conv\service\impl\AccountServiceImpl.java
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38package com.conv.service.impl;
import com.conv.service.IAccountService;
import java.util.Date;
/**
* 账户的业务层实现类
*/
public class AccountServiceImpl implements IAccountService {
//如果是经常变化的数据,并不适用于注入的方式
//比如注册时用户名等每个人都不一样的,就不适合注入
//这里的三个变量只是为了举例
private String name;
private Integer age;
private Date birthday;
public AccountServiceImpl(String name, Integer age, Date birthday) {
this.name = name;
this.age = age;
this.birthday = birthday;
}
public String toString() {
return "AccountServiceImpl{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
", birthday=" + birthday +
'}';
}
public void saveAccount() {
System.out.println("service中的saveAccount方法执行了\n" + toString());
}
}bean.xml
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
<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">
<bean id="accountService" class="com.conv.service.impl.AccountServiceImpl">
<constructor-arg name="name" value="test"></constructor-arg>
<constructor-arg name="age" value="17"></constructor-arg>
<constructor-arg name="birthday" ref="now"></constructor-arg>
</bean>
<!--配置一个日期对象,上面的 ref=“now” 调取这个对象-->
<bean id="now" class="java.util.Date">
<constructor-arg name="year" value="120"></constructor-arg>
<constructor-arg name="month" value="6"></constructor-arg>
<constructor-arg name="date" value="7"></constructor-arg>
</bean>
</beans>优势:
在获取 bean 对象时,注入数据是必须的操作,否则对象无法创建成功
弊端
改变了 bean 对象的实例化方式,使我们在创建对象时,如果用不到这些数据,也必须提供。
使用 set 方法提供(更常用)
使用的标签:
property
标签出现的位置:
bean
标签的内部标签中的属性:
name
用于指定注入时所调用的set方法的名称value
用于提供基本类型和 String 类型的数据ref
用于指定其他的 bean 类型的数据。它指的就是在 spring 的 IOC 核心容器中出现过的 bean 对象
例:
com\conv\service\impl\AccountServiceImpl.java
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44package com.conv.service.impl;
import com.conv.service.IAccountService;
import java.util.Date;
/**
* 账户的业务层实现类
*/
public class AccountServiceImpl implements IAccountService {
//如果是经常变化的数据,并不适用于注入的方式
//比如注册时用户名等每个人都不一样的,就不适合注入
//这里的三个变量只是为了举例
private String name;
private Integer age;
private Date birthday;
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public void setAge(Integer age) {
this.age = age;
}
public void setBirthday(Date birthday) {
this.birthday = birthday;
}
public String toString() {
return "AccountServiceImpl{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
", birthday=" + birthday +
'}';
}
public void saveAccount() {
System.out.println("service中的saveAccount方法执行了\n" + toString());
}
}bean.xml
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
<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">
<bean id="accountService" class="com.conv.service.impl.AccountServiceImpl">
<property name="age" value="21"></property>
<property name="name" value="TEST"></property>
<property name="birthday" ref="now"></property>
</bean>
<bean id="now" class="java.util.Date">
<constructor-arg name="year" value="120"></constructor-arg>
<constructor-arg name="month" value="6"></constructor-arg>
<constructor-arg name="date" value="7"></constructor-arg>
</bean>
</beans>优势:
创建对象时没有明确的限制,可以直接使用默认构造函数
弊端
如果某个对象必须有值,则获取对象时 set 方法有可能没有执行
使用注解提供(见下节内容)
复杂类型的注入/集合类型的注入
就是给类中的集合成员传值,它用的也是 set 方法注入的方式,只不过变量的数据类型都是集合
- 用于给 List 结构集合注入的标签有:
list
,array
,set
- 用于给 Map 结构集合注入的标签有:
map
,props
结构相同,标签可以互换
例:
com\conv\service\impl\AccountServiceImpl.java
1 | package com.conv.service.impl; |
bean.xml
1 |
|