Spring框架体系及Spring IOC思想

news2024/11/26 22:22:02

目录

  • Spring简介
  • Spring体系结构
  • SpringIOC
  • 控制反转思想
  • 自定义对象容器
  • Spring实现IOC
  • Spring容器类型
  • 容器接口
  • 容器实现类
  • 对象的创建方式
  • 使用构造方法
  • 使用工厂类的方法
  • 使用工厂类的静态方法
  • 对象的创建策略
  • 对象的销毁时机
  • 生命周期方法
  • 获取Bean对象的方式
  • 通过id/name获取
  • 通过类型获取
  • 通过类型+id/name获取

Spring简介

在这里插入图片描述

Spring是一个开源框架，为简化企业级开发而生。它以IOC（控制反转）和AOP（面向切面）为思想内核，提供了控制层SpringMVC、数据层SpringData、服务层事务管理等众多技术，并可以整合众多第三方框架。

Spring将很多复杂的代码变得优雅简洁，有效的降低代码的耦合度，极大的方便项目的后期维护、升级和扩展。

Spring官网地址：https://spring.io/

Spring体系结构

在这里插入图片描述

Spring框架根据不同的功能被划分成了多个模块，这些模块可以满足一切企业级应用开发的需求，在开发过程中可以根据需求有选择性地使用所需要的模块。

  • Core Container：Spring核心模块，任何功能的使用都离不开该模块，是其他模块建立的基础。
  • Data Access/Integration：该模块提供了数据持久化的相应功能。
  • Web：该模块提供了web开发的相应功能。
  • AOP：提供了面向切面编程实现
  • Aspects：提供与AspectJ框架的集成，该框架是一个面向切面编程框架。
  • Instrumentation：提供了类工具的支持和类加载器的实现，可以在特定的应用服务器中使用。
  • Messaging：为Spring框架集成一些基础的报文传送应用
  • Test：提供与测试框架的集成

SpringIOC

在这里插入图片描述

控制反转思想

IOC(Inversion of Control) ：程序将创建对象的权利交给框架。

之前在开发过程中，对象实例的创建是由调用者管理的，代码如下：

public interface StudentDao {
  // 根据id查询学生
  Student findById(int id);
}


public class StudentDaoImpl implements StudentDao{
  @Override
  public Student findById(int id) {
    // 模拟从数据库查找出学生
    return new Student(1,"张三","北京");
   }
}


public class StudentService {
  public Student findStudentById(int id){
    // 此处就是调用者在创建对象
    StudentDao studentDao = new StudentDaoImpl();
    return studentDao.findById(1);
   }
}

这种写法有两个缺点：

  1. 浪费资源：StudentService调用方法时即会创建一个对象，如果不断调用方法则会创建大量StudentDao对象。
  2. 代码耦合度高：假设随着开发，我们创建了StudentDao另一个更加完善的实现类StudentDaoImpl2，如果在StudentService中想使用StudentDaoImpl2，则必须修改源码。

而IOC思想是将==创建对象的权利交给框架==，框架会帮助我们创建对象，分配对象的使用，控制权由程序代码转移到了框架中，控制权发生了反转，这就是Spring的IOC思想。而IOC思想可以完美的解决以上两个问题。

自定义对象容器

接下来我们通过一段代码模拟IOC思想。创建一个集合容器，先将对象创建出来放到容器中，需要使用对象时，只需要从容器中获取对象即可，而不需要重新创建，此时容器就是对象的管理者。

  1. 创建实体类

    public class Student {
  private int id;
  private String name;
  private String address;
    // 省略getter/setter/构造方法/tostring
}

  2. 创建Dao接口和实现类

    public interface StudentDao {
  // 根据id查询学生
  Student findById(int id);
}


public class StudentDaoImpl implements StudentDao{
  @Override
  public Student findById(int id) {
    // 模拟从数据库查找出学生
    return new Student(1,"张三","北京");
   }
}


public class StudentDaoImpl2 implements StudentDao{
  @Override
  public Student findById(int id) {
    // 模拟根据id查询学生
    System.out.println("新方法！！！");
    return new Student(1,"张三","北京");
   }
}

  3. 创建配置文件bean.properties，该文件中定义管理的对象

    studentDao=com.Spring.dao.StudentDaoImpl

  4. 创建容器管理类，该类在类加载时读取配置文件，将配置文件中配置的对象全部创建并放入容器中。

    public class Container {
  static Map<String,Object> map = new HashMap();


  static {
    // 读取配置文件
    InputStream is = Container.class.getClassLoader().getResourceAsStream("bean.properties");
    Properties properties = new Properties();
    try {
      properties.load(is);
     } catch (IOException e) {
      e.printStackTrace();
     }


    // 遍历配置文件的所有配置
    Enumeration<Object> keys = properties.keys();
    while (keys.hasMoreElements()){
      String key = keys.nextElement().toString();
      String value = properties.getProperty(key);
      try {
        // 创建对象
        Object o = Class.forName(value).newInstance();
        // 将对象放入集合中
        map.put(key,o);
       } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
       }
     }
   }


  // 从容器中获取对象
  public static Object getBean(String key){
    return map.get(key);
   }
}

  5. 创建Dao对象的调用者StudentService

    public class StudentService {
  public Student findStudentById(int id){
    // 从容器中获取对象
    StudentDao studentDao = (StudentDao) Container.getBean("studentDao");
    System.out.println(studentDao.hashCode());
    return studentDao.findById(id);
   }
}

  6. 测试StudentService

    public class Test {
  public static void main(String[] args) {
   StudentService studentService = new StudentService();
   System.out.println(studentService.findStudentById(1));
   System.out.println(studentService.findStudentById(1));
   }
}

测试结果：

  1. StudentService从容器中每次拿到的都是同一个StudentDao对象，节约了资源。

  2. 如果想使用StudentDaoImpl2对象，只需要修改bean.properties的内容为

    studentDao=com.Spring.dao.StudentDaoImpl2

    即可，无需修改Java源码。

Spring实现IOC

接下来我们使用Spring实现IOC，Spring内部也有一个容器用来管理对象。

  1. 创建Maven工程，引入依赖

    <dependencies>
  <dependency>
    <groupId>org.springframework</groupId>
    <artifactId>spring-context</artifactId>
    <version>5.3.13</version>
  </dependency>
  <dependency>
    <groupId>junit</groupId>
    <artifactId>junit</artifactId>
    <version>4.12</version>
    <scope>test</scope>
  </dependency>
</dependencies>

  2. 创建POJO类、Dao类和接口

    public class Student {
  private int id;
  private String name;
  private String address;
    // 省略getter/setter/构造方法/tostring
}


public interface StudentDao {
  // 根据id查询学生
  Student findById(int id);
}


public class StudentDaoImpl implements StudentDao{
  @Override
  public Student findById(int id) {
    // 模拟从数据库查找出学生
    return new Student(1,"张三","北京");
   }
}

  3. 编写xml配置文件，配置文件中配置需要Spring帮我们创建的对象。

    <?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">


  <bean id="studentDao" class="com.Spring.dao.StudentDaoImpl"></bean>
  
</beans>

  4. 测试从Spring容器中获取对象。

    public class TestContainer {
  @Test
  public void t1(){
    // 创建Spring容器
    ApplicationContext ac = new ClassPathXmlApplicationContext("bean.xml");
    // 从容器获取对象
    StudentDao studentDao1 = (StudentDao) ac.getBean("studentDao");
    StudentDao studentDao2 = (StudentDao) ac.getBean("studentDao");
    System.out.println(studentDao1.hashCode());
    System.out.println(studentDao2.hashCode());
    System.out.println(studentDao1.findById(1));
   }
}

Spring容器类型

容器接口

  • BeanFactory：BeanFactory是Spring容器中的顶层接口，它可以对Bean对象进行管理。

  • ApplicationContext：ApplicationContext是BeanFactory的子接口。它除了继承 BeanFactory的所有功能外，还添加了对国际化、资源访问、事件传播等方面的良好支持。

    ApplicationContext有以下三个常用实现类：

容器实现类
  • ClassPathXmlApplicationContext：该类可以从项目中读取配置文件
  • FileSystemXmlApplicationContext：该类从磁盘中读取配置文件
  • AnnotationConfigApplicationContext：使用该类不读取配置文件，而是会读取注解
@Test
public void t2(){
  // 创建spring容器
  //     ApplicationContext ac = new ClassPathXmlApplicationContext("bean.xml");
  ApplicationContext ac = new FileSystemXmlApplicationContext
      ("C:\\Users\\a\\IdeaProjects\\spring_demo\\src\\main\\resources\\bean.xml");
  
  // 从容器中获取对象
  StudentDao userDao = (StudentDao) ac.getBean("studentDao");
  System.out.println(userDao);
  System.out.println(userDao.findById(1));
}

对象的创建方式

Spring会帮助我们创建bean，那么它底层是调用什么方法进行创建的呢？

使用构造方法

Spring默认使用类的空参构造方法创建bean：

// 假如类没有空参构造方法，将无法完成bean的创建
public class StudentDaoImpl implements StudentDao{
  public StudentDaoImpl(int a){}
  
  @Override
  public Student findById(int id) {
    // 模拟根据id查询学生
    return new Student(1,"张三","北京");
   }
}
使用工厂类的方法

Spring可以调用工厂类的方法创建bean：

  1. 创建工厂类，工厂类提供创建对象的方法：

    public class StudentDaoFactory {
  public StudentDao getStudentDao(){
    return new StudentDaoImpl(1);
   }
}

  2. 在配置文件中配置创建bean的方式为工厂方式。

    <!--  id：工厂对象的id，class：工厂类  -->
<bean id="studentDaoFactory" class="com.Spring.dao.StudentDaoFactory"></bean>
<!--  id：bean对象的id，factory-bean：工厂对象的id，factory-method：工厂方法 -->
<bean id="studentDao" factory-bean="studentDaoFactory" factory-method="getStudentDao"></bean>

  3. 测试

使用工厂类的静态方法

Spring可以调用工厂类的静态方法创建bean：

  1. 创建工厂类，工厂提供创建对象的静态方法。

    public class StudentDaoFactory2 {
  public static StudentDao getStudentDao2() {
    return new StudentDaoImpl();
   }
}

  2. 在配置文件中配置创建bean的方式为工厂静态方法。

    <!-- id:bean的id  class:工厂全类名 factory-method:工厂静态方法  -->
<bean id="studentDao" class="com.Spring.dao.StudentDaoFactory2" factory-method="getStudentDao2"></bean>

  3. 测试

对象的创建策略

Spring通过配置<bean>中的scope属性设置对象的创建策略，共有五种创建策略：

  • singleton：单例，默认策略。整个项目只会创建一个对象，通过<bean>中的lazy-init属性可以设置单例对象的创建时机：

    lazy-init="false"(默认)：立即创建，在容器启动时会创建配置文件中的所有Bean对象。

    lazy-init="true"：延迟创建，第一次使用Bean对象时才会创建。

    配置单例策略：

    <!--   <bean id="studentDao" class="com.Spring.dao.StudentDaoImpl2" scope="singleton" lazy-init="true"></bean>-->
<bean id="studentDao" class="com.Spring.dao.StudentDaoImpl2" 
      scope="singleton" lazy-init="false">
</bean>

    测试单例策略：

    // 为Bean对象的类添加构造方法
public StudentDaoImpl2(){
  System.out.println("创建StudentDao！！！");
}
@Test
public void t2(){
  // 创建Spring容器
  ApplicationContext ac = new ClassPathXmlApplicationContext("bean1.xml");
  // 从容器获取对象
  StudentDao studentDao1 = (StudentDao) ac.getBean("studentDao");
  StudentDao studentDao2 = (StudentDao) ac.getBean("studentDao");
  StudentDao studentDao3 = (StudentDao) ac.getBean("studentDao");
  System.out.println(studentDao1.hashCode());
  System.out.println(studentDao2.hashCode());
  System.out.println(studentDao3.hashCode());
}

  • prototype：多例，每次从容器中获取时都会创建对象。

    <!-- 配置多例策略 -->
<bean id="studentDao"   class="com.Spring.dao.StudentDaoImpl2" scope="prototype"></bean>

  • request：每次请求创建一个对象，只在web环境有效。

  • session：每次会话创建一个对象，只在web环境有效。

  • gloabal-session：一次集群环境的会话创建一个对象，只在web环境有效。

对象的销毁时机

对象的创建策略不同，销毁时机也不同：

  • singleton：对象随着容器的销毁而销毁。
  • prototype：使用JAVA垃圾回收机制销毁对象。
  • request：当处理请求结束，bean实例将被销毁。
  • session：当HTTP Session最终被废弃的时候，bean也会被销毁掉。
  • gloabal-session：集群环境下的session销毁，bean实例也将被销毁。

生命周期方法

Bean对象的生命周期包含创建——使用——销毁，Spring可以配置Bean对象在创建和销毁时自动执行的方法：

  1. 定义生命周期方法

    public class StudentDaoImpl2 implements StudentDao{
   // 创建时自动执行的方法
  public void init(){
    System.out.println("创建StudentDao！！！");
   }


  // 销毁时自动执行的方法
  public void destory(){
    System.out.println("销毁StudentDao！！！");
   }
}

  2. 配置生命周期方法

    <!-- init-method:创建对象时执行的方法  destroy-method:销毁对象时执行的方法  -->
<bean id="studentDao" class="com.Spring.dao.StudentDaoImpl2" scope="singleton"
   init-method="init" destroy-method="destory"></bean>

  3. 测试

    @Test
public void t3(){
  // 创建Spring容器
  ClassPathXmlApplicationContext ac = new ClassPathXmlApplicationContext("bean1.xml");


  // 销毁Spring容器，ClassPathXmlApplicationContext才有销毁容器的方法
  ac.close();
}

获取Bean对象的方式

Spring有多种获取容器中对象的方式：

通过id/name获取

  1. 配置文件

    <bean name="studentDao" class="com.Spring.dao.StudentDaoImpl2"></bean>
    ||
<bean id="studentDao" class="com.Spring.dao.StudentDaoImpl2"></bean>

  2. 获取对象

    StudentDao studentDao = (StudentDao) ac.getBean("studentDao");
通过类型获取

  1. 配置文件

    <bean name="studentDao" class="com.Spring.dao.StudentDaoImpl2"></bean>

  2. 获取对象

    StudentDao studentDao2 = ac.getBean(StudentDao.class);

    可以看到使用类型获取不需要强转。

通过类型+id/name获取

虽然使用类型获取==不需要强转==，但如果在容器中有一个接口的多个实现类对象，则获取时会报错，此时需要使用类型+id/name获取

  1. 配置文件

    <bean name="studentDao" class="com.Spring.dao.StudentDaoImpl2"></bean>
<bean name="studentDao1" class="com.Spring.dao.StudentDaoImpl"></bean>

  2. 获取对象

    StudentDao studentDao2 = ac.getBean("studentDao",StudentDao.class);

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