Spring01-控制反转(IOC)与依赖注入(DI)
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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了Spring01-控制反转(IOC)与依赖注入(DI)相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
控制反转[IOC]与依赖注入[DI]
程序的耦合和解耦
耦合
: 程序间的依赖关系.在开发中,应该做到解决编译期依赖
,即编译期不依赖,运行时才依赖
.- 解耦的思路: 使用反射来创建对象,而避免使用new关键字,并通过读取配置文件来获取要创建的对象全限定类名.
下面以两个例子来说明如何解耦。
解耦实例1: JDBC驱动注册
JDBC操作中注册驱动时,我们不使用DriverManager
的register
方法,而采用Class.forName("驱动类全类名")
的方式.
public static void main(String[] args) throws SQLException, ClassNotFoundException {
//注册驱动的两种方式
// 1. 创建驱动类的实例
//DriverManager.registerDriver(new com.mysql.jdbc.Driver());
// 2. 通过反射加载驱动类
Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver"); // 实际开发中此类名从properties文件中读取
//3.获取连接
Connection conn = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/eesy","root","1234");
//4.获取操作数据库的预处理对象
PreparedStatement pstm = conn.prepareStatement("select * from account");
//5.执行SQL,得到结果集
ResultSet rs = pstm.executeQuery();
//6.遍历结果集
while(rs.next()){
System.out.println(rs.getString("name"));
}
//7.释放资源
rs.close();
pstm.close();
conn.close();
}
查看com.mysql.jdbc.Driver
类的源码如下,在类加载和初始化时,会执行static代码块中的部分,也就是说加载类的时候就自动注册驱动了.
public class Driver extends NonRegisteringDriver implements java.sql.Driver {
static {
try {
java.sql.DriverManager.registerDriver(new Driver()); // 类初始化时执行注册动作
} catch (SQLException E) {
throw new RuntimeException("Can‘t register driver!");
}
}
public Driver() throws SQLException {
// Required for Class.forName().newInstance()
}
}
即使驱动类不存在,在编译时也不会报错,解决了编译器依赖
.
解耦实例2: UI层,Service层,Dao层的调用
在Web项目中,UI层
,Service层
,Dao层
之间有着前后调用的关系.
public class MyServiceImpl implements IMyService {
private IMyDao myDao = new MyDaoImpl(); // 业务层要调用持久层的接口和实现类
public void myService(){
myDao.serviceProcess();
}
}
业务层
依赖持久层
的接口和实现类,若编译时不存在没有持久层实现类,则编译将不能通过,这构成了编译器依赖
。
解决耦合的思路: 工厂模式解耦
在实际开发中可以把三层的对象的全类名都使用配置文件保存起来,当启动服务器应用加载的时候,创建这些对象的实例并保存在容器
中. 在获取对象时,不使用new的方式,而是直接从容器
中获取,这就是工厂设计模式
.
/**
* 一个创建Bean对象的工厂
*
* Bean:在计算机英语中,有可重用组件的含义。
* JavaBean:用java语言编写的可重用组件。
* javabean > 实体类
*
* 它就是创建我们的service和dao对象的。
*
* 第一个: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)
* 第二个:通过读取配置文件中配置的内容,反射创建对象
*
* 我的配置文件可以是xml也可以是properties
*/
public class BeanFactory {
//定义一个Properties对象
private static Properties props;
//定义一个Map,用于存放我们要创建的对象。我们把它称之为容器
private static Map<String,Object> beans;
//使用静态代码块为Properties对象赋值
static {
try {
//实例化对象
props = new Properties();
//获取properties文件的流对象
InputStream in = BeanFactory.class.getClassLoader().getResourceAsStream("bean.properties");
props.load(in);
//实例化容器
beans = new HashMap<String,Object>();
//取出配置文件中所有的Key
Enumeration keys = props.keys();
//遍历枚举
while (keys.hasMoreElements()){
//取出每个Key
String key = keys.nextElement().toString();
//根据key获取value
String beanPath = props.getProperty(key);
//反射创建对象
Object value = Class.forName(beanPath).newInstance();
//把key和value存入容器中
beans.put(key,value);
}
}catch(Exception e){
throw new ExceptionInInitializerError("初始化properties失败!");
}
}
/**
* 根据bean的名称获取对象
* @param beanName
* @return
*/
public static Object getBean(String beanName){
return beans.get(beanName);
}
/**
* 根据Bean的名称获取bean对象
* @param beanName
* @return
public static Object getBean(String beanName){
Object bean = null;
try {
String beanPath = props.getProperty(beanName);
// System.out.println(beanPath);
bean = Class.forName(beanPath).newInstance();//每次都会调用默认构造函数创建对象
}catch (Exception e){
e.printStackTrace();
}
return bean;
}*/
}
使用springIOC解决程序耦合
简单实例
- 准备工作: 创建MAVEN项目,并准备三层接口类和实现类,创建maven项目,配置其
pom.xml
如下:
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
<modelVersion>4.0.0</modelVersion>
<groupId>cn.maoritian</groupId>
<artifactId>learnspring</artifactId>
<version>1.0-SNAPSHOT</version>
<dependencies>
<!-- 引入-->
<dependency>
<groupId>org.springframework</groupId>
<artifactId>spring-context</artifactId>
<version>5.0.2.RELEASE</version>
</dependency>
</dependencies>
</project>
创建三层接口类和实现类的结构如下,模拟一个保存账户的服务.
- 配置
bean
: 在类的根路径下的resource
目录下创建bean.xml
文件,把对象的创建交给spring来管理.
每个<bean>
标签对应一个类,其class
属性为该类的全类名,id
属性为该类的id,在spring配置中,通过id
获取类的对象.
<?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">
<!--把对象的创建交给spring来管理-->
<bean id="accountService" class="com.itheima.service.impl.AccountServiceImpl"></bean>
<bean id="accountDao" class="com.itheima.dao.impl.AccountDaoImpl"></bean>
</beans>
- 在表现层文件
Client.java
中通过容器
创建对象.通过核心容器的getBean()
方法获取具体对象.
public class Client {
public static void main(String[] args) {
// 获取核心容器对象
ApplicationContext ac = new ClassPathXmlApplicationContext("bean.xml");
// 根据id获取Bean对象
IAccountService as = (IAccountService)ac.getBean("accountService");
// 执行as的具体方法
// ...
}
}
我们常用的容器有三种: ClassPathXmlApplicationContext
,FileSystemXmlApplicationContext
,AnnotationConfigApplicationContext
.
-
ClassPathXmlApplicationContext
: 它是从类的根路径下加载配置文件. -
FileSystemXmlApplicationContext
: 它是从磁盘路径上加载配置文件. -
AnnotationConfigApplicationContext
: 读取注解创建容器.
使用XML配置文件实现IOC
使用配置文件实现IOC,要将托管给spring的类写进bean.xml
配置文件中.
bean标签
- 作用: 配置托管给spring的对象,默认情况下调用类的无参构造函数,若果没有无参构造函数则不能创建成功
- 属性:
id
: 指定对象在容器中的标识,将其作为参数传入getBean()
方法可以获取获取对应对象。class
: 指定类的全类名,默认情况下调用无参构造函数。scope
: 指定对象的作用范围,可选值如下singleton
: 单例对象,默认值prototype
: 多例对象request
: 将对象存入到web项目的request域
中session
: 将对象存入到web项目的session域
中global session
: 将对象存入到web项目集群的session域
中,若不存在集群,则global session
相当于session
。
init-method
:指定类中的初始化方法名称,在对象创建成功之后执行destroy-method
:指定类中销毁方法名称,对prototype
多例对象没有作用,因为多利对象的销毁时机不受容器
控制
bean的作用范围和生命周期
- 单例对象:
scope="singleton"
- 作用范围: 每个应用只有一个该对象的实例,它的作用范围就是整个应用
- 生命周期: 单例对象的创建与销毁 和 容器的创建与销毁时机一致
- 对象出生: 当应用加载,创建容器时,对象就被创建
- 对象活着: 只要容器存在,对象一直活着
- 对象死亡: 当应用卸载,销毁容器时,对象就被销毁
- 多例对象: scope="prototype"
- 作用范围: 每次访问对象时,都会重新创建对象实例.
- 生命周期: 多例对象的创建与销毁时机不受容器控制
- 对象出生: 当使用对象时,创建新的对象实例
- 对象活着: 只要对象在使用中,就一直活着
- 对象死亡: 当对象长时间不用时,被 java 的垃圾回收器回收了
实例化 Bean 的三种方式
-
使用默认无参构造函数创建对象: 默认情况下会根据默认无参构造函数来创建类对象,若Bean类中没有默认无参构造函数,将会创建失败.
<bean id="accountService" class="cn.maoritian.service.impl.AccountServiceImpl"></bean>
-
使用静态工厂的方法创建对象:
创建静态工厂如下:
// 静态工厂,其静态方法用于创建对象 public class StaticFactory { public static IAccountService createAccountService(){ return new AccountServiceImpl(); } }
使用
StaticFactory
类中的静态方法createAccountService
创建对象,涉及到<bean>
标签的属性:id
属性: 指定对象在容器中的标识,用于从容器中获取对象。class
属性: 指定静态工厂的全类名。factory-method
属性: 指定生产对象的静态方法。
<bean id="accountService" class="cn.maoritian.factory.StaticFactory" factory-method="createAccountService"> </bean>
其实,类的构造函数也是静态方法,因此
默认无参构造函数
也可以看作一种静态工厂方法
-
使用实例工厂的方法创建对象
创建实例工厂如下:
public class InstanceFactory { public IAccountService createAccountService(){ return new AccountServiceImpl(); } }
先创建实例工厂对象
instanceFactory
,通过调用其createAccountService()
方法创建对象,涉及到<bean>
标签的属性:factory-bean
属性: 指定实例工厂的id
factory-method
属性: 指定实例工厂中生产对象的方法
<bean id="instancFactory" class="cn.maoritian.factory.InstanceFactory"></bean> <bean id="accountService" factory-bean="instancFactory" factory-method="createAccountService"></bean>
依赖注入
依赖注入的概念
依赖注入(Dependency Injection)
是spring框架核心ioc的具体实现.
通过控制反转,我们把创建对象托管给了spring,但是代码中不可能消除所有依赖,例如:业务层仍然会调用持久层的方法,因此业务层类中应包含持久化层的实现类对象.
我们等待框架通过配置的方式将持久层对象传入业务层,而不是直接在代码中new某个具体的持久化层实现类,这种方式称为依赖注入
.
依赖注入的方法
因为我们是通过反射的方式来创建属性对象的,而不是使用new关键字,因此我们要指定创建出对象各字段的取值.
使用构造函数注入
通过类默认的构造函数来给创建类的字段赋值,相当于调用类的构造方法.
涉及的标签:
- 寻找要赋值给的字段
- index: 指定参数在构造函数参数列表的索引位置
- type: 指定参数在构造函数中的数据类型
- name: 指定参数在构造函数中的变量名,最常用的属性
- 指定赋给字段的值
value
: 给基本数据类型和String类型赋值ref
: 给其它Bean类型的字段赋值,ref
属性的值应为配置文件中配置的Bean
的id
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
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 void saveAccount() {
System.out.println(name+","+age+","+birthday);
}
}
<!-- 使用Date类的无参构造函数创建Date对象 -->
<bean id="now" class="java.util.Date" scope="prototype"></bean>
<bean id="accountService" class="cn.maoritian.service.impl.AccountServiceImpl">
<constructor-arg name="name" value="myname"></constructor-arg>
<constructor-arg name="age" value="18"></constructor-arg>
<!-- birthday字段为已经注册的bean对象,其id为now -->
<constructor-arg name="birthday" ref="now"></constructor-arg>
</bean>
使用set方法注入(更常用)
在类中提供需要注入成员属性的set方法,创建对象只调用要赋值属性的set方法.
涉及的标签: <property>
,用来定义要调用set方法的成员. 其主要属性可大致分为两类:
- 指定要调用set方法赋值的成员字段
name
:要调用set方法赋值的成员字段
- 指定赋给字段的值
value
: 给基本数据类型和String类型赋值ref
: 给其它Bean类型的字段赋值,ref
属性的值应为配置文件中配置的Bean
的id
public class AccountServiceImpl implements IAccountService {
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;
}
@Override
public void saveAccount() {
System.out.println(name+","+age+","+birthday);
}
}
<!-- 使用Date类的无参构造函数创建Date对象 -->
<bean id="now" class="java.util.Date" scope="prototype"></bean>
<bean id="accountService" class="cn.maoritian.service.impl.AccountServiceImpl">
<property name="name" value="myname"></property>
<property name="age" value="21"></property>
<!-- birthday字段为已经注册的bean对象,其id为now -->
<property name="birthday" ref="now"></property>
</bean>
注入集合字段
集合字段及其对应的标签按照集合的结构分为两类: 相同结构的集合标签之间可以互相替换.
-
只有键的结构:
- 数组字段:
<array>
标签表示集合,<value>
标签表示集合内的成员. - List字段:
<list>
标签表示集合,<value>
标签表示集合内的成员. - Set字段:
<set>
标签表示集合,<value>
标签表示集合内的成员.
其中
<array>
,<list>
,<set>
标签之间可以互相替换使用. - 数组字段:
-
键值对的结构:
- Map字段:
<map>
标签表示集合,<entry>
标签表示集合内的键值对,其key
属性表示键,value
属性表示值. - Properties字段:
<props>
标签表示集合,<prop>
标签表示键值对,其key
属性表示键,标签内的内容表示值.
其中
<map>
,<props>
标签之间,<entry>
,<prop>
标签之间可以互相替换使用. - Map字段:
下面使用set方法注入各种集合字段
public class AccountServiceImpl implements IAccountService {
// 集合字段
private String[] myArray;
private List<String> myList;
private Set<String> mySet;
private Map<String,String> myMap;
private Properties myProps;
// 集合字段的set方法
public void setMyStrs(String[] myArray) {
this.myArray = myArray;
}
public void setMyList(List<String> myList) {
this.myList = myList;
}
public void setMySet(Set<String> mySet) {
this.mySet = mySet;
}
public void setMyMap(Map<String, String> myMap) {
this.myMap = myMap;
}
public void setMyProps(Properties myProps) {
this.myProps = myProps;
}
@Override
public void saveAccount() {
System.out.println(Arrays.toString(myArray));
System.out.println(myList);
System.out.println(mySet);
System.out.println(myMap);
System.out.println(myProps);
}
}
<bean id="accountService" class="cn.maoritian.service.impl.AccountServiceImpl3">
<property name="myStrs">
<array>
<value>value1</value>
<value>value2</value>
<value>value3</value>
</array>
</property>
<property name="myList">
<list>
<value>value1</value>
<value>value2</value>
<value>value3</value>
</list>
</property>
<property name="mySet">
<set>
<value>value1</value>
<value>value2</value>
<value>value3</value>
</set>
</property>
<property name="myMap">
<map>
<entry key="key1" value="value1"></entry>
<entry key="key2">
<value>value2</value>
</entry>
</map>
</property>
<property name="myProps">
<props>
<prop key="key1">value1</prop>
<prop key="key2">value2</prop>
</props>
</property>
</bean>
使用注解实现IOC
使用注解实现IOC,要将注解写在类的定义中
常用注解
用于创建对象的注解
这些注解的作用相当于bean.xml
中的<bean>
标签
@Component
: 把当前类对象存入spring容器中,其属性如下:value
: 用于指定当前类的id
. 不写时默认值是当前类名,且首字母改小写
@Controller
: 将当前表现层对象存入spring容器中@Service
: 将当前业务层对象存入spring容器中@Repository
: 将当前持久层对象存入spring容器中
@Controller
,@Service
,@Repository
注解的作用和属性与@Component
是一模一样的,可以相互替代,它们的作用是使三层对象的分别更加清晰.
用于注入数据的注解
这些注解的作用相当于bean.xml
中的<property>
标签.
@Autowired
: 自动按照成员变量类型注入.- 注入过程
- 当spring容器中有且只有一个对象的类型与要注入的类型相同时,注入该对象.
- 当spring容器中有多个对象类型与要注入的类型相同时,使用要注入的变量名作为bean的
id
,在spring 容器查找,找到则注入该对象.找不到则报错.
- 出现位置: 既可以在变量上,也可以在方法上
- 细节: 使用注解注入时,set方法可以省略
- 注入过程
@Qualifier
: 在自动按照类型注入的基础之上,再按照bean的id
注入.- 出现位置: 既可以在变量上,也可以在方法上.注入变量时不能独立使用,必须和
@Autowire
一起使用; 注入方法时可以独立使用. - 属性:
value
: 指定bean的id
.
- 出现位置: 既可以在变量上,也可以在方法上.注入变量时不能独立使用,必须和
@Resource
: 直接按照bean的id
注入,它可以独立使用.独立使用时相当于同时使用@Autowired
和@Qualifier
两个注解.- 属性:
name
: 指定bean的id
- 属性:
@Value
: 注入基本数据类型和String类型数据- 属性:
value
: 用于指定数据的值,可以使用el表达式(${表达式}
)
- 属性:
用于改变作用范围的注解
这些注解的作用相当于bean.xml
中的<bean>
标签的scope
属性.
@Scope
: 指定bean的作用范围- 属性:
value
: 用于指定作用范围的取值,"singleton"
,"prototype"
,"request"
,"session"
,"globalsession"
.
- 属性:
和生命周期相关的注解
这些注解的作用相当于bean.xml
中的<bean>
标签的init-method
和destroy-method
属性
@PostConstruct
: 用于指定初始化方法@PreDestroy
: 用于指定销毁方法
spring的半注解配置和纯注解配置
spring的注解配置可以与xml配置并存,也可以只使用注解配置
半注解配置
在半注解配置
下,spring容器仍然使用ClassPathXmlApplicationContext
类从xml文件中读取IOC配置,同时在xml文件中告知spring创建容器时要扫描的包.
例如,使用半注解模式时,上述简单实例中的beans.xml
内容如下:
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd
http://www.springframework.org/schema/context
http://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd">
<!--告知spring在创建容器时要扫描的包,配置此项所需标签不在beans的约束中,而在一个名为context的名称空间和约束中-->
<context:component-scan base-package="cn.maoritian"></context:component-scan>
</beans>
然后将spring注解加在类的定义中.
纯注解配置
在纯注解配置下,我们用配置类替代bean.xml
,spring容器使用AnnotationApplicationContext
类从spring配置类中读取IOC配置.
纯注解配置下的注解
@Configuration
: 用于指定当前类是一个spring配置类,当创建容器时会从该类上加载注解.获取容器时需要使用AnnotationApplicationContext(有@Configuration注解的类.class)
.@ComponentScan
: 指定spring在初始化容器时要扫描的包,作用和bean.xml
文件中<context:component-scan base-package="要扫描的包名"/>
是一样的. 其属性如下:basePackages
: 用于指定要扫描的包,是value
属性的别名.
@Bean
: 该注解只能写在方法上,表明使用此方法创建一个对象,并将该方法的返回值
放入spring容器,其属性如下:name
: 指定此方法创建出的bean对象的id
.- 细节: 使用注解配置方法时,如果方法有参数,Spring框架会到容器中查找有没有可用的bean对象,查找的方式与
@Autowired
注解时一样的.
@PropertySource
: 用于加载properties配置文件中的配置.例如配置数据源时,可以把连接数据库的信息写到properties配置文件中,就可以使用此注解指定properties配置文件的位置,其属性如下:value
: 用于指定properties文件位置.如果是在类路径下,需要写上"classpath:"
.
@Import
: 用于导入其他配置类.当我们使用@Import
注解之后,有@Import
注解的类就是父配置类,而导入的都是子配置类. 其属性如下:value
: 用于指定其他配置类的字节码.
实例: 使用纯注解配置实现数据库CRUD
-
项目结构: 其中包
cn.maoritian
存放业务代码,包config
存放配置类. dao层选用DBUtils
和c3p0
. -
包
cn.maoritian
存放业务代码,其中dao层实现类和service层实现类的代码如下:dao层实现类:
@Repository("accountDao") public class AccountDaoImpl implements IAccountDao { @Autowired // 自动从spring容器中寻找QueryRunner类型对象注入给runner成员变量 private QueryRunner runner; // DBUtil对象,用来执行SQL语句 public List<Account> findAllAccount() { // 功能实现... } public void saveAccount(Account account) { // 功能实现... } public void deleteAccount(Integer accountId) { // 功能实现... } }
service层实现类:
@Service("accountService") public class AccountServiceImpl implements IAccountService{ @Autowired // 自动从spring容器中寻找IAccountDao类型对象注入给accountDao成员变量 private IAccountDao accountDao; // dao层对象,用来执行数据持久化操作 public List<Account> findAllAccount() { // 功能实现... } public void saveAccount(Account account) { // 功能实现... } public void deleteAccount(Integer accountId) { // 功能实现... } }
-
包
config
存放配置类,其中配置类代码如下:其中
SpringConf
类为主配置类,内容如下:@Configuration // 说明此类为配置类 @ComponentScan("cn.maoritian") // 指定初始化容器时要扫描的包 @Import(JdbcConfig.class) // 引入JDBC配置类 public class SpringConfiguration { }
其中
JDBCConfig
类为JDBC配置类,内容如下:@Configuration // 说明此类为配置类 @PropertySource("classpath:jdbc.properties") // 指定配置文件的路径,关键字classpath表示类路径 public class JdbcConfig { @Value("${jdbc.driver}") // 为driver成员属性注入值,使用el表达式 private String driver; @Value("${jdbc.url}") // 为url成员属性注入值,使用el表达式 private String url; @Value("${jdbc.username}") // 为usernamer成员属性注入值,使用el表达式 private String username; @Value("${jdbc.password}") // 为password成员属性注入值,使用el表达式 private String password; // 创建DBUtils对象 @Bean(name="runner") // 此将函数返回的bean对象存入spring容器中,其id为runner @Scope("prototype") // 说明此bean对象的作用范围为多例模式,以便于多线程访问 public QueryRunner createQueryRunner(@Qualifier("ds") DataSource dataSource){ // 为函数参数datasource注入id为ds的bean对象 return new QueryRunner(dataSource); } // 创建数据库连接池对象 @Bean(name="ds") // 此将函数返回的bean对象存入spring容器中,其id为ds public DataSource createDataSource(){ try { ComboPooledDataSource ds = new ComboPooledDataSource(); ds.setDriverClass(driver); ds.setJdbcUrl(url); ds.setUser(username); ds.setPassword(password); return ds; }catch (Exception e){ throw new RuntimeException(e); } } }
以上是关于Spring01-控制反转(IOC)与依赖注入(DI)的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章