Spring框架爆gan两万六千字，助你通关IoC和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Spring框架爆gan两万六千字，助你通关IoC和DI相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

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🥭本文内容：Spring框架IoC和DI的深入学习，助你逐步深入领悟这两个技术

Spring

文章目录

前言

我们为什么要学Spring呢?
从使用和占有率看

  • Spring在市场的占有率与使用率高

  • Spring在企业的技术选型命中率高

  • 所以说,Spring技术是JavaEE开发必备技能，企业开发技术选型命中率>90%

    说明:对于未使用Spring的项目一般都是些比较老的项目，大多都处于维护阶段。

从专业角度看

  • 随着时代发展，软件规模与功能都呈几何式增长，开发难度也在不断递增，该如何解决?
    • Spring可以简化开发，降低企业级开发的复杂性，使开发变得更简单快捷
  • 随着项目规模与功能的增长,遇到的问题就会增多，为了解决问题会引入更多的框架，这些框架如何协调工作?
    • Spring可以框架整合，高效整合其他技术，提高企业级应用开发与运行效率

综上所述，Spring是一款非常优秀而且功能强大的框架，不仅要学，而且还要学好。

一、Spring相关的概念

Spring家族

官网：Spring官网，从官网我们可以大概了解到：

  • Spring能做什么:用以开发web、微服务以及分布式系统等,光这三块就已经占了JavaEE开发的九成多。
  • Spring并不是单一的一个技术，而是一个大家族，可以从官网的Projects中查看其包含的所有技术。

Spring发展到今天已经形成了一种开发的生态圈,Spring提供了若干个项目,每个项目用于完成特定的功能。

  • Spring已形成了完整的生态圈，也就是说我们可以完全使用Spring技术完成整个项目的构建、设计与开发。

  • Spring有若干个项目，可以根据需要自行选择，把这些个项目组合起来，起了一个名称叫全家桶，如下图所示

    我们今天所学习的Spring其实指的是Spring Framework。

Spring系统架构

Spring Framework是Spring生态圈中最基础的项目，是其他项目的根基。它的发展也经历了很多版本的变更，每个版本都有相应的调整。

Spring Framework的5版本目前没有最新的架构图，而最新的是4版本，所以接下来主要研究的是4的架构图

(1)核心层

Core Container:核心容器，这个模块是Spring最核心的模块，其他的都需要依赖该模块

(2)AOP层

AOP:面向切面编程，它依赖核心层容器，目的是在不改变原有代码的前提下对其进行功能增强
Aspects:AOP是思想,Aspects是对AOP思想的具体实现

(3)数据层

Data Access:数据访问，Spring全家桶中有对数据访问的具体实现技术
Data Integration:数据集成，Spring支持整合其他的数据层解决方案，比如Mybatis
Transactions:事务，Spring中事务管理是Spring AOP的一个具体实现

(4)Web层

这一层的内容将在SpringMVC框架具体学习

(5)Test层

Spring主要整合了Junit来完成单元测试和集成测试

Spring核心概念

在Spring核心概念这部分内容中主要包含IOC/DI、IOC容器和Bean,那么问题就来了，这些都是什么呢?

  1. IOC（Inversion of Control）控制反转

(1)什么是控制反转呢？

使用对象时，由主动new产生对象转换为由外部提供对象，此过程中对象创建控制权由程序转移到外部，此思想称为控制反转。

  • 业务层要用数据层的类对象，以前是自己new的

  • 现在自己不new了，交给别人[外部]来创建对象

  • 别人[外部]就反转控制了数据层对象的创建权

  • 这种思想就是控制反转

  • 别人[外部]指定是什么呢?继续往下学
    (2)Spring和IOC之间的关系是什么呢?

  • Spring技术对IOC思想进行了实现

  • Spring提供了一个容器，称为IOC容器，用来充当IOC思想中的"外部"

  • IOC思想中的别人[外部]指的就是Spring的IOC容器

(3)IOC容器的作用以及内部存放的是什么?

  • IOC容器负责对象的创建、初始化等一系列工作，其中包含了数据层和业务层的类对象
  • 被创建或被管理的对象在IOC容器中统称为Bean
  • IOC容器中放的就是一个个的Bean对象

(4)当IOC容器中创建好service和dao对象后，程序能正确执行么?

  • 不行，因为service运行需要依赖dao对象
  • IOC容器中虽然有service和dao对象
  • 但是service对象和dao对象没有任何关系
  • 需要把dao对象交给service,也就是说要绑定service和dao对象之间的关系

像这种在容器中建立对象与对象之间的绑定关系就要用到DI:

  1. DI（Dependency Injection）依赖注入

(1)什么是依赖注入呢?

  • 在容器中建立bean与bean之间的依赖关系的整个过程，称为依赖注入
    • 业务层要用数据层的类对象，以前是自己new的
    • 现在自己不new了，靠别人[外部其实指的就是IOC容器]来给注入进来
    • 这种思想就是依赖注入

(2)IOC容器中哪些bean之间要建立依赖关系呢?

  • 这个需要程序员根据业务需求提前建立好关系，如业务层需要依赖数据层，service就要和dao建立依赖关系

介绍完Spring的IOC和DI的概念后，我们会发现这两个概念的最终目标就是:充分解耦，具体实现靠:

  • 使用IOC容器管理bean（IOC)
  • 在IOC容器内将有依赖关系的bean进行关系绑定（DI）
  • 最终结果为:使用对象时不仅可以直接从IOC容器中获取，并且获取到的bean已经绑定了所有的依赖关系.

入门案例

介绍完Spring的核心概念后，接下来我们得思考一个问题就是，Spring到底是如何来实现IOC和DI的，那接下来就通过一些简单的入门案例，来演示下具体实现过程:

需求分析:将BookServiceImpl和BookDaoImpl交给Spring管理，并从容器中获取对应的bean对象进行方法调用。

1.创建Maven的java项目

2.pom.xml添加Spring的依赖jar包

3.创建BookService,BookServiceImpl，BookDao和BookDaoImpl四个类

4.resources下添加spring配置文件，并完成bean的配置

5.使用Spring提供的接口完成IOC容器的创建

6.从容器中获取对象进行方法调用

步骤1:创建Maven项目
这个相信大家都会
步骤2:添加Spring的依赖jar包
pom.xml

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework</groupId>
        <artifactId>spring-context</artifactId>
        <version>5.2.10.RELEASE</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>junit</groupId>
        <artifactId>junit</artifactId>
        <version>4.12</version>
        <scope>test</scope>
    </dependency>
</dependencies>

步骤3:添加案例中需要的类
创建BookService,BookServiceImpl，BookDao和BookDaoImpl四个类

//BookDao
public interface BookDao 
    public void save();

//BookDaoImpl
public class BookDaoImpl implements BookDao 
    public void save() 
        System.out.println("book dao save ...");
    

//BookService
public interface BookService 
    public void save();

//BookServiceImpl
public class BookServiceImpl implements BookService 
    private BookDao bookDao = new BookDaoImpl();
    public void save() 
        System.out.println("book service save ...");
        bookDao.save();

步骤4:添加spring配置文件
resources下添加spring配置文件applicationContext.xml，并完成bean的配置

步骤5:在配置文件中完成bean的配置

<?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标签标示配置bean
    	id属性标示给bean起名字
    	class属性表示给bean定义类型
	-->
	<bean id="bookDao" class="com.hzy.dao.impl.BookDaoImpl"/>
    <bean id="bookService" class="com.hzy.service.impl.BookServiceImpl"/>

</beans>

注意事项：bean定义时id属性在同一个上下文中(配置文件)不能重复

步骤6:获取IOC容器
使用Spring提供的接口完成IOC容器的创建，创建App类，编写main方法

public class App 
    public static void main(String[] args) 
        //获取IOC容器
		ApplicationContext ctx = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");

步骤7:从容器中获取对象进行方法调用

public class App 
    public static void main(String[] args) 
        //获取IOC容器
		ApplicationContext ctx = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml"); 
//        BookDao bookDao = (BookDao) ctx.getBean("bookDao");
//        bookDao.save();
        BookService bookService = (BookService) ctx.getBean("bookService");
        bookService.save();

步骤8:运行程序

Spring的IOC入门案例已经完成，但是在BookServiceImpl的类中依然存在BookDaoImpl对象的new操作，它们之间的耦合度还是比较高，这块该如何解决，就需要用到下面的DI:依赖注入。
步骤1: 去除代码中的new
在BookServiceImpl类中，删除业务层中使用new的方式创建的dao对象

public class BookServiceImpl implements BookService 
    //删除业务层中使用new的方式创建的dao对象
    private BookDao bookDao;

    public void save() 
        System.out.println("book service save ...");
        bookDao.save();

步骤2:为属性提供setter方法
在BookServiceImpl类中,为BookDao提供setter方法

public class BookServiceImpl implements BookService 
    //删除业务层中使用new的方式创建的dao对象
    private BookDao bookDao;

    public void save() 
        System.out.println("book service save ...");
        bookDao.save();
    
    //提供对应的set方法
    public void setBookDao(BookDao bookDao) 
        this.bookDao = bookDao;

步骤3:修改配置完成注入
在配置文件中添加依赖注入的配置

<?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标签标示配置bean
    	id属性标示给bean起名字
    	class属性表示给bean定义类型
	-->
    <bean id="bookDao" class="com.hzy.dao.impl.BookDaoImpl"/>

    <bean id="bookService" class="com.hzy.service.impl.BookServiceImpl">
        <!--配置server与dao的关系-->
        <!--property标签表示配置当前bean的属性
        		name属性表示配置哪一个具体的属性
        		ref属性表示参照哪一个bean
		-->
        <property name="bookDao" ref="bookDao"/>
    </bean>

</beans>

注意:配置中的两个bookDao的含义是不一样的

  • name="bookDao"中bookDao的作用是让Spring的IOC容器在获取到名称后，将首字母大写，前面加set找对应的setBookDao()方法进行对象注入
  • ref="bookDao"中bookDao的作用是让Spring能在IOC容器中找到id为bookDao的Bean对象给bookService进行注入
  • 综上所述，对应关系如下:

    步骤4:运行程序

IOC相关内容

通过前面两个案例，我们已经学习了bean如何定义配置，DI如何定义配置以及容器对象如何获取的内容，接下来主要是把这三块内容展开进行详细的讲解，深入的学习下这三部分的内容，首先是bean基础配置。

bean基础配置

对于bean的配置中，主要会讲解bean基础配置,bean的别名配置,bean的作用范围配置(重点),这三部分内容：
bean基础配置(id与class)
对于bean的基础配置，在前面的案例中已经使用过:

<bean id="" class=""/>

其中，bean标签的功能、使用方式以及id和class属性的作用，我们通过表格来描述下

类别描述
名称bean
类型标签
所属beans标签
功能定义Spring核心容器管理的对象
格式<bean/> ==== <bean></bean>
属性列表id:bean的id，使用容器可以通过id值获取对应的bean，在一个容器中id值唯一
class:bean的类型，即配置的bean的全部路径名
范例<bean id="bookDao" class="com.hzy.dao.BookDao"/>

其中需要大家重点掌握的是:bean标签的id和class属性的使用。
bean的name属性
步骤1：配置别名
打开spring的配置文件applicationContext.xml

<?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">

    <!--name:为bean指定别名，别名可以有多个，使用逗号，分号，空格进行分隔-->
    <bean id="bookService" name="service service4 bookEbi" class="com.hzy.service.impl.BookServiceImpl">
        <property name="bookDao" ref="bookDao"/>
    </bean>

    <!--scope：为bean设置作用范围，可选值为单例singloton，非单例prototype-->
    <bean id="bookDao" name="dao" class="com.hzy.dao.impl.BookDaoImpl"/>
</beans>

步骤2:根据名称容器中获取bean对象

public class AppForName 
    public static void main(String[] args) 
        ApplicationContext ctx = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
        //此处根据bean标签的id属性和name属性的任意一个值来获取bean对象
        BookService bookService = (BookService) ctx.getBean("service4");
        bookService.save();

步骤3:运行程序

注意事项:

bean依赖注入的ref属性指定bean，必须在容器中存在

如果不存在,则会报错，如下:

获取bean无论是通过id还是name获取，如果无法获取到，将抛出异常NoSuchBeanDefinitionException

bean作用范围scope配置
关于bean的作用范围是bean属性配置的一个重点内容。

看到这个作用范围，我们就得思考bean的作用范围是来控制bean哪块内容的?
bean作用范围的配置属性:

类别描述
名称scope
类型属性
所属bean标签
功能定义bean的作用范围，有singleton：单例（默认）和prototype：非单例
范例<bean id="bookDao" class="com.hzy.dao.impl.BookDaoImpl" scope="prototype"/>

同学们可以通过以下代码测试：

public class AppForScope 
    public static void main(String[] args) 
        ApplicationContext ctx = new 
            ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");

        BookDao bookDao1 = (BookDao) ctx.getBean("bookDao");
        BookDao bookDao2 = (BookDao) ctx.getBean("bookDao");
        System.out.println(bookDao1);
        System.out.println(bookDao2);

打印，观察控制台的打印结果会发现两个对象的值是一样的，因此我们可以验证在默认情况下scope的默认值为singleton（单例）
而非单例则需要我们去设置：
在Spring配置文件中，配置scope属性来实现bean的非单例创建
在Spring的配置文件中，修改<bean>的scope属性,将scope设置为prototype

<bean id="bookDao" name="dao" class="com.hzy.dao.impl.BookDaoImpl" scope="prototype"/>

测试打印出的结果会发现对象的值不一样。

bean实例化

对象已经能交给Spring的IOC容器来创建了，但是容器是如何来创建对象的呢?

就需要研究下bean的实例化过程，在这块内容中主要解决两部分内容，分别是

  • bean是如何创建的
  • 实例化bean的三种方式，构造方法,静态工厂和实例工厂

在讲解这三种创建方式之前，我们需要先确认一件事:

bean本质上就是对象，对象在new的时候会使用构造方法完成，那创建bean也是使用构造方法完成的。

基于这个知识点出发，我们来验证spring中bean的三种创建方式。
我们先来研究下Spring中的第一种bean的创建方式构造方法实例化:
步骤1:准备需要被创建的类
准备一个BookDao和BookDaoImpl类

public interface BookDao 
    public void save();


public class BookDaoImpl implements BookDao 
    public void save() 
        System.out.println("book dao save ...");

步骤2:将类配置到Spring容器

<?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="bookDao" class="com.hzy.dao.impl.BookDaoImpl"/>

</beans>

步骤3:编写运行程序

public class AppForInstanceBook 
    public static void main(String[] args) 
        ApplicationContext ctx = new 
            ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
        BookDao bookDao = (BookDao) ctx.getBean("bookDao");
        bookDao.save();

步骤4:类中提供构造函数测试
在BookDaoImpl类中添加一个无参构造函数，并打印一句话，方便观察结果。

public class BookDaoImpl implements BookDao 
    public BookDaoImpl() 
        System.out.println("book dao constructor is running ....");
    
    public void save() 
        System.out.println("book dao save ...");

运行程序，如果控制台有打印构造函数中的输出，说明Spring容器在创建对象的时候也走的是构造函数

步骤5:将构造函数改成private测试

public class BookDaoImpl implements BookDao 
    private BookDaoImpl() 
        System.out.println("book dao constructor is running ....");
    
    public void save() 
        System.out.println("book dao save ...");

运行程序，能执行成功,说明内部走的依然是构造函数,能访问到类中的私有构造方法,显而易见Spring底层用的是反射

步骤6:构造函数中添加一个参数测试

public class BookDaoImpl implements BookDao 
    private BookDaoImpl(int i) 
        System.out.println("book dao constructor is running ....");
    
    public void save() 
        System.out.println("book dao save ...");

运行程序，

程序会报错，说明Spring底层使用的是类的无参构造方法。

分析Spring的错误信息
com.itheima.dao.impl.BookDaoImpl.<init>()

  • nested:嵌套的意思，后面的异常内容和最底层的异常是一致的
  • Caused by: org.springframework.beans.BeanInstantiationException: Failed to instantiate [com.itheima.dao.impl.BookDaoImpl]: No default constructor found;
    • Caused by: 引发
    • BeanInstantiationException:翻译为bean实例化异常
    • No default constructor found:没有一个默认的构造函数被发现

静态工厂实例化
接下来研究Spring中的第二种bean的创建方式静态工厂实例化:
工厂方式创建bean
在讲这种方式之前，我们需要先回顾一个知识点是使用工厂来创建对象的方式:

(1)准备一个OrderDao和OrderDaoImpl类

public interface OrderDao 
    public void save();


public class OrderDaoImpl implements OrderDao 
    public void save() 
        System.out.println("order dao save ...");

(2)创建一个工厂类OrderDaoFactory并提供一个静态方法

//静态工厂创建对象
public class OrderDaoFactory 
    public static OrderDao getOrderDao()
        return new OrderDaoImpl();

(3)编写AppForInstanceOrder运行类，在类中通过工厂获取对象

public class AppForInstanceOrder 
    public static void main(String[] args) 
        //通过静态工厂创建对象
        OrderDao orderDao = OrderDaoFactory.getOrderDao();
        orderDao.save();
    
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