Java-主流框架—（1）Spring--IoC

1.Spring介绍 1.1什么是框架

软件工程框架：经过验证的，具有一定功能的，半成品软件

• 经过验证

• 具有一定功能

• 半成品

1.2框架的作用

 1.3Spring是什么

Spring是分层的JavaSE/EE应用full-stack轻量级开源框架

 1.4Spring的体系结构

 1.5Spring的优势

Spring的优势
方便解耦，简化开发	第一天
方便集成各种优秀框架	第一天
方便程序的测试	第二天
AOP编程的支持	第三天
声明式事务的支持	第四天
降低JavaEE API的使用难度	第四天
Java源码是经典学习范例	长期学习

2.IoC简介 2.1优质代码的制作原则

2.2耦合与内聚

• 耦合（Coupling）：代码书写过程中所使用技术的结合紧密度，用于衡量软件中各个模块之间的互联程度

• 内聚（Cohesion）：代码书写过程中单个模块内部各组成部分间的联系，用于衡量软件中各个功能模块内部的功能联系

程序书写的目标：高内聚，低耦合

• 就是同一个模块内的各个元素之间要高度紧密，但是各个模块之间的相互依存度却不要那么紧密

2.3工厂模式

 

 

 2.4Spring发展历程

 

2.5IoC 

• IoC（Inversion Of Control）控制反转，Spring反向控制应用程序所需要使用的外部资源

• Spring控制的资源全部放置在Spring容器中，该容器称为IoC容器

3.入门案例 3.1案例环境

模拟三层架构中表现层调用业务层功能

• 表现层：UserApp模拟UserServlet（使用main方法模拟）

• 业务层：UserService

3.2IoC入门案例的制作

1.导入spring坐标（5.1.9.release）

2.编写业务层与表现层（模拟）接口与实现类

3.建立spring配置文件

4.配置所需资源（Service）为spring控制的资源

5.表现层（App）通过spring获取资源（Service实例）

3.2.1入门步骤1

    org.springframework
    spring-context
    5.1.9.RELEASE

3.2.2入门步骤2

public interface UserService {
	//业务方法  
	void save();
}

3.2.3入门操作3

public class UserServiceImpl implements UserService {
    public void save() {
        System.out.println("user service running...");
    }
}

3.2.4入门操作4

3.2.5入门操作5

public class UserApp {
    public static void main(String[] args) {
        //2.加载配置文件
        ApplicationContext ctx = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
        //3.获取资源
        UserService userService = (UserService) ctx.getBean("userService");
        userService.save();
    }
}

4.IoC配置(XML格式) 4.1bean

• 名称：bean

• 类型：标签

• 归属：beans标签

• 作用：定义spring中的资源，受此标签定义的资源将受到spring控制

• 格式：

基本属性：

id：bean的名称，通过id值获取bean

​ class：bean的类型

​ name：bean的名称，可以通过name值获取bean，用于多人配合时给bean起别名

4.2bean属性scope

• 名称：scope

• 类型：属性

• 归属：bean标签

• 作用：定义bean的作用范围（用于控制bean创建后-的对象是否是单例的）

• 格式：

取值：

• singleton：设定创建出的对象保存在spring容器中，是一个单例的对象

• prototype：设定创建出的对象保存在spring容器中，是一个非单例的对象

• request、session、application、 websocket ：设定创建出的对象放置在web容器对应的位置

• 单例先创建 在加载。非单例先加载，再创建。

4.3bean生命周期

• 名称：init-method，destroy-method

• 类型：属性

• 归属：bean标签

• 作用：定义bean对象在初始化或销毁时完成的工作

• 格式：

• 取值：工厂bean中用于获取对象的静态方法名

• 注意事项：

  • class属性必须配置成静态工厂的类名

(2)factory-bean，factory-method

• 名称：factory-bean，factory-method

• 类型：属性

• 归属：bean标签

• 作用：定义bean对象创建方式，使用实例工厂的形式创建bean，兼容早期遗留系统的升级工作

• 格式：

• 取值：工厂bean中用于获取对象的实例方法名

• 注意事项：

  • 使用实例工厂创建bean首先需要将实例工厂配置bean，交由spring进行管理

  • factory-bean是实例工厂的beanId

4.5DI

• IoC（Inversion Of Control）控制翻转，Spring反向控制应用程序所需要使用的外部资源

• DI（Dependency Injection）依赖注入，应用程序运行依赖的资源由Spring为其提供，资源进入应用程序的方式称为注入

 IoC与DI是同一件事站在不同角度看待问题

4.6set注入(主流)

• 名称：property

• 类型：标签

• 归属：bean标签

• 作用：使用set方法的形式为bean提供资源

• 格式：

基本属性：

name：对应bean中的属性名，要求该属性必须提供可访问的set方法（严格规范为此名称是set方法对应名称）

value：设定非引用类型属性对应的值，不能与ref同时使用

ref：设定引用类型属性对应bean的id ，不能与value同时使用

4.7构造器注入

• 名称：constructor-arg

• 类型：标签

• 归属：bean标签

• 作用：使用构造方法的形式为bean提供资源，兼容早期遗留系统的升级工作

• 格式：

基本属性：

ref：设定引用类型构造方法参数对应bean的id ，不能与value同时使用

​ type ：设定构造方法参数的类型，用于按类型匹配参数或进行类型校验

​ index ：设定构造方法参数的位置，用于按位置匹配参数，参数index值从0开始计数

• 注意：一个bean可以有多个constructor-arg标签

4.8集合类型数据注入

• 名称：array，list，set，map，props

• 类型：标签

• 归属：property标签 或 constructor-arg标签

• 作用：注入集合数据类型属性

• 格式：

(1)集合类型数据注入——list

    
        itheima
        66666
    

(2)集合类型数据注入——props

    
        itheima666
        666666
    

(3)集合类型数据注入——array （了解）

    
        123456
        66666
    

(4)集合类型数据注入——set（了解）

     
         itheima
         66666
     

(5)集合类型数据注入——map（了解）

4.9使用p命令空间简化配置

• 名称：p:propertyName，p:propertyName-ref

• 类型：属性

• 归属：bean标签

• 作用：为bean注入属性值

• 格式：

注意：使用p命令空间需要先开启spring对p命令空间的的支持，在beans标签中添加对应空间支持

• 后续课程中还将开启其他的命名空间，方式同上

• 案例：

4.10 SqEL

• Spring提供了对EL表达式的支持，统一属性注入格式

• 类型：属性值

• 归属：value属性值

• 作用：为bean注入属性值

• 格式：

• 注意：所有属性值不区分是否引用类型，统一使用value赋值

• 所有格式统一使用 value=“****”

  • 常量 #{10} #{3.14} #{2e5} #{‘itcast’}

  • 引用bean #{beanId}

  • 引用bean属性 #{beanId.propertyName}

  • 引用bean方法 beanId.methodName().method2()

  • 引用静态方法 T(java.lang.Math).PI

  • 运算符支持 #{3 lt 4 == 4 ge 3}

  • 正则表达式支持 #{user.name matches‘[a-z]{6,}’}

  • 集合支持 #{likes[3]}

• 案例：

4.11properties文件

• Spring提供了读取外部properties文件的机制，使用读取到的数据为bean的属性赋值

• 操作步骤

  1.准备外部properties文件

  2.开启context命名空间支持

xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"

        3.加载指定的properties文件

        4.使用加载的数据

• 注意：如果需要加载所有的properties文件，可以使用*.properties表示加载所有的properties文件

• 注意：读取数据使用${propertiesName}格式进行，其中propertiesName指properties文件中的属性名

4.12团队开发

• 名称：import

• 类型：标签

• 归属：beans标签

• 作用：在当前配置文件中导入其他配置文件中的项

• 格式：

基本属性：

//resource：加载的配置文件名

Spring容器加载多个配置文件

new ClassPathXmlApplicationContext("config1.xml","config2.xml");

Spring容器中的bean定义冲突问题

• 同id的bean，后定义的覆盖先定义的

• 导入配置文件可以理解为将导入的配置文件复制粘贴到对应位置

• 导入配置文件的顺序与位置不同可能会导致最终程序运行结果不同

4.13ApplicationContext

1.ApplicationContext是一个接口，提供了访问spring容器的API

2.ClassPathXmlApplicationContext是一个类，实现了上述功能

3.ApplicationContext的顶层接口是BeanFactory

4.BeanFactory定义了bean相关的最基本操作

5.ApplicationContext在BeanFactory基础上追加了若干新功能

对比BeanFactory

1.BeanFactory创建的bean采用延迟加载形式，使用才创建

2.ApplicationContext创建的bean默认采用立即加载形式

FileSystemXmlApplicationContext

可以加载文件系统中任意位置的配置文件，而ClassPathXmlApplicationContext只能加载类路径下的配置文件

 BeanFactory

Resource res = new ClassPathResource("applicationContext.xml");
BeanFactory bf = new XmlBeanFactory(res);
UserService userService = (UserService)bf.getBean("userService");

4.14第三方资源配置

阿里数据源方案Druid

5.注解驱动的意义 5.1什么是注解驱动

注解启动时使用注解的形式替代xml配置，将繁杂的spring配置文件从工程中彻底消除掉，简化书写

 5.2注解驱动的弊端

• 为了达成注解驱动的目的，可能会将原先很简单的书写，变的更加复杂

• XML中配置第三方开发的资源是很方便的，但使用注解驱动无法在第三方开发的资源中进行编辑，因此会增大开发工作量

6.常用注解 6.1启动注解功能

启动注解扫描，加载类中配置的注解项

• 说明：

  • 在进行包所扫描时，会对配置的包及其子包中所有文件进行扫描

  • 扫描过程是以文件夹递归迭代的形式进行的

  • 扫描过程仅读取合法的java文件

  • 扫描时仅读取spring可识别的注解

  • 扫描结束后会将可识别的有效注解转化为spring对应的资源加入IoC容器

• 注意：

  • 无论是注解格式还是XML配置格式，最终都是将资源加载到IoC容器中，差别仅仅是数据读取方式不同

  • 从加载效率上来说注解优于XML配置文件

6.2bean的定义

• 名称：@Component @Controller @Service @Repository

• 类型：类注解

• 位置：类定义上方

• 作用：设置该类为spring管理的bean

• 范例：

@Component
public class ClassName{}

• 说明：

  • @Controller、@Service 、@Repository是@Component的衍生注解，功能同@Component

• 相关属性

  • value（默认）：定义bean的访问id

6.3bean的作用域

• 名称：@Scope

• 类型：类注解

• 位置：类定义上方

• 作用：设置该类作为bean对应的scope属性

• 范例：

@Scope
public class ClassName{}

相关属性

• value（默认）：定义bean的作用域，默认为singleton

6.4bean的生命周期

• 名称：@PostConstruct、@PreDestroy

• 类型：方法注解

• 位置：方法定义上方

• 作用：设置该类作为bean对应的生命周期方法

• 范例：

@PostConstruct
public void init() { System.out.println("init..."); }

6.5加载第三方资源

• 名称：@Bean

• 类型：方法注解

• 位置：方法定义上方

• 作用：设置该方法的返回值作为spring管理的bean

• 范例：

@Bean("dataSource")
public DruidDataSource createDataSource() {    return ……;    }

• 说明：

  • 因为第三方bean无法在其源码上进行修改，使用@Bean解决第三方bean的引入问题

  • 该注解用于替代XML配置中的静态工厂与实例工厂创建bean，不区分方法是否为静态或非静态

  • @Bean所在的类必须被spring扫描加载，否则该注解无法生效

• 相关属性

  • value（默认）：定义bean的访问id

6.6bean的非引用类型属性注入

• 名称：@Value

• 类型：属性注解、方法注解

• 位置：属性定义上方，方法定义上方

• 作用：设置对应属性的值或对方法进行传参

• 范例：

@Value("${jdbc.username}")
private String username;

• 说明：

  • value值仅支持非引用类型数据，赋值时对方法的所有参数全部赋值

  • value值支持读取properties文件中的属性值，通过类属性将properties中数据传入类中

  • value值支持SpEL

  • @value注解如果添加在属性上方，可以省略set方法（set方法的目的是为属性赋值）

• 相关属性

  • value（默认）：定义对应的属性值或参数值

6.7bean的引用类型属性注入

• 名称：@Autowired、@Qualifier

• 类型：属性注解、方法注解

• 位置：属性定义上方，方法定义上方

• 作用：设置对应属性的对象或对方法进行引用类型传参

• 范例：

@Autowired(required = false)
@Qualifier("userDao")
private UserDao userDao;

• 说明：

  • @Autowired默认按类型装配，指定@Qualifier后可以指定自动装配的bean的id

• 相关属性

  • required：定义该属性是否允许为null

6.8bean的引用类型属性注入

• 名称：@Primary

• 类型：类注解

• 位置：类定义上方

• 作用：设置类对应的bean按类型装配时优先装配

• 范例：

@Primary
public class ClassName{}

说明：

• @Autowired默认按类型装配，当出现相同类型的bean，使用@Primary提高按类型自动装配的优先级，多个@Primary会导致优先级设置无效

6.9bean的引用类型属性注入

• 名称：@Inject、@Named、@Resource

• 说明：

  • @Inject与@Named是JSR330规范中的注解，功能与@Autowired和@Qualifier完全相同，适用于不同架构场景

  • @Resource是JSR250规范中的注解，可以简化书写格式

• @Resource相关属性

  • name：设置注入的bean的id

  • type：设置注入的bean的类型，接收的参数为Class类型

6.10加载properties文件

• 名称：@PropertySource

• 类型：类注解

• 位置：类定义上方

• 作用：加载properties文件中的属性值

• 范例：

@PropertySource(value = "classpath:filename.properties")
public class ClassName {
    @Value("${propertiesAttributeName}")
    private String attributeName;
}

• 说明：

  • 不支持*通配格式，一旦加载，所有spring控制的bean中均可使用对应属性值

• 相关属性

  • value（默认）：设置加载的properties文件名

  • ignoreResourceNotFound：如果资源未找到，是否忽略，默认为false

6.11纯注解格式

• 名称：@Configuration、@ComponentScan

• 类型：类注解

• 位置：类定义上方

• 作用：设置当前类为spring核心配置加载类

• 范例：

@Configuration
@ComponentScan("scanPackageName")
public class SpringConfigClassName{
}

• 说明：

  • 核心配合类用于替换spring核心配置文件，此类可以设置空的，不设置变量与属性

  • bean扫描工作使用注解@ComponentScan替代

AnnotationConfigApplicationContext

• 加载纯注解格式上下文对象，需要使用AnnotationConfigApplicationContext

AnnotationConfigApplicationContext ctx = new AnnotationConfigApplicationContext(SpringConfig.class);

6.12第三方bean配置与管理

• 名称：@import

• 类型：类注解

• 位置：类定义上方

• 作用：导入第三方bean作为spring控制的资源

• 范例：

@Configuration
@import(OtherClassName.class)
public class ClassName {
}

说明：

• @import注解在同一个类上，仅允许添加一次，如果需要导入多个，使用数组的形式进行设定

• 在被导入的类中可以继续使用@import导入其他资源（了解）

• @Bean所在的类可以使用导入的形式进入spring容器，无需声明为bean

7.bean加载控制 7.1依赖加载

(1)@DependsOn

• 名称：@DependsOn

• 类型：类注解、方法注解

• 位置：bean定义的位置（类上或方法上）

• 作用：控制bean的加载顺序，使其在指定bean加载完毕后再加载

• 范例：

@DependsOn("beanId")
public class ClassName {
}

• 说明：

  • 配置在方法上，使@DependsOn指定的bean优先于@Bean配置的bean进行加载

  • 配置在类上，使@DependsOn指定的bean优先于当前类中所有@Bean配置的bean进行加载

  • 配置在类上，使@DependsOn指定的bean优先于@Component等配置的bean进行加载

• 相关属性

  • value（默认）：设置当前bean所依赖的bean的id

(2)@Order

• 名称：@Order

• 类型：配置类注解

• 位置：配置类定义的位置（类上）

• 作用：控制配置类的加载顺序

• 范例：

@Order(1)
public class SpringConfigClassName {
}

(3)@Lazy

• 名称：@Lazy

• 类型：类注解、方法注解

• 位置：bean定义的位置（类上或方法上）

• 作用：控制bean的加载时机，使其延迟加载

• 范例：

@Lazy
public class ClassName {
}

7.2依赖加载应用场景

@DependsOn

• 微信订阅号，发布消息和订阅消息的bean的加载顺序控制

• 双11活动期间，零点前是结算策略A，零点后是结算策略B，策略B操作的数据为促销数据。策略B加载顺序与促销数据的加载顺序

@Lazy

• 程序灾难出现后对应的应急预案处理是启动容器时-+6155555555555555555555555加载时机

@Order

• 多个种类的配置出现后，优先加载系统级的，然后加载业务级的，避免细粒度的加载控制

8.整合第三方技术 8.1综合案例

8.2注解整合MyBatis分析

• 业务类使用注解形式声明bean，属性采用注解注入

• 建立独立的配置管理类，分类管理外部资源，根据功能进行分类，并提供对应的方法获取bean

• 使用注解形式启动bean扫描，加载所有注解配置的资源（bean）

• 使用AnnotationConfigApplicationContext对象加载所有的启动配置类，内部使用导入方式进行关联

8.3注解整合MyBatis步骤

1.修改mybatis外部配置文件格式为注解格式

2.业务类使用@Component声明bean，使用@Autowired注入对象

3.建立配置文件JDBCConfig与MyBatisConfig类，并将其导入到核心配置类SpringConfig

4.开启注解扫描

5.使用AnnotationConfigApplicationContext对象加载配置项

8.4综合案例修改

1.Spring接管Junit的运行权，使用Spring专用的Junit类加载器

2.为Junit测试用例设定对应的spring容器：

• 从Spring5.0以后，要求Junit的版本必须是4.12及以上

• Junit仅用于单元测试，不能将Junit的测试类配置成spring的bean，否则该配置将会被打包进入工程中

导入Spring整合Junit坐标

    junit
    junit
    4.12


    org.springframework
    spring-test
    5.1.9.RELEASE

Spring整合Junit测试用例注解格式

@RunWith(SpringJUnit4ClassRunner.class)
@ContextConfiguration(classes = SpringConfig.class)
public class UserServiceTest {
}

9.IoC底层和核心原理 9.1IoC核心结构

 9.2组件扫描器

开发过程中，需要更具需求加载必要的bean，排除指定bean

9.3设定组件扫描加载过滤器 

• 名称：@ComponentScan

• 类型：类注解

• 位置：类定义上方

• 作用：设置spring配置加载类扫描规则

• 范例：

@ComponentScan(
    value="com.itheima",	           //设置基础扫描路径
    excludeFilters =                          //设置过滤规则，当前为排除过滤
	@ComponentScan.Filter(            //设置过滤器
	    type= FilterType.ANNOTATION,  //设置过滤方式为按照注解进行过滤
	    classes=Repository.class)     //设置具体的过滤项，过滤所有@Repository修饰的bean
    )

includeFilters：设置包含性过滤器

excludeFilters：设置排除性过滤器

type：设置过滤器类型

9.4自定义组件过滤器

• 名称：TypeFilter

• 类型：接口

• 作用：自定义类型过滤器

• 范例：

public class MyTypeFilter implements TypeFilter {
    public boolean match(metadataReader mr, metadataReaderFactory mrf) throws IOException {
        Classmetadata cm = metadataReader.getClassmetadata();
        String className = cm.getClassName();
        if(className.equals("com.itheima.dao.impl.BookDaoImpl")){
            return false;
        }
        return false;
    }
}

9.5自定义导入器

• bean只有通过配置才可以进入spring容器，被spring加载并控制

• 配置bean的方式如下：

  • XML文件中使用标签配置

  • 使用@Component及衍生注解配置

• 企业开发过程中，通常需要配置大量的bean，需要一种快速高效配置大量bean的方式

importSelector

• 名称： importSelector

• 类型：接口

• 作用：自定义bean导入器

• 范例：

public class MyimportSelector implements importSelector {
    public String[] selectimports(Annotationmetadata icm) {
        return new String[]{"com.itheima.dao.impl.AccountDaoImpl"};
    }
}

@Configuration
@ComponentScan("com.itheima")
@import(MyimportSelector.class)
public class SpringConfig {
}

9.6自定义注册器

• 名称：importBeanDefinitionRegistrar

• 类型：接口

• 作用：自定义bean定义注册器

• 范例：

public class MyimportBeanDefinitionRegistrar implements importBeanDefinitionRegistrar {
    public void registerBeanDefinitions(Annotationmetadata icm, BeanDefinitionRegistry r) {
        ClassPathBeanDefinitionScanner scanner = new ClassPathBeanDefinitionScanner(r, false);
        TypeFilter tf = new TypeFilter() {
            public boolean match(metadataReader mr, metadataReaderFactory mrf) throws IOException {
                return true;
            }
        };
        scanner.addIncludeFilter(tf);
        //scanner.addExcludeFilter(tf);
        scanner.scan("com.itheima");
    }
}

9.7bean初始化过程解析

 9.8bean初始化过程解析

• BeanFactoryPostProcessor

  • 作用：定义了在bean工厂对象创建后，bean对象创建前执行的动作，用于对工厂进行创建后业务处理

  • 运行时机：当前操作用于对工厂进行处理，仅运行一次

• BeanPostProcessor

  • 作用：定义了所有bean初始化前后进行的统一动作，用于对bean进行创建前业务处理与创建后业务处理

  • 运行时机：当前操作伴随着每个bean的创建过程，每次创建bean均运行该操作

• InitializingBean

  • 作用：定义了每个bean的初始化前进行的动作，属于非统一性动作，用于对bean进行创建前业务处理

  • 运行时机：当前操作伴随着任意一个bean的创建过程，保障其个性化业务处理

• 注意：上述操作均需要被spring容器加载放可运行

9.9bean初始化过程解析

 9.10繁琐的bean初始化过程处理

• FactoryBean

  • 对单一的bean的初始化过程进行封装，达到简化配置的目的

FactoryBean与BeanFactory区别

• FactoryBean：封装单个bean的创建过程

• BeanFactory：Spring容器顶层接口，定义了bean相关的获取操作

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内容有部分存在书籍、课堂、网络记录，如有雷同纯属巧合