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Spring基础知识讲解

2023-11-04

Spring是什么？

Spring指的是Spring Framework(Spring框架)，它是一个开源框架，有非常活跃和庞大的社区支持，Spring支持广泛的应用场景，可以让Java企业级开发更简单。Spring是包含众多工具方法的IoC容器，Spring最核心的功能就是容器管理。

IoC容器与DI

我们需要理解一下Spring是包含众多工具方法的IoC容器这句话，什么是IoC呢？IoC = Inversion of Control 翻译成中文就是控制反转，我们通过一个例子来解释一下这个名词。

构建⼀辆⻋（Car Class），然⽽⻋需要依赖⻋身(FrameWork Class)，⽽⻋身需要依赖底盘（BottomClass），⽽底盘需要依赖轮胎（Tire Class），此时我们传统开发的方法来完成这个需求：


class Car {

    private Framework framework;

    public Car(int size) {
        this.framework = new Framework(size);
    }

    public void init() {
        System.out.println("构造Car");
        framework.init();
    }
}


class Framework {

    private Bottom bottom;

    public Framework(int size ) {
        this.bottom = new Bottom(size);
    }

    public void init() {
        System.out.println("构造Framework");
        bottom.init();
    }

}

class Bottom {
    private Tire tire;

    public Bottom(int size) {
        this.tire = new Tire(size);
    }

    public void init() {
        System.out.println("构造Bottom");
        tire.init();
    }
}

class Tire {
    int size = 15;

    public Tire(int size) {
        this.size = size;
    }

    public void init() {
        System.out.println("车轮子 = "  + size);
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        int size = 20;
        Car car = new Car(size);
        car.init();
    }
}

在这里插入图片描述
运行代码完成了需求，但是当我们需要增加一个属性的时候会非常困难，比如我们增加一个轮子的颜色属性。
在这里插入图片描述
可以看到，当我们更改了底层的代码，整个调用链上的所有代码都需要修改，如何解决这个问题呢？我们可以模拟一下IoC容器，将传统的new对象的方式改为注入传递的方式。

class Car {

    private Framework framework;

    /*public Car(int size) {
        this.framework = new Framework(size);
    }*/

    public Car(Framework framework) {
        this.framework = framework;
    }

    public void init() {
        System.out.println("构造Car");
        framework.init();
    }
}


class Framework {

    private Bottom bottom;

    /*public Framework(int size ) {
        this.bottom = new Bottom(size);
    }
*/
    public Framework(Bottom bottom) {
        this.bottom = bottom;
    }

    public void init() {
        System.out.println("构造Framework");
        bottom.init();
    }

}

class Bottom {
    private Tire tire;

   /* public Bottom(int size) {
        this.tire = new Tire(size);
    }*/

    public Bottom(Tire tire) {
        this.tire = tire;
    }

    public void init() {
        System.out.println("构造Bottom");
        tire.init();
    }
}

class Tire {
    int size = 15;
    String color;

    public Tire(int size,String color) {
        this.size = size;
        this.color = color;
    }

    public void init() {
        System.out.println("车轮子 = "  + size);
    }
}

public class Test {

    private Car car;
    private Framework framework;
    private Bottom bottom;
    private Tire tire;

    public Test() {
        this.tire = new Tire(20,"blue");
        this.bottom = new Bottom(this.tire);
        this.framework = new Framework(this.bottom);
        this.car = new Car(this.framework);
    }

    public static void main(String[] args) {
        Test test = new Test();
        test.car.init();
    }
}

经过调整，现在更改底层代码是不会影响整个调用链的，这样完成对代码的解耦。我们发现，传统的代码是上层代码依赖下层代码，由上级对象创建下级对象，而更改后的代码，是把下层代码注入到上层代码，这样下级代码的控制权不在由上级控制，自然下级代码更改不会影响上级代码了，这就是所谓的控制权反转，也是IoC容器的思想。

所以Spring 是包含了多个⼯具⽅法的 IoC 容器，可以理解为Spring是一个控制反转容器，既然是容器那么就可以存东西和取东西。所以对象的创建和销毁的权利都交给 Spring 来管理了，它本身⼜具备了存储对象和获取对象的能⼒。也就是，创建类的时候将类存到Spring容器中，在创建对象时不需要new了，直接去Spring中取对象。所以学习Spring最核心的功能就是如何将对象存到Spring中，再从Spring中获取对象的过程。

DI与IoC的区别

上面我们知道了IoC是控制权反转的一种思想，那么DI又是什么呢？DI的 Dependency Injection 的缩写，翻译成中文是依赖注入。他与IoC是从不同角度描述的同一件事，IoC是一种思想，而思想执行需要方法，IoC就是思想，DI就是具体得到实现方式。

Spring项目的创建

配置maven国内源

在这里插入图片描述
在设置中勾选setters.xml配置文章和本次仓库文件。
在这里插入图片描述
在settings.xml中配置国内源

<mirror>
        <id>alimaven</id>
        <name>aliyun maven</name>
        <url>http://maven.aliyun.com/nexus/content/groups/public/</url>
        <mirrorOf>central</mirrorOf>        
</mirror>

在这里插入图片描述
删除本地所有的jar包，重新下载
在这里插入图片描述

创建Spring项目

首先创建一个maven项目
在这里插入图片描述
添加Spring依赖

<dependencies>
   <dependency>
        <groupId>org.springframework</groupId>
        <artifactId>spring-context</artifactId>
        <version>5.2.3.RELEASE</version>
    </dependency>
  
    <dependency>
        <groupId>org.springframework</groupId>
        <artifactId>spring-beans</artifactId>
        <version>5.2.3.RELEASE</version>
    </dependency>
</dependencies>

在这里插入图片描述

有关Bean的操作

存储Bean

创建一个启动类
在这里插入图片描述

存储Bean对象分为两个步骤：
1、创建一个Bean对象。
2、将创建的Bean对象注册到Spring容器中。

创建一个Bean对象，就是一个普通的类对象。
在这里插入图片描述
添加Spring配置文件spring-config.xml

在这里插入图片描述

<?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:content="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 https://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd">
        <bean id="student" class="com.java.demo.model.Student"></bean>
</beans>

使用Bean

使用Bean对象，分为三步：
1、得到Spring上下文对象，因为对象都交给了Spring管理了，所以对象需要从Spring中获取。
2、通过Spring上下文，获取某一个指定的Bean对象。
3、使用Bean对象。

使用 ApplicationContext获取上下文对象，使用getBean()方法获取Bean对象。

在这里插入图片描述
此时运行代码我们看到打印出了Student对象的信息。
在这里插入图片描述

ApplicationContext和BeanFactory的区别

BeanFactory和ApplicationContext的作用一样都是获取上下文对象的，他俩的区别可以从两个方面说：

1、从继承关系来说，ApplicationContext是BeanFactory的子类，他有更多的功能，比如对国际化的支持、资源访问支持、以及事件传播等方面的支持。
2、从性能放面来说：ApplicationContext是一次性加载所有Bean对象，BeanFactory是懒加载，只加载使用的Bean对象。

getBean()的三种使用方法

在这里插入图片描述
使用图中的三种方法都可以获取到Bean对象，注意如果有多个相同的Bean对象，使用类名获取Bean对象的方法就会报错。

更简单的存储和获取对象

我们发现使用框架写代码竟然比传统开发的代码还要复杂，有没有方法使存储Bean对象和获取Bean对象的过程便简单呢？

我们可以通过两个方法实现更简单的存储Bean：
1、使用类注解的方法实现Bean对象的存储。
2、使用方法注解的方法实现Bean对象的存储。

首先同样要添加Spring配置文件spring-config.xml，这次添加的配置文件有所不同。
在这里插入图片描述

<?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:content="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 https://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd">
        <content:component-scan base-package="com.java.demo"></content:component-scan>
</beans>

类注解

五大类注解分别是：
1、@Controller 控制器，检测数据的合法性
2、@Service 服务层，进行业务组装
3、@Repository 数据持久层，实际业务的处理
4、@Component 组件 工具类层
5、@Configuration配置层 进行配置

使用这些类注解都可以将类储存到IoC容器中，那为什么要分这么多注解呢？原因就是让程序员看到类注解之后，就可以了解到当前类的用途。

在这里插入图片描述
此时会有一个问题，我们在配置文件中并没有配置Bean对象，也就是说没有设置Bean对象在IoC中id，那我们如何获取Bean对象呢？

使用类注解存储Bean的命名规则如下：
1、当类的命名为默认大驼峰（首字母大写第二个字母小写），可以使用类名首字母小写获取到Bean对象。
2、如果不满足上面的大驼峰的情况，直接使用类名就可以获取到Bean对象。

方法注解

除了使用类注解的方法进行存储，还可以使用方法注解的方式。
在这里插入图片描述
@Bean的默认命名方式为方法名，我们还可以进行重命名。

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
还可以指定多个名称
在这里插入图片描述

@Bean获取时的一些注意事项：
1、如果多个Bean使用相同的名称，执行程序不会报错，只会将第一个Bean对象存储到容器中，后面的会自动忽略。
2、如果对@Bean进行了重命名，那么默认使用方法名获取Bean的方法将会失效。

获取Bean对象的简单方法——依赖注入

之前我们获取Bean对象的方法称为依赖查找，很麻烦，我们还有更简单的方法依赖注入。

我们有三种方式进行对象注入：
1、属性注入
2、构造方法注入
3、Setter注入

属性注入：
在这里插入图片描述

使用属性注入的优缺点：
优点：代码简单
缺点：无法注入final修饰的变量，可能违反单一性设计原则

构造方法注入：
在这里插入图片描述

使用属性注入的优缺点：
优点：可以注入一个final修饰的变量，注入的对象不会被修改，构造方法可以保证注入对象完全初始化，构造方法注入通用性更好。
缺点：代码更加复杂，无法解决循环依赖的问题。

setter方法注入：
在这里插入图片描述

使用属性注入的优缺点：
优点：Setter注入更符合单一设计原则
缺点：无法注入final修饰的变量，Setter注入的对象可以被修改。

除了使用@Autowired注解进行注入，还可以使@Resource进行注入。
在这里插入图片描述

@Autowired和@Resource的区别

1、@Autowired来自于Spring，而@Resource来自于JDK
2、使用时可以设置的参数不同，@Resource有更多的参数
3、@Resource只能用于Setter注入和属性注入，不能用于构造函数。

关于设置的参数我们举个例子来说明解释一下：
我们使用@Bean注入两个返回相同对象类型的Bean：
在这里插入图片描述
此时使用@Autowired@Resource获取Bean对象会报错
在这里插入图片描述
报错原因是使用@Autowried进行依赖注入的过程是先根据getType获取对象，如果只获取到一个，那么会直接注入到属性上去，如果有多个会使用getName进行匹配。
在这里插入图片描述
所以此处我们有三种方法解决Bug
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

Bean的作用域和生命周期

作用域

我们通过一个例子来观察一下Bean的作用域：现在有一个Student类通过@Bean的方式进行了注入，此时有两个类都需要使用这个Bean对象，但是其中一个类需要进行修改Bean对象中的属性，一个不需要任何改动，此时会发生什么呢？
在这里插入图片描述
我们的预期是，公共的Bean对象在各自的类中可以被修改，但是不能影响其他类，但是结果不尽人意。
在这里插入图片描述
造成这个结果的原因就是Bean的作用域，Bean在默认的情况下是单例的状态，也就是所有人都是同一个对象，自然我们在一个类中进行修改，另一个类中的对象也会更改。解决这个问题的方式就是改变Bean对象的作用域，Bean的作用域有哪些呢？

Bean的作用域有6种：

  1. singleton：单例作⽤域 (默认)
  2. prototype：原型作⽤域（多例作⽤域）
  3. request：请求作⽤域
  4. session：回话作⽤域 一个会话共享一个Bean
  5. application：全局作⽤域 一个Context容器共享一个作用域
  6. websocket：HTTP WebSocket 作⽤域

前两个作用域适用于普通Spring项目，后四个都是Spring MVC的项目。

设置作用域

我们可以使用@Scope来设置作用域
在这里插入图片描述
再次运行项目此时完成我们的需求。
在这里插入图片描述

生命周期

Bean的执行流程

1、启动Spring容器
2、实例化Bean
3、Bean注册到Spring中
4、将Bean装配到需要的类中

Bean的生命周期

1、实例化Bean(为Bean分配内存空间)
2、设置属性（Bean注入和装配）
3、Bean初始化
3.1、实现了各种Aware通知的方法，如 BeanNameAware、BeanFactoryAware、ApplicationContextAware的接口方法
3.2、执行 BeanPostProcessor初始化前置方法
3.3、执行@PostConstruct初始化方法，依赖注入操作后被执行
3.4、执行自己指定的init-method方法
3.5、执行BeanPostProcessor初始化后置方法
4、使用Bean
5、销毁Bean

Bean的初始化比较复杂简单总结就是：

1、执行各种通知
2、初始化的前置方法
3、初始化方法
4、初始化的后置方法

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