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Spring学习笔记

本文转载自  查看原文  2021-09-06 23:58  124 

1、Spring概述

spring图标

1.1 简介

  • Spring : 春天 —->给软件行业带来了春天
  • 2002年，Rod Jahnson首次推出了Spring框架雏形interface21框架。
  • 2004年3月24日，Spring框架以interface21框架为基础，经过重新设计，发布了1.0正式版。
  • 很难想象Rod Johnson的学历 , 他是悉尼大学的博士，然而他的专业不是计算机，而是音乐学。
  • Spring理念 : 使现有技术更加实用 . 本身就是一个大杂烩 , 整合现有的框架技术

官网 : http://spring.io/

官方下载地址 : https://repo.spring.io/libs-release-local/org/springframework/spring/

GitHub : https://github.com/spring-projects

1.2 优点

  • Spring是一个开源免费的框架 , 容器 .
  • Spring是一个轻量级的框架 , 非侵入式的 .
  • 控制反转 IoC , 面向切面 Aop
  • 对事物的支持 , 对框架的支持

一句话概括：Spring是一个轻量级的控制反转(IoC)和面向切面(AOP)的容器（框架）

1.3 组成

spring模块

Spring 框架是一个分层架构，由 7 个定义良好的模块组成。Spring 模块构建在核心容器之上，核心容器定义了创建、配置和管理 bean 的方式 .

spring模块2

组成 Spring 框架的每个模块（或组件）都可以单独存在，或者与其他一个或多个模块联合实现。每个模块的功能如下：

  • 核心容器：核心容器提供 Spring 框架的基本功能。核心容器的主要组件是 BeanFactory，它是工厂模式的实现。BeanFactory 使用控制反转（IOC） 模式将应用程序的配置和依赖性规范与实际的应用程序代码分开。
  • Spring 上下文：Spring 上下文是一个配置文件，向 Spring 框架提供上下文信息。Spring 上下文包括企业服务，例如 JNDI、EJB、电子邮件、国际化、校验和调度功能。
  • Spring AOP：通过配置管理特性，Spring AOP 模块直接将面向切面的编程功能 , 集成到了 Spring 框架中。所以，可以很容易地使 Spring 框架管理任何支持 AOP的对象。Spring AOP 模块为基于 Spring 的应用程序中的对象提供了事务管理服务。通过使用 Spring AOP，不用依赖组件，就可以将声明性事务管理集成到应用程序中。
  • Spring DAO：JDBC DAO 抽象层提供了有意义的异常层次结构，可用该结构来管理异常处理和不同数据库供应商抛出的错误消息。异常层次结构简化了错误处理，并且极大地降低了需要编写的异常代码数量（例如打开和关闭连接）。Spring DAO 的面向 JDBC 的异常遵从通用的 DAO 异常层次结构。
  • Spring ORM：Spring 框架插入了若干个 ORM 框架，从而提供了 ORM 的对象关系工具，其中包括 JDO、Hibernate 和 iBatis SQL Map。所有这些都遵从 Spring 的通用事务和 DAO 异常层次结构。
  • Spring Web 模块：Web 上下文模块建立在应用程序上下文模块之上，为基于 Web 的应用程序提供了上下文。所以，Spring 框架支持与 Jakarta Struts 的集成。Web 模块还简化了处理多部分请求以及将请求参数绑定到域对象的工作。
  • Spring MVC 框架：MVC 框架是一个全功能的构建 Web 应用程序的 MVC 实现。通过策略接口，MVC 框架变成为高度可配置的，MVC 容纳了大量视图技术，其中包括 JSP、Velocity、Tiles、iText 和 POI。

1.4 拓展

Spring Boot与Spring Cloud

  • Spring Boot 是 Spring 的一套快速配置脚手架，可以基于Spring Boot 快速开发单个微服务;
  • Spring Cloud是基于Spring Boot实现的；
  • Spring Boot专注于快速、方便集成的单个微服务个体，Spring Cloud关注全局的服务治理框架；
  • Spring Boot使用了约束优于配置的理念，很多集成方案已经帮你选择好了，能不配置就不配置 , Spring Cloud很大的一部分是基于Spring Boot来实现，Spring Boot可以离开Spring Cloud独立使用开发项目，但是Spring Cloud离不开Spring Boot，属于依赖的关系。
  • SpringBoot在SpringClound中起到了承上启下的作用，如果你要学习SpringCloud必须要学习SpringBoot。

2、IOC（控制反转）

控制反转IoC(Inversion of Control)，是一种设计思想，DI(依赖注入)是实现IoC的一种方法

没有IoC的程序中 , 我们使用面向对象编程 , 对象的创建与对象间的依赖关系完全硬编码在程序中，对象的创建由程序自己控制；控制反转后将对象的创建转移给第三方，个人认为所谓控制反转就是：获得依赖对象的方式反转了。

IoC是Spring框架的核心内容，使用多种方式完美的实现了IoC，可以使用XML配置，也可以使用注解，新版本的Spring也可以零配置实现IoC。

2.1 原理

Spring容器在初始化时先读取配置文件，根据配置文件或元数据创建与组织对象存入容器中，程序使用时再从Ioc容器中取出需要的对象。

springIoc原理流程

采用XML方式配置Bean的时候，Bean的定义信息是和实现分离的，而采用注解的方式可以把两者合为一体，Bean的定义信息直接以注解的形式定义在实现类中，从而达到了零配置的目的。

控制反转是一种通过描述（XML或注解）并通过第三方去生产或获取特定对象的方式。在Spring中实现控制反转的是IoC容器，其实现方法是依赖注入（Dependency Injection,DI）。

控制反转 :

  • 控制 : 谁来控制对象的创建 , 传统应用程序的对象是由程序本身控制创建的 , 使用Spring后 , 对象是由Spring来创建的
  • 反转 : 程序本身不创建对象 , 而变成被动的接收对象 .

依赖注入 : 利用set方法来进行注入的.（还有其他方法，通过set属性注入最为常见）

IOC是一种编程思想，由主动的编程变成被动的接收，DI是实现他的其中一种方法

2.1 IOC创建对象方式

2.1.1 无参构造方法

<?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="user" class="com.kuang.pojo.User">
        <property name="name" value="kuangshen"/>
    </bean>
</beans>

2.1.2 有参构造方法

beans.xml 有三种方式编写

<!-- 第一种根据index参数下标设置 -->
<bean id="userT" class="com.kuang.pojo.UserT">
    <!-- index指构造方法 , 下标从0开始 -->
    <constructor-arg index="0" value="kuangshen2"/>
</bean>

<!-- 第二种根据参数名字设置 -->
<bean id="userT" class="com.kuang.pojo.UserT">
    <!-- name指参数名 -->
    <constructor-arg name="name" value="kuangshen2"/>
</bean>

<!-- 第三种根据参数类型设置 -->
<bean id="userT" class="com.kuang.pojo.UserT">
    <constructor-arg type="java.lang.String" value="kuangshen2"/>
</bean>

结论：在配置文件加载的时候。其中管理的对象都已经初始化了！

3、依赖注入（DI）

  • 依赖注入（Dependency Injection,DI）
  • 依赖 : 指Bean对象的创建依赖于容器 . Bean对象的依赖资源
  • 注入 : 指Bean对象所依赖的资源 , 由容器来设置和装配

3.1 构造器注入

即 第2点中 IOC创建对象 的内容

3.2 set注入 (重点)

要求被注入的属性 , 必须有set方法 , set方法的方法名由set + 属性首字母大写

如果属性是boolean类型 , 没有set方法 , 是 is

包含多种注入方式：常量、bean、数组、List、Map、Set、Null、Properties 注入：

<bean id="addr" class="com.kuang.pojo.Address">
    <property name="address" value="重庆"/>
</bean>

<bean id="student" class="com.kuang.pojo.Student">    
	<!-- 常量注入 value-->
    <property name="name" value="小明"/>
    <!-- bean注入 ref应用另一个bean -->
    <property name="address" ref="addr"/>
    <!-- 数组注入 -->
    <property name="books">
        <array>
            <value>西游记</value>
            <value>红楼梦</value>
            <value>水浒传</value>
        </array>
    </property>
    <!-- List注入 -->
    <property name="hobbys">
        <list>
            <value>听歌</value>
            <value>看电影</value>
            <value>爬山</value>
        </list>
    </property>
    <!-- Map注入-->
    <property name="card">
        <map>
            <entry key="中国邮政" value="456456456465456"/>
            <entry key="建设" value="1456682255511"/>
        </map>
	</property>
    <!-- Set注入-->
    <property name="games">
        <set>
            <value>LOL</value>
            <value>BOB</value>
            <value>COC</value>
        </set>
    </property>
     <!-- null注入-->
    <property name="wife"><null/></property>
     <!-- properties注入-->
    <property name="info">
        <props>
            <prop key="学号">20190604</prop>
            <prop key="性别">男</prop>
            <prop key="姓名">小明</prop>
        </props>
    </property>
</bean>

3.3 拓展注入实现

1、P命名空间注入 : 需要在头文件中假如约束文件

这种情况下 类中不能有 有参构造器！

导入约束 : xmlns:p="http://www.springframework.org/schema/p"
<!--P(属性: properties)命名空间 , 属性依然要设置set方法-->
<bean id="user" class="com.kuang.pojo.User" p:name="狂神" p:age="18"/>

2、c 命名空间注入 : 需要在头文件中假如约束文件

这种情况下 类中需要有 有参构造器！

导入约束 : xmlns:c="http://www.springframework.org/schema/c"
<!--C(构造: Constructor)命名空间 , 属性依然要设置set方法-->
<bean id="user" class="com.kuang.pojo.User" c:name="狂神" c:age="18"/>

4、Bean的作用域

在Spring中，那些组成应用程序的主体及由Spring IoC容器所管理的对象，被称之为bean。

简单地讲，bean就是由IoC容器初始化、装配及管理的对象 .

bean的作用域

几种作用域中，request、session作用域仅在基于web的应用中使用（不必关心你所采用的是什么web应用框架），只能用在基于web的Spring ApplicationContext环境。（不做总结）

4.1 Singleton(单例模式)

Spring的默认机制

当一个bean的作用域为Singleton，那么Spring IoC容器中只会存在一个共享的bean实例，并且所有对bean的请求，只要id与该bean定义相匹配，则只会返回bean的同一实例。Singleton是单例类型，就是在创建起容器时就同时自动创建了一个bean的对象，不管你是否使用，他都存在了，每次获取到的对象都是同一个对象。注意，Singleton作用域是Spring中的缺省作用域。要在XML中将bean定义成singleton，可以这样配置：

<bean id="ServiceImpl" class="cn.csdn.service.ServiceImpl" scope="singleton">

4.2 Prototype(原型模式)

当一个bean的作用域为Prototype，表示一个bean定义对应多个对象实例。Prototype作用域的bean会导致在每次对该bean请求（将其注入到另一个bean中，或者以程序的方式调用容器的getBean()方法）时都会创建一个新的bean实例。Prototype是原型类型，它在我们创建容器的时候并没有实例化，而是当我们获取bean的时候才会去创建一个对象，而且我们每次获取到的对象都不是同一个对象。根据经验，对有状态的bean应该使用prototype作用域，而对无状态的bean则应该使用singleton作用域。在XML中将bean定义成prototype，可以这样配置：

<bean id="account" class="com.foo.DefaultAccount" scope="prototype"/>  
 或者
<bean id="account" class="com.foo.DefaultAccount" singleton="false"/>

5、Bean的自动装配

  • 自动装配是使用spring满足bean依赖的一种方法
  • spring会在应用上下文中为某个bean寻找其依赖的bean，自动给bean装配属性

Spring中bean有三种装配机制，分别是：

  1. 在xml中显式配置； （写xml配置文件，即上面的方法）
  2. 在java中显式配置； （写java的config配置文件）
  3. 隐式的bean发现机制和自动装配。【重点，掌握】

由于在手动配置xml过程中，常常发生字母缺漏和大小写等错误，而无法对其进行检查，使得开发效率降低。

采用自动装配将避免这些错误，并且使配置简单化。

Spring的自动装配需要从两个角度来实现，或者说是两个操作：

  1. 组件扫描(component scanning)：spring会自动发现应用上下文中所创建的bean；
  2. 自动装配(autowiring)：spring自动满足bean之间的依赖，也就是我们说的IoC/DI；

组件扫描和自动装配组合发挥巨大威力，使的显示的配置降低到最少。

推荐不使用自动装配xml配置 , 而使用注解 .

5.1 byName

按 名称 自动装配

<bean id="class" class="com.whot.pojo.class"/>
<bean id="grade" class="com.whot.pojo.grade"/>

<!-- 在此处自动装配bean  -->
<bean id="user" class="com.whot.pojo.User" autowire="byName">
    <property name="str" value="halo"/>
</bean>

在bean中添加属性 autowrie，值为 byname

原理：根据bean中的 set 方法匹配：

  • user类中，存在 setClass 方法，则会 自动装配 spring容器中 beanId 为 class 的bean

  • 同理，若 存在 setGrade 方法 ，则会 自动装配 spring容器中 beanId 为 grade 的bean

  • 如果有，就取出注入；如果没有，就报空指针异常。

一句话总结：

byName，会自动在容器上下文中查找 ，和自己对象 set 方法后面的值对应的 beanid ！

5.2 byType

按 类型 自动装配

使用autowire byType首先需要保证：同一类型的对象，在spring容器中唯一。如果不唯一，会报不唯一的异常。

NoUniqueBeanDefinitionException

使用方法：

<bean id="class" class="com.whot.pojo.class"/>
<bean id="grade" class="com.whot.pojo.grade"/>

<!-- 在此处自动装配bean  -->
<bean id="user" class="com.whot.pojo.User" autowire="byType">
    <property name="str" value="halo"/>
</bean>

原理：

byType，会自动在容器上下文中查找 ，和自己对象中属性类型相同的 bean ！

5.3 @Autowired 【必须掌握】

  • @Autowired是按类型自动转配的，不支持id匹配。
  • 需要导入 spring-aop的包！
  • 可以写在属性上，方法上

5.4 @Qualifier

  • @Autowired是根据类型自动装配的，加上@Qualifier则可以根据byName的方式自动装配
  • @Qualifie不能单独使用，必须在Autowired基础上
@Autowired
@Qualifier(value = "cat2")
private Cat cat;
@Autowired
@Qualifier(value = "dog2")
private Dog dog;

5.5 @Resource

  • 如有指定的name属性，先按该属性进行byName方式查找装配；
  • 其次再进行默认的byName方式进行装配；
  • 如果以上都不成功，则按byType的方式自动装配。
  • 都不成功，则报异常。

5.6 @Autowired与@Resource

  1. @Autowired与@Resource都可以用来装配bean。都可以写在字段上，或写在setter方法上。
  2. @Autowired默认按类型装配（属于spring规范），默认情况下必须要求依赖对象必须存在，如果要允许null 值，可以设置它的required属性为false，如：@Autowired(required=false) ，如果我们想使用名称装配可以结合@Qualifier注解进行使用
  3. @Resource（属于J2EE复返），默认按照名称进行装配，名称可以通过name属性进行指定。如果没有指定name属性，当注解写在字段上时，默认取字段名进行按照名称查找，如果注解写在setter方法上默认取属性名进行装配。 当找不到与名称匹配的bean时才按照类型进行装配。但是需要注意的是，如果name属性一旦指定，就只会按照名称进行装配。

它们的作用相同都是用注解方式注入对象，但执行顺序不同。@Autowired先byType，@Resource先byName。

6、代理模式

AOP的底层机制就是动态代理！

代理模式原理图

6.1 静态代理

静态代理角色分析

  • 抽象角色 : 一般使用接口或者抽象类来实现
  • 真实角色 : 被代理的角色
  • 代理角色 : 代理真实角色 ; 代理真实角色后 , 一般会做一些附属的操作 .
  • 客户 : 使用代理角色来进行一些操作 .

代码实现:

Rent . java 即抽象角色

//抽象角色：租房
public interface Rent {
    public void rent();
}

Host . java 即真实角色

//真实角色: 房东，房东要出租房子
public class Host implements Rent{
    public void rent() {
        System.out.println("房屋出租");
    }
}

Proxy . java 即代理角色

//代理角色：中介
public class Proxy implements Rent {
    private Host host;
    public Proxy() { }
    public Proxy(Host host) {
        this.host = host;
    }
    //租房
    public void rent(){
        seeHouse();
        host.rent();
        fare();
    }
    //看房
    public void seeHouse(){
        System.out.println("带房客看房");
    }
    //收中介费
    public void fare(){
        System.out.println("收中介费");
    }
}

Client . java 即客户

//客户类，一般客户都会去找代理！
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //房东要租房
        Host host = new Host();
        //中介帮助房东
        Proxy proxy = new Proxy(host);
        //你去找中介！
        proxy.rent();
    }
}

静态代理的好处

  • 可以使得我们的真实角色更加纯粹 . 不再去关注一些公共的事情 .
  • 公共的业务由代理来完成 . 实现了业务的分工 ,
  • 公共业务发生扩展时变得更加集中和方便 .

缺点 :

  • 类多了 , 多了代理类 , 工作量变大了 . 开发效率降低 .

我们想要静态代理的好处，又不想要静态代理的缺点，所以 , 就有了动态代理 !

我们在不改变原来的代码的情况下，实现了对原有功能的增强，这是AOP中最核心的思想

6.2 动态代理

  • 动态代理的角色和静态代理的一样 .
  • 动态代理的代理类是动态生成的 . 静态代理的代理类是我们提前写好的
  • 动态代理分为两类 : 一类是基于接口动态代理 , 一类是基于类的动态代理
    • 基于接口的动态代理——JDK动态代理
    • 基于类的动态代理—cglib
    • 现在用的比较多的是 javasist 来生成动态代理 . 百度一下javasist
    • 我们这里使用JDK的原生代码来实现，其余的道理都是一样的！

动态代理的本质，就是使用反射机制实现的！！！

代码实现：

抽象角色和真实角色和之前的一样！

ProxyInvocationHandler. java 即代理角色

public class ProxyInvocationHandler implements InvocationHandler {
    private Rent rent;
    public void setRent(Rent rent) {
        this.rent = rent;
    }
    //生成代理类，重点是第二个参数，获取要代理的抽象角色！之前都是一个角色，现在可以代理一类角色
    public Object getProxy(){
        return Proxy.newProxyInstance(this.getClass().getClassLoader(),
                rent.getClass().getInterfaces(),this);
    }
    // proxy : 代理类 method : 代理类的调用处理程序的方法对象.
    // 处理代理实例上的方法调用并返回结果
    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        seeHouse();
        //核心：本质利用反射实现！
        Object result = method.invoke(rent, args);
        fare();
        return result;
    }
    //看房
    public void seeHouse(){
        System.out.println("带房客看房");
    }
    //收中介费
    public void fare(){
        System.out.println("收中介费");
    }
}

Client . java

//租客
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //真实角色
        Host host = new Host();
        //代理实例的调用处理程序
        ProxyInvocationHandler pih = new ProxyInvocationHandler();
        pih.setRent(host); //将真实角色放置进去！
        Rent proxy = (Rent)pih.getProxy(); //动态生成对应的代理类！
        proxy.rent();
    }
}

核心：一个动态代理 , 一般代理某一类业务 , 一个动态代理可以代理多个类，代理的是接口！

编写一个通用的动态代理实现的类！所有的代理对象设置为Object即可！

public class ProxyInvocationHandler implements InvocationHandler {
    private Object target;
    public void setTarget(Object target) {
        this.target = target;
    }
    //生成代理类
    public Object getProxy(){
        return Proxy.newProxyInstance(this.getClass().getClassLoader(),
                target.getClass().getInterfaces(),this);
    }
    // proxy : 代理类
    // method : 代理类的调用处理程序的方法对象.
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        log(method.getName());
        Object result = method.invoke(target, args);
        return result;
    }
    public void log(String methodName){
        System.out.println("执行了"+methodName+"方法");
    }
}

动态代理的好处：

静态代理有的它都有，静态代理没有的，它也有！

  • 可以使得我们的真实角色更加纯粹 . 不再去关注一些公共的事情 .
  • 公共的业务由代理来完成 . 实现了业务的分工 ,
  • 公共业务发生扩展时变得更加集中和方便 .
  • 一个动态代理 , 一般代理某一类业务
  • 一个动态代理可以代理多个类，代理的是接口！

7、AOP

7.1 什么是AOP

AOP（Aspect Oriented Programming）意为：面向切面编程，通过预编译方式和运行期动态代理实现程序功能的统一维护的一种技术。AOP是OOP的延续，是软件开发中的一个热点，也是Spring框架中的一个重要内容，是函数式编程的一种衍生范型。利用AOP可以对业务逻辑的各个部分进行隔离，从而使得业务逻辑各部分之间的耦合度降低，提高程序的可重用性，同时提高了开发的效率。

7.2 Aop在Spring中的作用

提供声明式事务

允许用户自定义切面

  • 横切关注点：跨越应用程序多个模块的方法或功能。即是，与我们业务逻辑无关的，但是我们需要关注的部分，就是横切关注点。如日志 , 安全 , 缓存 , 事务等等 ….
  • 切面（ASPECT）：横切关注点 被模块化 的特殊对象。即，它是一个类。
  • 通知（Advice）：切面必须要完成的工作。即，它是类中的一个方法。
  • 目标（Target）：被通知对象。
  • 代理（Proxy）：向目标对象应用通知之后创建的对象。
  • 切入点（PointCut）：切面通知 执行的 “地点”的定义。
  • 连接点（JointPoint）：与切入点匹配的执行点。

aop说明

SpringAOP中，通过Advice定义横切逻辑，Spring中支持5种类型的Advice:

5种Advice

即 Aop 在 不改变原有代码 的情况下 , 去增加新的功能 .

Spring的Aop就是将公共的业务 (日志 , 安全等) 和领域业务结合起来 , 当执行领域业务时 , 将会把公共业务加进来 . 实现公共业务的重复利用 . 领域业务更纯粹 , 程序猿专注领域业务 , 其本质还是动态代理 .

7.3 Spring中实现AOP

  1. 方法一：通过 Spring API 接口实现
  2. 方法二：通过自定义 切面 类来实现Aop
  3. 方法三：使用注解实现

代码实现和学习笔记 参考：狂神说SSM教程

8、事务

  • 事务在项目开发过程非常重要，涉及到数据的一致性的问题，不容马虎！
  • 事务管理是企业级应用程序开发中必备技术，用来确保数据的完整性和一致性。

事务就是把一系列的动作当成一个独立的工作单元，这些动作要么全部完成，要么全部不起作用。

事务四个属性ACID

  1. 原子性（atomicity）
    • 事务是原子性操作，由一系列动作组成，事务的原子性确保动作要么全部完成，要么完全不起作用
  2. 一致性（consistency）
    • 一旦所有事务动作完成，事务就要被提交。数据和资源处于一种满足业务规则的一致性状态中
  3. 隔离性（isolation）
    • 可能多个事务会同时处理相同的数据，因此每个事务都应该与其他事务隔离开来，防止数据损坏
  4. 持久性（durability）
    • 事务一旦完成，无论系统发生什么错误，结果都不会受到影响。通常情况下，事务的结果被写到持久化存储器中

Spring中的事务管理：

  • 声明式事务：AOP
  • 编程式事务：需要在代码中进行对事务的管理

为什么需要配置事务？

  • 如果不配置，就需要我们手动提交控制事务；
  • 事务在项目开发过程非常重要，涉及到数据的一致性的问题，不容马虎！

参考：https://www.kuangstudy.com/zl/ssm#1381805223000961026


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