【JavaEE进阶】Spring核心与设计思想

xxxflower.2023-08-09 11:55

文章目录

  • [一. Spring框架概述](#一. Spring框架概述)
    • [1. 什么是Spring框架](#1. 什么是Spring框架)
    • [2. 为什么要学习框架?](#2. 为什么要学习框架?)
    • [3. Spring框架学习的难点](#3. Spring框架学习的难点)
  • [二. Spring 核心与设计思想](#二. Spring 核心与设计思想)
    • [1. 什么是容器?](#1. 什么是容器?)
    • [2. 什么是IoC?](#2. 什么是IoC?)
    • [3. Spring是IoC容器](#3. Spring是IoC容器)
    • [4. DI（依赖注入）](#4. DI（依赖注入）)
    • [5. DL（依赖查找）](#5. DL（依赖查找）)

一. Spring框架概述

1. 什么是Spring框架

我们通常所说的 Spring 指的是 Spring Framework（Spring 框架）,它是⼀个开源框架，有着活跃⽽庞⼤的社区,这就是它之所以能⻓久不衰的原因.Spring ⽀持⼴泛的应⽤场景，它可以让 Java 企业级的应⽤程序开发起来更简单.

⽤⼀句话概括 Spring: Spring 是包含了众多⼯具⽅法的IoC容器.

2. 为什么要学习框架?

因为学习框架相当于从"小作坊"到"工厂"的升级，小作坊什么都要自己做，工厂是组件式装配，特点就是高效。框架更加易⽤,简单且高效.

Servlet有以下痛点：

  1. 添加外部 jar 不⽅便，容易出错，比如添加了⼀个不匹配的外部 jar 版本。
  2. 运行和调试的时候需要配置 Tomcat 不⽅便。
  3. 发布不方便，Servlet 项目必须依靠外置的 Tomcat（外置的 Web 容器）运行。
  4. 路由配置不方便，⼀个访问地址对应⼀个 Servlet 类。
  5. ...

而 Spring Boot 相比于 Servlet 具备以下优点：

  1. 快速添加外部 jar 包。
  2. 调试项目更方便，无需配置 Tomcat，点击"运行"按钮就可以直接运行项目，因为 Spring Boot
    内置了 Tomcat 容器可直接运行，但是 Servlet 需外挂 Tomcat。
  3. 发布项目更加方便，无需配置 Tomcat，使用 java -jar 方式就可以发布。
  4. 对象自动装配。
  5. 添加路由更加方便，无需每个访问地址都添加⼀个类。
  6. ...

3. Spring框架学习的难点

  1. 配置比较多。
  2. 需要⼤量的外部 jar 包，在下载时容易出错。
  3. 会涉及简单的软件⼯程的设计思想（分层思想：前后端的分层思想；后端工程的分层思想）。
  4. 知识点相对来说比之前的知识更加的分散，要仔细听才能搞懂各个知识点的逻辑关系。
  5. 要记的东西很多，所以要大量地重复练习才能记住，比如各种注解。

Spring框架基本学习应用路线：Spring全家桶（Spring/Spring Boot/Spring MVC) -> MyBatis -> Redis 等。

二. Spring 核心与设计思想

Spring 核心就是这么一句话：Spring 框架是包含了众多工具方法的 IoC 容器。

那么这句话怎么理解呢？什么是容器？什么又是 IoC？

1. 什么是容器?

容器是⽤来容纳某种物品的（基本）装置。 ------来⾃：百度百科

之前我们接触的容器有以下:

  • List/Map -> 数据存储容器
  • Tomcat -> Web 容器

Spring 是就一个 IoC 容器,它包含了许多的工具和方法.

2. 什么是IoC?

IoC : Inversion of Control 翻译成中⽂是"控制反转 "的意思.这是一种思想，控制权反转，在 Java 的常规代码中,对象的生命周期,是由当前代码（程序员自己）控制的,而控制权反转就是对象的生命周期,不再由当前代码片段来控制,而是由 Spring（IoC 容器）来控制.

举个🌰:

我们都知道汽车包含轮胎,底盘,车身等.现在我们要造一辆汽车,需要有车身,而车身需要依赖于底盘.而底盘依赖于轮胎.

传统的思想中,在造车的时候需要车身,于是就new一个车身,而车身需要底盘,于是就再new一个底盘,底盘需要轮胎,于是就再new一个轮胎.

java 复制代码 
package oldCar;
//传统汽车制造
//汽车类
public class Car {
    //车身
    private Framework framework;
    public Car(){
        framework = new Framework();
    }
    public void init() {
        System.out.println("do car");
        // 汽车的组建依赖于车身
        framework.init();
    }
}
package oldCar;
//车身类
public class Framework {
    //底盘
    private Bottom bottom;

    public Framework(){
        bottom = new Bottom();
    }
    public void init() {
        System.out.println("do framework");
        // 车身的组建依赖于底盘
        bottom.init();
    }
}

package oldCar;
//底盘类
public class Bottom {
    //车轮
    private Tire tire;

    public Bottom(){
        tire = new Tire();
    }
    public void init(){
        System.out.println("do Bottom");
        //底盘依赖于轮胎
        tire.init();
    }
}

package oldCar;
//轮胎类
public class Tire {
    private int size = 17;//轮胎的尺寸
    public void init(){
        System.out.println("size -> " + size);
    }
}

package oldCar;

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

车轮为17寸的汽车制作完毕.但是上述代码中轮胎大小是写死的,随着时代发展,人们对车的需求量越来越大,个性化需求也会越来越多,这时候我们就需要加工多种尺寸的轮胎 ,此时就需要修改上述代码.我们需要给轮胎Tire类的构造方法加上一个参数.由于底盘Bottom类控制了Tire类,那么底盘类的构造方法也需要加上一个参数.以此类推,Freamwork和Car类都需要在构造方法中加上一个参数.

java 复制代码 
package oldCar;
//传统汽车制造
//汽车类
public class Car {
    //车身
    private Framework framework;
    public Car(int size){
        framework = new Framework(size);
    }
    public void init() {
        System.out.println("do car");
        // 汽车的组建依赖于车身
        framework.init();
    }
}
package oldCar;
//传统汽车制造
//汽车类
public class Car {
    //车身
    private Framework framework;
    public Car(int size){
        framework = new Framework(size);
    }
    public void init() {
        System.out.println("do car");
        // 汽车的组建依赖于车身
        framework.init();
    }
}
package oldCar;
//传统汽车制造
//汽车类
public class Car {
    //车身
    private Framework framework;
    public Car(int size){
        framework = new Framework(size);
    }
    public void init() {
        System.out.println("do car");
        // 汽车的组建依赖于车身
        framework.init();
    }
}

package oldCar;
//轮胎类
public class Tire {
    private int size = 17;//轮胎的尺寸
    public Tire(int size) {
        this.size = size;
    }
    public void init(){
        System.out.println("size -> " + size);
    }
}
package oldCar;

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

车胎尺寸为20寸的汽车制作好了.此时如果需要定制不同轮胎大小的尺寸,只需要改动狗仔Cae对象传入的参数即可.但是,如果再加上一个需求,改变车身颜色,那我们又要加三叔,此时就意味着和上述代码一样修改每一层的代码,整个调用链上的代码都需要修改.

上述代码耦合度就太高 了.为了解决这个问题,我们可以使用loC的思想来实现代码,将控制权交出去,也就是说,IoC模式下,我们不再自己构造创建对象.当我们需要轮胎Tire类时,你就给我传一个Tire对象，我们不去new一个Tire对象了,这样的话,就算在Tire类加参数也只需要改动Tire类的构造方法与相关执行方法与属性，顶多再改一下Tire对象的创建，同理其他类也一样，将对象作为参数传入到上级类的构造方法中去就行了，但此时其他类是不需要修改的，这个过程也叫做传入或注入。

由于我们创建Car时需要Framework，所以先要实例一个Framework对象，同理实例一个Framework对象需要Bottom对象，那么需先实例一个Bottom对象，一样，在实例Bottom对象之前需要实例一个Tire对象，于是需要先后创建Tire对象，Bottom对象，Framework对象后才能创建一个Car对象，我们可以得到如下的代码：

java 复制代码 
package newCar;

public class Car {
    // 汽车的组建依赖于车身的组建
    private Framework franmework;

    public Car(Framework franmework) {
        this.franmework = franmework;
    }
    public void init() {
        System.out.println("do car...");
        franmework.init();
    }
}

package newCar;

public class Framework {
    // 车身的组建依赖于底盘
    private Bottom bottom;

    public Framework(Bottom bottom) {
        this.bottom = bottom;
    }
    public void init() {
        System.out.println("do franmework");
        bottom.init();
    }
}

package newCar;

public class Bottom {
    // 底盘的组建依赖于轮胎
    private Tire tire;

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

    public void init() {
        System.out.println("do bottom...");
        tire.init();
    }
}

package newCar;

public class Tire {
    private int size = 17;
    private String color = "黑色";

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

    public void init() {
        System.out.println("size -> " + size);
        System.out.println("color->" + color);
    }
}

package newCar;

public class IOCDemo {
    // 这里的内容包含就相当于是 IoC 容器做的事情
    // 对象的生命周期控制权就翻转给 IoC 容器了, 不再由程序员控制
    private Tire tire;
    private Bottom bottom;
    private Framework framework;
    public Car car;
    public IOCDemo() {
        tire = new Tire(17, "红色");
        bottom = new Bottom(tire);
        framework = new Framework(bottom);
        car = new Car(framework);
    }
}

package newCar;

/**
 * 模拟 IoC 容器
 */
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 直接使用, 创建就交给IoC了
        IOCDemo ioc = new IOCDemo();
        Car car = ioc.car;
        car.init();
    }
}

此时如果要变需求，需要加参数或减少参数，IoC 的代码只需改动两处代码即可， 整个调用链是不用做任何改变的， 达到了解耦的目的。

在传统的代码中对象创建顺序是：Car -> Framework -> Bottom -> Tire

改进之后解耦的代码的对象创建顺序是：Tire -> Bottom -> Framework -> Car

到这里我们就可以发现，传统的代码类创建顺序是反着的，Car 控制 FrameWork，FrameWork 控制着 Bottom，Bottom 控制着 Tire；而改进之后的控制权发生了反转，是下层将对象注入到当前对象当中，下级的控制权不再由上级控制了，下级在发生改变时会将改变完成后的对象注入上级，这样上级就是不受影响的，这就是 IoC 的实现思想。

所以 IoC 有以下的优点：对象（Bean）的生命周期交给 IoC 框架维护，作为程序员无需关注，说白了就是程序员不需要关注对象创建、销毁时机以及对象的依赖关系，这些工作加个 IoC 框架（也就是 Spring）做就行，实现了代码的解耦，对象的使用更加方便高效。

3. Spring是IoC容器

Spring 框架就是包含了多个工具方法的 IoC 容器，既然是容器，那它就有存和取的功能，这也是 Spring 最核心的两个功能：

  1. 将 Bean（对象）存储到 Spring 容器中。
  2. 将 Bean（对象）从 Spring 容器中取出来。

将对象存放到容器有什么好处呢?

将对象存储到 IoC 容器相当于我们将所有可能用到的工具制作好都放到仓库，当我们需要使用时直接取即可，用完归还仓库；而 new 对象的方式相当于我们每次需要用工具的时候现场制作，制作完了扔掉，下次需要的时候重新做。

Spring 是⼀个 IoC 容器，说的是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。

4. DI（依赖注入）

DI，即Dependency Injection,依赖注入。

所谓依赖注⼊，就是由 IoC 容器在运行期间，动态地将某种依赖关系注入到对象之中，在pom.xml有一个依赖项，就是用来导入外部的资源，而这里的依赖注入，导入的不是外部的资源，而是对象；当某个 Java 实例需要另一个 Java 实例时，创建被调用者的工作不是由调用者实现，而是由 Spring 容器来完成，然后注入调用者，因此称为依赖注入。

IoC 与 DI 的区别是什么？

依赖注入（DI）和控制反转（IoC）是从不同的角度的描述的同⼀件事情，就是指通过引入 IoC 容器，利用依赖关系注入的方式，实现对象之间的解耦。

IoC 是"目标"也是⼀种思想，而目标和思想只是⼀种指导原则，最终还是要有可行的落地方案，而 DI 就属于具体的实现；也就是说，IoC 是一种思想，而 DI 是 IoC 的一种实现。

5. DL（依赖查找）

DL，即Dependency Lookup，依赖查找，也是 IoC的一种实现。

依赖查找和依赖注入的区别在于，依赖注入是将依赖关系委托给容器，由容器来管理对象之间的依赖关系，容器外部是不关心这种依赖关系的，需要时由容器判断提供什么；而依赖查找是由对象自己来查找它所依赖的对象，容器只负责管理对象的生命周期，也就是说此时需要容器外部自己确定要容器提供哪种依赖关系；两者之间是主动和被动的区别。

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