1. Spring简介
1.1 Spring 核心设计思想
1.1.1 Spring 是什么?
- Spring 是包含了众多⼯具⽅法的 IoC 容器。
- Spring 指的是 Spring Framework(Spring 框架),它是⼀个开源框架,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。
1.1.1.1 什么是IoC容器?
- 容器是⽤来容纳某种物品的装置。
- IoC = Inversion of Control 翻译成中⽂是"控制反转"的意思,控制权发⽣的反转,不再是上级对象创建并控制下级对象了,⽽是下级对象把注⼊将当前对象中,下级的控制权不再由上级类控制了,这样即使下级类发⽣任何改变,当前类都是不受影响的,这就是 IoC 的实现思想。
- Spring具备两个核心功能:将对象存⼊到容器,从容器中取出对象。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。
1.1.1.2 DI 概念说明
DI 是 Dependency Injection 的缩写,翻译成中⽂是"依赖注⼊"的意思。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。所以,依赖注⼊(DI)和控制反转(IoC)是从不同的⻆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。
1.1.1.3 IoC容器和普通程序开发的区别
- 将对象存储在 IoC 容器相当于将以后可能⽤的所有⼯具制作好都放到仓库中,需要的时候直接取就⾏了,⽤完再把它放回到仓库。
- new 对象的⽅式相当于,每次需要工具了才现做,用完扔掉了也不会保存,下次再用的时候还得重新做。
1.2 Spring 创建和使用
1.2.1 创建 Spring 项目
使⽤ Maven ⽅式来创建⼀个 Spring 项⽬,创建 Spring 项⽬和 Servlet 类似。
- 创建⼀个 Maven 项⽬
然后跳转到了这个页面:
- 添加 Spring 框架⽀持
在项⽬的 pom.xml 中添加 Spring 框架的⽀持spring-context(spring 上下⽂)和spring-beans(管理对 象的模块),xml 配置如下:
java
<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>
- 添加启动类
最后在创建好的项⽬ java ⽂件夹下创建⼀个启动类,包含 main ⽅法即可:
java
public class App {
public static void main(String[] args) {
}
}
到此为止,一个spring项目就搭建好了。
1.2.2 存储 Bean 对象
Bean 就是 Java 语⾔中的⼀个普通对象,例如:
javapublic class User { public String sayHi(String name) { return name + " hello!"; } }
- 创建 Bean
java
public class User {
public String sayHi(String name) {
return name + " hello!";
}
}
- 将 Bean 注册到容器
<<1>>在创建好的项⽬中添加 Spring 配置⽂件 spring-config.xml,将此⽂件放到 resources 的根⽬录下, 如下图所示:
<<2>> spring-config.xml 配置⽂件的固定格式为以下内容,复制粘贴即可
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">
</beans>
<<3>> 将 User 对象注册到 Spring 中就可以,在 标签中添加配置 ,格式如下:
xml
<beans>
<bean id="user" class="com.bit.User"></bean>
</beans>
1.2.3 获取 Bean 对象
- 创建 Spring 上下⽂对象
<<1>>使⽤ ApplicationContext
java
ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("spring-con fig.xml");
<<2>>使⽤ BeanFactory
java
BeanFactory beanFactory = new XmlBeanFactory(new ClassPathResource("spring-config.xml"));
ApplicationContext VS BeanFactory
- 继承关系和功能⽅⾯:Spring 容器有两个顶级的接⼝:BeanFactory 和 ApplicationContext。其中 BeanFactory 提供了基础的访问容器的能⼒,⽽ ApplicationContext 属于 BeanFactory 的⼦类,它除了继承了 BeanFactory 的所有功能之外,它还拥有独特的特性, 还添加了对国际化⽀持、资源访问⽀持、以及事件传播等⽅⾯的⽀持。
- 性能⽅⾯:ApplicationContext 是⼀次性加载并初始化所有的 Bean 对象,⽽ BeanFactory 是需要那个才去加载那个,因此更加轻量。
<<3>>使用ClassPathXmlApplicationContext
ClassPathXmlApplicationContext 属于 ApplicationContext 的⼦类,拥有 ApplicationContext 的所有功能,通过 xml 的配置来获取所有的 Bean 容器。
- 获取指定的 Bean 对象
java
// 1.得到 Spring 上下⽂对象
ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("spring-con fig.xml");
// 2.加载某个 bean
User user = (User) context.getBean("user");
Bean 的 Id 要⼀⼀对应,如下图所示:
getBean ⽅法的更多⽤法
- 根据类型获取 Bean:
javaUserController user = context.getBean(UserController.class);
- 名称 + 类型获取 Bean:
javaUserController user = context.getBean("user", UserController.class);
当有⼀个类型被重复注册到 spring-config.xml 中时,只能使⽤根据名称获取了,⽐如以 下场景就会导致程序报错:
1.2.4 使用 Bean
java
public class App {
public static void main(String[] args) {
// 1.得到 Spring 上下⽂对象
ApplicationContext context =
new ClassPathXmlApplicationContext("spring-config.xml");
// 2.加载某个 bean
User user = (User) context.getBean("user");
// 3.调⽤相应的⽅法
System.out.println(user.sayHi("Java"));
}
}
1.2.4 使用注解读取和存储对象
- 配置扫描路径
配置⼀下存储对象的扫描包路径,只有在被配置的包下且添加了注解的类才能被正确的识别并保存到 Spring 中。
在 spring-config.xml 添加如下配置:
java
<?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.bit.service"></content:component-scan>
</beans>
- 添加注解存储 Bean 对象
将对象存储在 Spring 中,有两种注解类型可以实现:
- 类注解:@Controller(表示业务逻辑层)、@Service(服务层)、@Repository(持久层)、@Component、@Configuration(配置层)。
- ⽅法注解:@Bean
类注解是添加到某个类上的,⽅法注解是放到某个⽅法上的。
Bean 命名规则:
通常 bean 使⽤的都是标准的⼤驼峰命名,读取的时候⾸字⺟⼩写:
当⾸字⺟和第⼆个字⺟都是⼤写时,不能正常读取到 bean :
Spring中 bean 存储时⽣成的命名规则:
<1> 在 Idea 中使⽤搜索关键字"beanName"可以看到以下内容:
它使⽤的是 JDK Introspector 中的 decapitalize ⽅法,源码如下:
javapublic static String decapitalize(String name) { if (name == null || name.length() == 0) { return name; } // 如果第⼀个字⺟和第⼆个字⺟都为⼤写的情况,是把 bean 的⾸字⺟也⼤写存储了 if (name.length() > 1 && Character.isUpperCase(name.charAt(1)) && Character.isUpperCase(name.charAt(0))){ return name; } // 否则就将⾸字⺟⼩写 char chars[] = name.toCharArray(); chars[0] = Character.toLowerCase(chars[0]); return new String(chars); }
所以对于上⾯报错的代码,只要改为以下代码就可以正常运⾏了:
类注解使用示例:
- @Controller(控制器存储)
使⽤ @Controller 存储 bean:
java@Controller // 将对象存储到 Spring 中 public class UserController { public void sayHi(String name) { System.out.println("Hi," + name); } }
先使⽤之前读取对象的⽅式读取上⾯的 UserController 对象:
javapublic class Application { public static void main(String[] args) { // 1.得到 spring 上下⽂ ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("spring-config.xml"); // 2.得到 bean UserController userController = (UserController) context.getBean("userController"); // 3.调⽤ bean ⽅法 userController.sayHi("Bit"); } }
- @Service(服务存储)
使⽤ @Service 存储 bean
java@Service public class UserService { public void sayHi(String name) { System.out.println("Hi," + name); } }
读取 bean
javaclass App { public static void main(String[] args) { // 1.得到 spring 上下⽂ ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("spring-config.xml"); // 2.得到 bean UserService userService = (UserService) context.getBean("userService"); // 3.调⽤ bean ⽅法 userService.sayHi("Bit"); } }
- @Repository(仓库存储)
使⽤ @Repository 存储 bean
java@Repository public class UserRepository { public void sayHi(String name) { System.out.println("Hi," + name); } }
读取 bean
javaclass App { public static void main(String[] args) { // 1.得到 spring 上下⽂ ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("spring-config.xml"); // 2.得到某个 bean UserRepository userRepository = (UserRepository) context.getBean("userRepository"); // 3.调⽤ bean ⽅法 userRepository.sayHi("Bit"); } }
- @Component(组件存储)
使⽤ @Component 存储 bean
java@Component public class UserComponent { public void sayHi(String name) { System.out.println("Hi," + name); } }
读取 bean
javaclass App { public static void main(String[] args) { // 1.得到 spring 上下⽂ ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("spring-config.xml"); // 2.得到某个 bean UserComponent userComponent = (UserComponent) context.getBean("userComponent"); // 3.调⽤ bean ⽅法 userComponent.sayHi("Bit"); } }
- @Configuration(配置存储)
java@Configuration public class UserConfiguration { public void sayHi(String name) { System.out.println("Hi," + name); } }
读取 bean
javaclass App { public static void main(String[] args) { // 1.得到 spring 上下⽂ ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("spring-config.xml"); // 2.得到某个 bean UserConfiguration userConfiguration = (UserConfiguration) context.getBean("userConfiguration"); // 3.调⽤ bean ⽅法 userConfiguration.sayHi("Bit"); } }
为什么有这么多功能一样的注解:
它们的功能都是一样的,让程序员看到类注解之后,就能直接了解当前类的⽤途。
程序的⼯程分层,调⽤流程:
查看 @Controller / @Service / @Repository / @Configuration 等注解的源码发现,这些注解⾥⾯都有⼀个注解 @Component,说明它们本身就是属于 @Component 的"⼦类"。
⽅法注解@Bean 使用示例:
⽅法注解要配合类注解使⽤
在 Spring 框架的设计中,⽅法注解 @Bean 要配合类注解才能将对象正常的存储到 Spring 容器中
- 使用@Bean存储 bean
java@Component public class Users { @Bean public User user1() { User user = new User(); user.setId(1); user.setName("Java"); return user; } }
读取bean
javapublic class Application { public static void main(String[] args) { ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("spring-config.xml"); User user = (User) context.getBean("user1"); System.out.println(user.toString()); } }
- 重命名 Bean
可以通过设置 name 属性给 Bean 对象进⾏重命名。重
java@Component public class Users { @Bean(name = {"u1"}) public User user1() { User user = new User(); user.setId(1); user.setName("Java"); return user; } }
命名的 name 其实是⼀个数组,⼀个 bean 可以有多个名字。
java@Bean(name = {"u1", "us1"}) public User user1() { User user = new User(); user.setId(1); user.setName("Java"); return user; }
name={} 可以省略
java@Bean({"u1", "us1"}) public User user1() { User user = new User(); user.setId(1); user.setName("Java"); return user; }
此时使⽤ u1/us1 就可以获取到 User 对象了
javaclass App { public static void main(String[] args) { // 1.得到 spring 上下⽂ ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("spring-config.xml"); // 2.得到某个 bean User user = (User) context.getBean("u1"); // 3.调⽤ bean ⽅法 System.out.println(user); } }
- 对象装配
获取 bean 对象也叫做对象装配,是把对象取出来放到某个类中,有时候也叫对象注⼊。
<1> 属性注⼊
属性注⼊使⽤ @Autowired 实现。
属性注⼊的优点是简洁,使⽤⽅便;缺点是只能⽤于 IoC 容器,如果是⾮ IoC 容器不可⽤,并且只 有在使⽤的时候才会出现 NPE(空指针异常)。
示例:
Service 类的实现代码如下:
javaimport org.springframework.stereotype.Service; @Service public class UserService { /** * 根据 ID 获取⽤户数据 * * @param id * @return */ public User getUser(Integer id) { // 伪代码,不连接数据库 User user = new User(); user.setId(id); user.setName("Java-" + id); return user; } }
- Controller 类的实现代码如下:
javaimport org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired; import org.springframework.stereotype.Controller; @Controller public class UserController { // 注⼊⽅法1:属性注⼊ @Autowired private UserService userService; public User getUser(Integer id) { return userService.getUser(id); } }
核⼼实现:
获取 Controller 中的 getUser ⽅法:
javaimport org.springframework.context.ApplicationContext; import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext; public class UserControllerTest { public static void main(String[] args) { ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("spring-config.xml"); UserController userController = context.getBean(UserController.cla ss); System.out.println(userController.getUser(1).toString()); } }
运行结果:
<2>构造⽅法注⼊
构造⽅法注⼊是在类的构造⽅法中实现注⼊。
构造⽅法注⼊是 Spring 推荐的注⼊⽅式,它的缺点是如果有多个注⼊会显得⽐较臃肿,但出现这 种情况应该考虑⼀下当前类是否符合程序的单⼀职责的设计模式,优点是通⽤性,在使⽤之前⼀定能把保证注⼊的类不为空。
示例:
java@Controller public class UserController2 { // 注⼊⽅法2:构造⽅法注⼊ private UserService userService; // 创建userService引用 @Autowired public UserController2(UserService userService) { // 注入并通过构造方法让上面的引用指向注入进来的这个对象 this.userService = userService; } public User getUser(Integer id) { return userService.getUser(id); } }
<<1>> 如果只有⼀个构造⽅法,那么 @Autowired 注解可以省略
<<2>>如果类中有多个构造⽅法,那么需要添加上 @Autowired 来明确指定到底使⽤哪个构造⽅法,否则 程序会报错
<3> Setter 注⼊
Setter 注⼊和 构造方法注入 实现类似,只不过在设置 set ⽅法的时候需要加上 @Autowired 注解。
Setter ⽅式是 Spring 前期版本推荐的注⼊⽅式,但通⽤性不如构造⽅法,所有 Spring 现版本已 经推荐使⽤构造⽅法注⼊的⽅式来进⾏类注⼊了。
示例:
java@Controller public class UserController3 { // 注⼊⽅法3:Setter注⼊ private UserService userService; @Autowired public void setUserService(UserService userService) { this.userService = userService; } public User getUser(Integer id) { return userService.getUser(id); } }
<4> @Resource注入
@Autowired 和 @Resource 的区别:
- @Autowired 来⾃于 Spring,⽽ @Resource 来⾃于 JDK 的注解
- 相⽐于 @Autowired ,@Resource ⽀持更多的参数设置,例如 name 设置,根据名称获取 Bean。
- @Autowired 可⽤于 Setter 注⼊、构造方法注⼊和 属性注⼊。⽽ @Resource 只能⽤于 Setter 注⼊和 属性注⼊ 不能⽤于构造函数注⼊。
<5>使用同⼀类型多个 Bean 报错处理,当出现以下多个 Bean,返回同⼀对象类型时程序会报错。
示例:
java@Component public class Users { // 第一个bean @Bean public User user1() { User user = new User(); user.setId(1); user.setName("Java"); return user; } // 第二个bean @Bean public User user2() { User user = new User(); user.setId(2); user.setName("MySQL"); return user; } }
在另⼀个类中获取 User 对象:
java@Controller public class UserController4 { // 注⼊ @Resource private User user; public User getUser() { return user; } }
执⾏结果:
解决方法:
<<1>>使⽤ @Resource(name="XXX")来指定bean
java@Controller class UserController4 { // 注⼊ @Resource(name = "user1") private User user; public User getUser() { return user; } }
<2> 使⽤ @Qualifier来指定bean
java
@Controller
public class UserController5 {
// 注⼊
@Autowired
@Qualifier(value = "user2")
private User user;
public User getUser() {
return user;
}
}
2. Bean 详解
2.1 Bean的作用域
限定程序中变量的可⽤范围叫做作⽤域,或者说在源代码中定义变量的某个区域就叫做作⽤域。
Bean 的作⽤域是指 Bean 在 Spring 整个框架中的某种⾏为模式。
Bean 有 6 种作⽤域:singleton(单例作⽤域),prototype(原型作⽤域/多例作⽤域), request(请求作⽤域),session(回话作⽤域),application(全局作⽤域),websocket(HTTP WebSocket 作⽤域)。后 4 种状态是 Spring MVC 中的值,在普通的 Spring 项⽬中只有前两种。
2.1.1 singleton
Spring默认选择该作⽤域,该作⽤域下的Bean在IoC容器中只存在⼀个实例:获取Bean(即通过applicationContext.getBean等⽅法获取)及装配Bean(即通过@Autowired等注⼊)都是同⼀个对象。通常⽆状态的Bean(Bean对象的属性状态不需要更新)使⽤该作⽤域,单例可以很⼤程度上提⾼性能。
示例:
公共bean
java
@Component
public class Users {
@Bean
public User user1() {
User user = new User();
user.setId(1);
user.setName("Java"); // 【重点:名称是 Java】
return user;
}
}
A ⽤户使⽤时,进⾏了修改操作:
java
@Controller
public class BeanScopesController {
@Autowired
private User user1;
public User getUser1() {
User user = user1;
System.out.println("Bean 原 Name:" + user.getName());
user.setName("悟空"); // 【重点:进⾏了修改操作】
return user;
}
}
B ⽤户再去使⽤公共 Bean :
java
@Controller
public class BeanScopesController2 {
@Autowired
private User user1;
public User getUser1() {
User user = user1;
return user;
}
}
查看 A ⽤户和 B ⽤户公共 Bean 的值:
java
public class BeanScopesTest {
public static void main(String[] args) {
ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("spring-config.xml");
BeanScopesController beanScopesController = context.getBean(BeanScopesController.class);
System.out.println("A 对象修改之后 Name:" + beanScopesController.getUser1().toString());
BeanScopesController2 beanScopesController2 = context.getBean(BeanScopesController2.class);
System.out.println("B 对象读取到的 Name:" + beanScopesController2.getUser1().toString());
}
}
执⾏结果:
2.1.2 prototype
每次对该作⽤域下的Bean的请求都会创建新的实例:获取Bean(即通过applicationContext.getBean等⽅法获取)及装配Bean(即通过@Autowired注⼊)都是新的对象实例。通常有状态(Bean对象的属性状态需要更新)的Bean使⽤该作⽤域。
2.1.3 request
每次http请求会创建新的Bean实例,类似于prototype。用于⼀次http的请求和响应的共享Bean,限定SpringMVC中使⽤。
2.1.4 session
在⼀个http session中,定义⼀个Bean实例,用于用户回话的共享Bean,⽐如:记录⼀个⽤户的登陆信息。限定SpringMVC中使⽤。
2.1.5 application
在⼀个http servlet Context中,定义⼀个Bean实例,用于Web应⽤的上下⽂信息,⽐如:记录⼀个应⽤的共享信息。限定SpringMVC中使⽤。
application 是 Spring Web 中的作⽤域,作⽤于 Servlet 容器。singleton 是 Spring Core 的作⽤域,singleton 作⽤于 IoC 的容器。
2.1.6 websocket
在⼀个HTTP WebSocket的⽣命周期中,定义⼀个Bean实例,用于WebSocket的每次会话中,保存了⼀个Map结构的头信息,将⽤来包裹客户端消息头。第⼀次初始化后,直到WebSocket结束都是同⼀个Bean。限定Spring WebSocket中使⽤。
2.2 设置Bean的作用域
使⽤ @Scope 标签就可以⽤来声明 Bean 的作⽤域。
<1> 直接设置值:@Scope("prototype")
<2> 使⽤枚举设置:@Scope(ConfigurableBeanFactory.SCOPE_PROTOTYPE)
示例;
java
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Scope;
import org.springframework.stereotype.Component;
@Component
public class Users {
@Scope(ConfigurableBeanFactory.SCOPE_PROTOTYPE)
@Bean(name = "u1")
public User user1() {
User user = new User();
user.setId(1);
user.setName("Java"); // 【重点:名称是 Java】
return user;
}
}
2.2 Bean的生命周期
2.2.1 Spring 执行流程
2.2.2 Bean 的执行流程
启动 Spring 容器 --> 实例化 Bean(分配内存空间,从⽆到有) --> Bean注册到Spring中(存操作) --> 将Bean装配到需要的类中(取操作)。
2.2.3 Bean的生命周期
⽣命周期指的是⼀个对象从诞⽣到销毁的整个⽣命过程,我们把这个过程就叫做⼀个对象的⽣命周期。
- 实例化 Bean(为 Bean 分配内存空间)
- 设置属性(Bean 注⼊和装配)
- 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,依赖注⼊操作之后被执⾏;
3.4 执⾏⾃⼰指定的 init-method ⽅法(如果有指定的话);
3.5 执⾏ BeanPostProcessor 初始化后置⽅法。- 使⽤ Bean
- 销毁 Bean。执行销毁容器的各种⽅法,如 @PreDestroy、DisposableBean 接⼝⽅法、destroy-method。
- 实例化和初始化的区别:
实例化和属性设置是 Java 级别的系统"事件",其操作过程不可⼈⼯⼲预和修改;⽽初始化是给开发者 提供的,可以在实例化之后,类加载完成之前进⾏⾃定义"事件"处理。- 如何理解Bean生命周期:
Bean 的⽣命流程看似繁琐,但咱们可以以⽣活中的场景来理解它,⽐如我们现在需要买⼀栋房⼦,那么我们的流程是这样的:
- 先买房(实例化,从⽆到有);
- 装修(设置属性);
- 买家电,如洗⾐机、冰箱、电视、空调等([各种]初始化);
- ⼊住(使⽤ Bean);
- 卖出去(Bean 销毁)。