JavaWeb--SpringBoot

1. SpringBootWeb入门

1.1 概述

在没有正式的学习SpringBoot之前，我们要先来了解下什么是Spring。

我们可以打开Spring的官网(https://spring.io)，去看一下Spring的简介：Spring makes Java simple。

Spring的官方提供很多开源的项目，我们可以点击上面的projects，看到spring家族旗下的项目，按照流行程度排序为：

Spring发展到今天已经形成了一种开发生态圈，Spring提供了若干个子项目，每个项目用于完成特定的功能。而我们在项目开发时，一般会偏向于选择这一套spring家族的技术，来解决对应领域的问题，那我们称这一套技术为spring全家桶。

而Spring家族旗下这么多的技术，最基础、最核心的是 SpringFramework。其他的spring家族的技术，都是基于SpringFramework的，SpringFramework中提供很多实用功能，如：依赖注入、事务管理、web开发支持、数据访问、消息服务等等。

而如果我们在项目中，直接基于SpringFramework进行开发，存在两个问题：

配置繁琐
入门难度大

所以基于此呢，spring官方推荐我们从另外一个项目开始学习，那就是目前最火爆的SpringBoot。通过springboot就可以快速的帮我们构建应用程序，所以springboot呢，最大的特点有两个：

简化配置
快速开发

Spring Boot 可以帮助我们非常快速的构建应用程序、简化开发、提高效率。

而直接基于SpringBoot进行项目构建和开发，不仅是Spring官方推荐的方式，也是现在企业开发的主流。

1.2 入门程序

需求：基于SpringBoot的方式开发一个web应用，浏览器发起请求/hello后，给浏览器返回字符串 "Hello xxx ~"。

1). 定义HelloController类，添加方法hello，并添加注解

复制代码

HelloController中的内容，具体如下：

java 复制代码

package com.itheima;

import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

import java.sql.SQLOutput;

@RestController// 标识这是一个控制器(请求处理类)
public class HelloController {
    @RequestMapping("/hello")// 标识这个方法处理请求路径为/hello的请求
    public String hello(String name){
        System.out.println("Hello Controller ... hello: "+name);
        return "Hello "+name;
    }
}

2). 运行测试

运行SpringBoot自动生成的引导类 (标识有@SpringBootApplication注解的类)

复制代码

java 复制代码

package com.itheima;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

@SpringBootApplication
public class SpringbootWebQuickstartApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(SpringbootWebQuickstartApplication.class, args);
    }

}

打开浏览器，输入 http://localhost:8080/hello?name=itheima

1.3 入门解析

那在上面呢，我们已经完成了SpringBootWeb的入门程序，并且测试通过。在入门程序中，我们发现，我们只需要一个main方法就可以将web应用启动起来了，然后就可以打开浏览器访问了。

那接下来我们需要明确两个问题：

1). 为什么一个main方法就可以将Web应用启动了？

因为我们在创建springboot项目的时候，选择了web开发的起步依赖 spring-boot-starter-web。而spring-boot-starter-web依赖，又依赖了spring-boot-starter-tomcat，由于maven的依赖传递特性，那么在我们创建的springboot项目中也就已经有了tomcat的依赖，这个其实就是springboot中内嵌的tomcat。

而我们运行引导类中的main方法，其实启动的就是springboot中内嵌的Tomcat服务器。而我们所开发的项目，也会自动的部署在该tomcat服务器中，并占用8080端口号。

起步依赖：

一种为开发者提供简化配置和集成的机制，使得构建Spring应用程序更加轻松。起步依赖本质上是一组预定义的依赖项集合，它们一起提供了在特定场景下开发Spring应用所需的所有库和配置。

spring-boot-starter-web：包含了web应用开发所需要的常见依赖。

spring-boot-starter-test：包含了单元测试所需要的常见依赖。

官方提供的starter：https://docs.spring.io/spring-boot/docs/3.1.3/reference/htmlsingle/#using.build-systems.starters

2. HTTP协议

2.1 HTTP概述

2.1.1 介绍

HTTP：Hyper Text Transfer Protocol(超文本传输协议)，规定了浏览器与服务器之间数据传输的规则。

http是互联网上应用最为广泛的一种网络协议
http协议要求：浏览器在向服务器发送请求数据时，或是服务器在向浏览器发送响应数据时，都必须按照固定的格式进行数据传输

如果想知道http协议的数据传输格式有哪些，可以打开浏览器，点击F12打开开发者工具，点击Network(网络)来查看

浏览器向服务器进行请求时，服务器按照固定的格式进行解析：

服务器向浏览器进行响应时，浏览器按照固定的格式进行解析：

而我们学习HTTP协议，就是来学习请求和响应数据的具体格式内容。

2.1.2 特点

我们刚才初步认识了HTTP协议，那么我们在看看HTTP协议有哪些特点：

基于TCP协议: 面向连接，安全

TCP是一种面向连接的(建立连接之前是需要经过三次握手)、可靠的、基于字节流的传输层通信协议，在数据传输方面更安全

基于请求-响应模型: 一次请求对应一次响应（先请求后响应）

请求和响应是一一对应关系，没有请求，就没有响应

HTTP协议是无状态协议: 对于数据没有记忆能力。每次请求-响应都是独立的

无状态指的是客户端发送HTTP请求给服务端之后，服务端根据请求响应数据，响应完后，不会记录任何信息。

缺点: 多次请求间不能共享数据

优点: 速度快

请求之间无法共享数据会引发的问题：

如：京东购物。加入购物车和去购物车结算是两次请求

由于HTTP协议的无状态特性，加入购物车请求响应结束后，并未记录加入购物车是何商品

发起去购物车结算的请求后，因为无法获取哪些商品加入了购物车，会导致此次请求无法正确展示数据

具体使用的时候，我们发现京东是可以正常展示数据的，原因是Java早已考虑到这个问题，并提出了使用会话技术(Cookie、Session)来解决这个问题。

刚才提到HTTP协议是规定了请求和响应数据的格式，那具体的格式是什么呢? 接下来，我们就来详细剖析。

HTTP协议又分为：请求协议和响应协议

2.2 HTTP请求协议

2.2.1 介绍

请求协议： 浏览器将数据以请求格式发送到服务器。包括：请求行、请求头、请求体
GET方式的请求协议：

请求行 (以上图中红色部分) ：HTTP请求中的第一行数据。由：请求方式、资源路径、协议/版本组成（之间使用空格分隔）
- 请求方式：GET
- 资源路径：/brand/findAll?name=OPPO&status=1
  - 请求路径：/brand/findAll
  - 请求参数：name=OPPO&status=1
    - 请求参数是以key=value形式出现
    - 多个请求参数之间使用&连接
  - 请求路径和请求参数之间使用?连接
- 协议/版本：HTTP/1.1

请求头(以上图中黄色部分) ：第二行开始，上图黄色部分内容就是请求头。格式为key: value形式
- http是个无状态的协议，所以在请求头设置浏览器的一些自身信息和想要响应的形式。这样服务器在收到信息后，就可以知道是谁，想干什么了
- 常见的HTTP请求头有:

|-----------------|----------------------------------------------------------------------------------------------------|
| 请求头 | 含义 |
| Host | 表示请求的主机名 |
| User-Agent | 浏览器版本。例如：Chrome浏览器的标识类似Mozilla/5.0 ...Chrome/79 ，IE浏览器的标识类似Mozilla/5.0 (Windows NT ...)like Gecko |
| Accept | 表示浏览器能接收的资源类型，如text/*，image/*或者*/*表示所有； |
| Accept-Language | 表示浏览器偏好的语言，服务器可以据此返回不同语言的网页； |
| Accept-Encoding | 表示浏览器可以支持的压缩类型，例如gzip, deflate等。 |
| Content-Type | 请求主体的数据类型 |
| Content-Length | 数据主体的大小（单位：字节） |

举例说明：服务端可以根据请求头中的内容来获取客户端的相关信息，有了这些信息服务端就可以处理不同的业务需求。

比如:

不同浏览器解析HTML和CSS标签的结果会有不一致，所以就会导致相同的代码在不同的浏览器会出现不同的效果

服务端根据客户端请求头中的数据获取到客户端的浏览器类型，就可以根据不同的浏览器设置不同的代码来达到一致的效果（这就是我们常说的浏览器兼容问题）

请求体：存储请求参数
- GET请求的请求参数在请求行中，故不需要设置请求体

POST方式的请求协议：

请求行(以上图中红色部分)：包含请求方式、资源路径、协议/版本
- 请求方式：POST
- 资源路径：/brand
- 协议/版本：HTTP/1.1
请求头(以上图中黄色部分)
请求体(以上图中绿色部分) ：存储请求参数
- 请求体和请求头之间是有一个空行隔开（作用：用于标记请求头结束）

GET请求和POST请求的区别：

|----------|-------------------------------------------------------|------------|
| 区别方式 | GET请求 | POST请求 |
| 请求参数 | 请求参数在请求行中。<br/>例：/brand/findAll?name=OPPO&status=1 | 请求参数在请求体中 |
| 请求参数长度 | 请求参数长度有限制(浏览器不同限制也不同) | 请求参数长度没有限制 |
| 安全性 | 安全性低。原因：请求参数暴露在浏览器地址栏中。 | 安全性相对高 |

2.2.2 获取请求数据

Web服务器（Tomcat）对HTTP协议的请求数据进行解析，并进行了封装(HttpServletRequest)，并在调用Controller方法的时候传递给了该方法。这样，就使得程序员不必直接对协议进行操作，让Web开发更加便捷。

代码演示如下：

java 复制代码

package com.itheima;

import jakarta.servlet.http.HttpServletRequest;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
public class RequestController {

    @RequestMapping("/request")
    public String request(HttpServletRequest request){
        //1.获取请求方式
        String method = request.getMethod();
        System.out.println("请求方式：" + method);
        //2.获取请求url地址
        String url = request.getRequestURL().toString();
        System.out.println("请求url：" + url);
        String uri = request.getRequestURI();
        System.out.println("请求uri：" + uri);
        //3.获取请求协议
        String protocol = request.getProtocol();
        System.out.println("请求协议：" + protocol);
        //4.获取请求参数 - name
        String name = request.getParameter("name");
        System.out.println("请求参数name：" + name);
        //5.获取请求头 - Accept
        String accept = request.getHeader("Accept");
        System.out.println("请求头Accept：" + accept);

        return "success";
    }
}

最终输出内容如下所示：

2.3 HTTP响应协议

2.3.1 格式介绍

响应协议：服务器将数据以响应格式返回给浏览器。包括：响应行、响应头、响应体

响应行(以上图中红色部分)：响应数据的第一行。响应行由协议及版本、响应状态码、状态码描述组成
- 协议/版本：HTTP/1.1
- 响应状态码：200
- 状态码描述：OK
响应头(以上图中黄色部分)：响应数据的第二行开始。格式为key：value形式
- http是个无状态的协议，所以可以在请求头和响应头中设置一些信息和想要执行的动作，这样，对方在收到信息后，就可以知道你是谁，你想干什么
- 常见的HTTP响应头有:

java 复制代码

Java

Content-Type：表示该响应内容的类型，例如text/html，image/jpeg ；

Content-Length：表示该响应内容的长度（字节数）；

Content-Encoding：表示该响应压缩算法，例如gzip ；

Cache-Control：指示客户端应如何缓存，例如max-age=300表示可以最多缓存300秒 ;

Set-Cookie: 告诉浏览器为当前页面所在的域设置cookie ;

响应体(以上图中绿色部分)：响应数据的最后一部分。存储响应的数据
- 响应体和响应头之间有一个空行隔开（作用：用于标记响应头结束）

2.3.2 响应状态码

|-------|--------------------------------------------------------|
| 状态码分类 | 说明 |
| 1xx | 响应中 --- 临时状态码。表示请求已经接受，告诉客户端应该继续请求或者如果已经完成则忽略 |
| 2xx | 成功 --- 表示请求已经被成功接收，处理已完成 |
| 3xx | 重定向 --- 重定向到其它地方，让客户端再发起一个请求以完成整个处理 |
| 4xx | 客户端错误 --- 处理发生错误，责任在客户端，如：客户端的请求一个不存在的资源，客户端未被授权，禁止访问等 |
| 5xx | 服务器端错误 --- 处理发生错误，责任在服务端，如：服务端抛出异常，路由出错，HTTP版本不支持等 |

关于响应状态码，我们先主要认识三个状态码，其余的等后期用到了再去掌握：

200 ok 客户端请求成功
404 Not Found 请求资源不存在
500 Internal Server Error 服务端发生不可预期的错误

2.3.3 设置响应数据

Web服务器对HTTP协议的响应数据进行了封装(HttpServletResponse)，并在调用Controller方法的时候传递给了该方法。这样，就使得程序员不必直接对协议进行操作，让Web开发更加便捷。

代码演示：

java 复制代码

package com.itheima;

import jakarta.servlet.http.HttpServletResponse;
import org.springframework.http.ResponseEntity;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

import java.io.IOException;

@RestController
public class ResponseController {

    @RequestMapping("/response")
    public void response(HttpServletResponse response) throws IOException {
        //1.设置响应状态码
        response.setStatus(401);
        //2.设置响应头
        response.setHeader("name","itcast");
        //3.设置响应体
        response.setContentType("text/html;charset=utf-8");
        response.setCharacterEncoding("utf-8");
        response.getWriter().write("<h1>hello response</h1>");
    }

    @RequestMapping("/response2")
    public ResponseEntity<String> response2(HttpServletResponse response) throws IOException {
        return ResponseEntity
                .status(401)
                .header("name","itcast")
                .body("<h1>hello response</h1>");
    }

}

浏览器访问测试：

响应状态码和响应头如果没有特殊要求的话，通常不手动设定。服务器会根据请求处理的逻辑，自动设置响应状态码和响应头。

3. SpringBootWeb案例

3.1 需求说明

需求：基于SpringBoot开发web程序，完成用户列表的渲染展示

当在浏览器地址栏，访问前端静态页面（http://localhost:8080/usre.html）后，在前端页面上，会发送ajax请求，请求服务端（http://localhost:8080/list），服务端程序加载 user.txt 文件中的数据，读取出来后最终给前端页面响应json格式的数据，前端页面再将数据渲染展示在表格中。

3.2 代码实现

在 com.itheima 下再定义一个包 pojo，专门用来存放实体类。在该包下定义一个实体类User：

java 复制代码

package com.itheima.pojo;

import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Data;
import lombok.NoArgsConstructor;
import java.time.LocalDateTime;

/**
 * 封装用户信息
 */
@Data
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
public class User {
    private Integer id;
    private String username;
    private String password;
    private String name;
    private Integer age;
    private LocalDateTime updateTime;
}

由于在案例中，需要读取文本中的数据，并且还需要将对象转为json格式，所以这里呢，我们在项目中再引入一个非常常用的工具包hutool。然后调用里面的工具类，就可以非常方便快捷的完成业务操作。

pom.xml中引入依赖

html 复制代码

<dependency>
    <groupId>cn.hutool</groupId>
    <artifactId>hutool-all</artifactId>
    <version>5.8.27</version>
</dependency>

在com.itheima包下新建一个子包controller，在其中创建一个UserController

java 复制代码

import cn.hutool.core.io.IoUtil;
import cn.hutool.json.JSONConfig;
import cn.hutool.json.JSONUtil;
import com.itheima.pojo.User;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import java.io.InputStream;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.time.LocalDateTime;
import java.time.format.DateTimeFormatter;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;

@RestController
public class UserController {
    
    @RequestMapping("/list")
    public String list(){
        //1.加载并读取文件
        InputStream in = this.getClass().getClassLoader().getResourceAsStream("user.txt");
        ArrayList<String> lines = IoUtil.readLines(in, StandardCharsets.UTF_8, new ArrayList<>());
        
        //2.解析数据，封装成对象 --> 集合
        List<User> userList = lines.stream().map(line -> {
            String[] parts = line.split(",");
            Integer id = Integer.parseInt(parts[0]);
            String username = parts[1];
            String password = parts[2];
            String name = parts[3];
            Integer age = Integer.parseInt(parts[4]);
            LocalDateTime updateTime = LocalDateTime.parse(parts[5], DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"));

            return new User(id, username, password, name, age, updateTime);
        }).collect(Collectors.toList());
        
        //3.响应数据
        //return JSONUtil.toJsonStr(userList, JSONConfig.create().setDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"));
        return userList;
    }
    
}

**4). 启动服务测试，访问：**http://localhost:8080/user.html

3.3 @ResponseBody

前面我们学习过HTTL协议的交互方式：请求响应模式（有请求就有响应）。那么Controller程序呢，除了接收请求外，还可以进行响应。

在我们前面所编写的controller方法中，都已经设置了响应数据。

controller方法中的return的结果，怎么就可以响应给浏览器呢？

答案：使用@ResponseBody注解

@ResponseBody注解：

类型：方法注解、类注解
位置：书写在Controller方法上或类上
作用：将方法返回值直接响应给浏览器，如果返回值类型是实体对象/集合，将会转换为JSON格式后在响应给浏览器

但是在我们所书写的Controller中，只在类上添加了@RestController注解、方法添加了@RequestMapping注解，并没有使用@ResponseBody注解，怎么给浏览器响应呢？

这是因为，我们在类上加了@RestController注解，而这个注解是由两个注解组合起来的，分别是：@Controller 、@ResponseBody。那也就意味着，我们在类上已经添加了@ResponseBody注解了，而一旦在类上加了@ResponseBody注解，就相当于该类所有的方法中都已经添加了@ResponseBody注解。

提示：前后端分离的项目中，一般直接在请求处理类上加@RestController注解，就无需在方法上加@ResponseBody注解了。

3.4 问题分析

上述案例的功能，我们虽然已经实现，但是呢，我们会发现案例中：解析文本文件中的数据，处理数据的逻辑代码，给页面响应的代码全部都堆积在一起了，全部都写在controller方法中了。

当前程序的这个业务逻辑还是比较简单的，如果业务逻辑再稍微复杂一点，我们会看到Controller方法的代码量就很大了。

当我们要修改操作数据部分的代码，需要改动Controller
当我们要完善逻辑处理部分的代码，需要改动Controller
当我们需要修改数据响应的代码，还是需要改动Controller

这样呢，就会造成我们整个工程代码的复用性比较差，而且代码难以维护。那如何解决这个问题呢？其实在现在的开发中，有非常成熟的解决思路，那就是分层开发。

4. 分层解耦

4.1 三层架构

4.1.1 介绍

在我们进行程序设计以及程序开发时，尽可能让每一个接口、类、方法的职责更单一些（单一职责原则）。

单一职责原则：一个类或一个方法，就只做一件事情，只管一块功能。

这样就可以让类、接口、方法的复杂度更低，可读性更强，扩展性更好，也更利于后期的维护。

我们之前开发的程序呢，并不满足单一职责原则。下面我们来分析下之前的程序：

那其实我们上述案例的处理逻辑呢，从组成上看可以分为三个部分：

数据访问：负责业务数据的维护操作，包括增、删、改、查等操作。
逻辑处理：负责业务逻辑处理的代码。
请求处理、响应数据：负责，接收页面的请求，给页面响应数据。

按照上述的三个组成部分，在我们项目开发中呢，可以将代码分为三层，如图所示：

Controller：控制层。接收前端发送的请求，对请求进行处理，并响应数据。
Service：业务逻辑层。处理具体的业务逻辑。
Dao：数据访问层(Data Access Object)，也称为持久层。负责数据访问操作，包括数据的增、删、改、查。

基于三层架构的程序执行流程，如图所示：

前端发起的请求，由Controller层接收（Controller响应数据给前端）
Controller层调用Service层来进行逻辑处理（Service层处理完后，把处理结果返回给Controller层）
Serivce层调用Dao层（逻辑处理过程中需要用到的一些数据要从Dao层获取）
Dao层操作文件中的数据（Dao拿到的数据会返回给Service层）

思考：按照三层架构的思想，如果要对业务逻辑(Service层)进行变更，会影响到Controller层和Dao层吗？

答案：不会影响。（程序的扩展性、维护性变得更好了）

4.1.2 代码拆分

我们使用三层架构思想，来改造下之前的程序：

控制层包名：com.itheima.controller
业务逻辑层包名：com.itheima.service
数据访问层包名：com.itheima.dao

1). 控制层：接收前端发送的请求，对请求进行处理，并响应数据

在 com.itheima.controller 中创建UserController类，代码如下：

java 复制代码

package com.itheima.controller;

import com.itheima.pojo.User;
import com.itheima.service.UserService;
import com.itheima.service.impl.UserServiceImpl;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import java.util.List;

@RestController
public class UserController {
    
    private UserService userService = new UserServiceImpl();

    @RequestMapping("/list")
    public List<User> list(){
        //1.调用Service
        List<User> userList = userService.findAll();
        //2.响应数据
        return userList;
    }

}

2). 业务逻辑层：处理具体的业务逻辑

在 com.itheima.service中创建UserSerivce接口，代码如下：

java 复制代码

package com.itheima.service;

import com.itheima.pojo.User;
import java.util.List;

public interface UserService {

    public List<User> findAll();

}

在 com.itheima.service.impl 中创建UserSerivceImpl实现类，代码如下：

java 复制代码

package com.itheima.service.impl;

import com.itheima.dao.UserDao;
import com.itheima.dao.impl.UserDaoImpl;
import com.itheima.pojo.User;
import com.itheima.service.UserService;

import java.time.LocalDateTime;
import java.time.format.DateTimeFormatter;
import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;

public class UserServiceImpl implements UserService {

    private UserDao userDao = new UserDaoImpl();

    @Override
    public List<User> findAll() {
        List<String> lines = userDao.findAll();
        List<User> userList = lines.stream().map(line -> {
            String[] parts = line.split(",");
            Integer id = Integer.parseInt(parts[0]);
            String username = parts[1];
            String password = parts[2];
            String name = parts[3];
            Integer age = Integer.parseInt(parts[4]);
            LocalDateTime updateTime = LocalDateTime.parse(parts[5], DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"));
            return new User(id, username, password, name, age, updateTime);
        }).collect(Collectors.toList());
        return userList;
    }
}

3). 数据访问层：负责数据的访问操作，包含数据的增、删、改、查

在 com.itheima.dao中创建UserDao接口，代码如下：

java 复制代码

package com.itheima.dao;

import java.util.List;

public interface UserDao {

    public List<String> findAll();

}

在 com.itheima.dao.impl 中创建UserDaoImpl实现类，代码如下：

java 复制代码

package com.itheima.dao.impl;

import cn.hutool.core.io.IoUtil;
import com.itheima.dao.UserDao;

import java.io.InputStream;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class UserDaoImpl implements UserDao {
    @Override
    public List<String> findAll() {
        InputStream in = this.getClass().getClassLoader().getResourceAsStream("user.txt");
        ArrayList<String> lines = IoUtil.readLines(in, StandardCharsets.UTF_8, new ArrayList<>());
        return lines;
    }
}

具体的请求调用流程：

三层架构的好处：

复用性强

便于维护

利用扩展

4.2 分层解耦

4.2.1 问题分析

由于我们现在在程序中，需要什么对象，直接new一个对象 new UserServiceImpl() 。

如果说我们需要更换实现类，比如由于业务的变更，UserServiceImpl 不能满足现有的业务需求，我们需要切换为 UserServiceImpl2 这套实现，就需要修改Contorller的代码，需要创建 UserServiceImpl2 的实现new UserServiceImpl2() 。

Service中调用Dao，也是类似的问题。这种呢，我们就称之为层与层之间耦合了。那什么是耦合呢？

首先需要了解软件开发涉及到的两个概念：内聚和耦合。

**内聚：**软件中各个功能模块内部的功能联系。
**耦合：**衡量软件中各个层/模块之间的依赖、关联的程度。

软件设计原则：高内聚低耦合。

**高内聚：**指的是一个模块中各个元素之间的联系的紧密程度，如果各个元素(语句、程序段)之间的联系程度越高，则内聚性越高，即 "高内聚"。

**低耦合：**指的是软件中各个层、模块之间的依赖关联程序越低越好。

目前层与层之间是存在耦合的，Controller耦合了Service、Service耦合了Dao。而高内聚、低耦合的目的是使程序模块的可重用性、移植性大大增强。

那最终我们的目标呢，就是做到层与层之间，尽可能的降低耦合，甚至解除耦合。

4.2.2 解耦思路

之前我们在编写代码时，需要什么对象，就直接new一个就可以了。这种做法呢，层与层之间代码就耦合了，当service层的实现变了之后，我们还需要修改controller层的代码。

那应该怎么解耦呢？

1). 首先不能在EmpController中使用new对象。代码如下：

此时，就存在另一个问题了，不能new，就意味着没有业务层对象（程序运行就报错），怎么办呢?

我们的解决思路是：

提供一个容器，容器中存储一些对象(例：UserService对象)
Controller程序从容器中获取UserService类型的对象

2). 将要用到的对象交给一个容器管理。

3). 应用程序中用到这个对象，就直接从容器中获取

那问题来了，我们如何将对象交给容器管理呢？程序运行时，容器如何为程序提供依赖的对象呢？

我们想要实现上述解耦操作，就涉及到Spring中的两个核心概念：

控制反转： Inversion Of Control，简称IOC。对象的创建控制权由程序自身转移到外部（容器），这种思想称为控制反转。

对象的创建权由程序员主动创建转移到容器(由容器创建、管理对象)。这个容器称为：IOC容器或Spring容器。

依赖注入： Dependency Injection，简称DI。容器为应用程序提供运行时，所依赖的资源，称之为依赖注入。

程序运行时需要某个资源，此时容器就为其提供这个资源。

例：EmpController程序运行时需要EmpService对象，Spring容器就为其提供并注入EmpService对象。

**bean对象：**IOC容器中创建、管理的对象，称之为：bean对象。

4.3 IOC&DI入门

1). 将Service及Dao层的实现类，交给IOC容器管理

在实现类加上 @Component 注解，就代表把当前类产生的对象交给IOC容器管理。

A. UserDaoImpl

java 复制代码

@Component
public class UserDaoImpl implements UserDao {
    @Override
    public List<String> findAll() {
        InputStream in = this.getClass().getClassLoader().getResourceAsStream("user.txt");
        ArrayList<String> lines = IoUtil.readLines(in, StandardCharsets.UTF_8, new ArrayList<>());
        return lines;
    }
}

B. UserServiceImpl

java 复制代码

@Component
public class UserServiceImpl implements UserService {

    private UserDao userDao;

    @Override
    public List<User> findAll() {
        List<String> lines = userDao.findAll();
        List<User> userList = lines.stream().map(line -> {
            String[] parts = line.split(",");
            Integer id = Integer.parseInt(parts[0]);
            String username = parts[1];
            String password = parts[2];
            String name = parts[3];
            Integer age = Integer.parseInt(parts[4]);
            LocalDateTime updateTime = LocalDateTime.parse(parts[5], DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"));
            return new User(id, username, password, name, age, updateTime);
        }).collect(Collectors.toList());
        return userList;
    }
}

2). 为Controller 及 Service注入运行时所依赖的对象

A. UserServiceImpl

java 复制代码

@Component
public class UserServiceImpl implements UserService {

    @Autowired
    private UserDao userDao;
    
    @Override
    public List<User> findAll() {
        List<String> lines = userDao.findAll();
        List<User> userList = lines.stream().map(line -> {
            String[] parts = line.split(",");
            Integer id = Integer.parseInt(parts[0]);
            String username = parts[1];
            String password = parts[2];
            String name = parts[3];
            Integer age = Integer.parseInt(parts[4]);
            LocalDateTime updateTime = LocalDateTime.parse(parts[5], DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"));
            return new User(id, username, password, name, age, updateTime);
        }).collect(Collectors.toList());
        return userList;
    }
}

B. UserController

java 复制代码

@RestController
public class UserController {
    
    @Autowired
    private UserService userService;

    @RequestMapping("/list")
    public List<User> list(){
        //1.调用Service
        List<User> userList = userService.findAll();
        //2.响应数据
        return userList;
    }

}

启动服务，运行测试。打开浏览器，地址栏直接访问：http://localhost:8080/user.html 。依然正常访问，就说明入门程序完成了。已经完成了层与层之间的解耦。

4.4 IOC详解

通过IOC和DI的入门程序呢，我们已经基本了解了IOC和DI的基础操作。接下来呢，我们学习下IOC控制反转和DI依赖注入的细节。

4.4.1 Bean的声明

前面我们提到IOC控制反转，就是将对象的控制权交给Spring的IOC容器，由IOC容器创建及管理对象。IOC容器创建的对象称为bean对象。

在之前的入门案例中，要把某个对象交给IOC容器管理，需要在类上添加一个注解：@Component

而Spring框架为了更好的标识web应用程序开发当中，bean对象到底归属于哪一层，又提供了@Component的衍生注解：

|-------------|-----------------|------------------------------|
| 注解 | 说明 | 位置 |
| @Component | 声明bean的基础注解 | 不属于以下三类时，用此注解 |
| @Controller | @Component的衍生注解 | 标注在控制层类上 |
| @Service | @Component的衍生注解 | 标注在业务层类上 |
| @Repository | @Component的衍生注解 | 标注在数据访问层类上（由于与mybatis整合，用的少） |

那么此时，我们就可以使用 @Service 注解声明Service层的bean。使用 @Repository 注解声明Dao层的bean。代码实现如下：

Service层:

java 复制代码

@Service
public class UserServiceImpl implements UserService {

    private UserDao userDao;

    @Override
    public List<User> findAll() {
        List<String> lines = userDao.findAll();
        List<User> userList = lines.stream().map(line -> {
            String[] parts = line.split(",");
            Integer id = Integer.parseInt(parts[0]);
            String username = parts[1];
            String password = parts[2];
            String name = parts[3];
            Integer age = Integer.parseInt(parts[4]);
            LocalDateTime updateTime = LocalDateTime.parse(parts[5], DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"));
            return new User(id, username, password, name, age, updateTime);
        }).collect(Collectors.toList());
        return userList;
    }
}

Dao层:

java 复制代码

@Repository
public class UserDaoImpl implements UserDao {
    @Override
    public List<String> findAll() {
        InputStream in = this.getClass().getClassLoader().getResourceAsStream("user.txt");
        ArrayList<String> lines = IoUtil.readLines(in, StandardCharsets.UTF_8, new ArrayList<>());
        return lines;
    }
}

注意1：声明bean的时候，可以通过注解的value属性指定bean的名字，如果没有指定，默认为类名首字母小写。

注意2：使用以上四个注解都可以声明bean，但是在springboot集成web开发中，声明控制器bean只能用@Controller。

4.4.2 组件扫描

问题：使用前面学习的四个注解声明的bean，一定会生效吗？

答案：不一定。（原因：bean想要生效，还需要被组件扫描）

前面声明bean的四大注解，要想生效，还需要被组件扫描注解 @ComponentScan 扫描。
该注解虽然没有显式配置，但是实际上已经包含在了启动类声明注解 @SpringBootApplication 中，默认扫描的范围是启动类所在包及其子包。

所以，我们在项目开发中，只需要按照如上项目结构，将项目中的所有的业务类，都放在启动类所在包的子包中，就无需考虑组件扫描问题。

4.5 DI详解

上一小节我们讲解了控制反转IOC的细节，接下来呢，我们学习依赖注解DI的细节。

依赖注入，是指IOC容器要为应用程序去提供运行时所依赖的资源，而资源指的就是对象。

在入门程序案例中，我们使用了@Autowired这个注解，完成了依赖注入的操作，而这个Autowired翻译过来叫：自动装配。

@Autowired注解，默认是按照类型进行自动装配的（去IOC容器中找某个类型的对象，然后完成注入操作）

入门程序举例：在EmpController运行的时候，就要到IOC容器当中去查找EmpService这个类型的对象，而我们的IOC容器中刚好有一个EmpService这个类型的对象，所以就找到了这个类型的对象完成注入操作。

4.5.1 @Autowired用法

@Autowired 进行依赖注入，常见的方式，有如下三种：

1). 属性注入

java 复制代码

@RestController
public class UserController {

    //方式一: 属性注入
    @Autowired
    private UserService userService;
    
  }

优点：代码简洁、方便快速开发。
缺点：隐藏了类之间的依赖关系、可能会破坏类的封装性。

2). 构造函数注入

java 复制代码

@RestController
public class UserController {

    //方式二: 构造器注入
    private final UserService userService;
    
    @Autowired //如果当前类中只存在一个构造函数, @Autowired可以省略
    public UserController(UserService userService) {
        this.userService = userService;
    }
    
 }

优点：能清晰地看到类的依赖关系、提高了代码的安全性。
缺点：代码繁琐、如果构造参数过多，可能会导致构造函数臃肿。
注意：如果只有一个构造函数，@Autowired注解可以省略。（通常来说，也只有一个构造函数）

3). setter注入

java 复制代码

/**
 * 用户信息Controller
 */
@RestController
public class UserController {
    
    //方式三: setter注入
    private UserService userService;
    
    @Autowired
    public void setUserService(UserService userService) {
        this.userService = userService;
    }
    
}

优点：保持了类的封装性，依赖关系更清晰。
缺点：需要额外编写setter方法，增加了代码量。

在项目开发中，基于@Autowired进行依赖注入时，基本都是第一种和第二种方式。（官方推荐第二种方式，因为会更加规范）但是在企业项目开发中，很多的项目中，也会选择第一种方式因为更加简洁、高效（在规范性方面进行了妥协）。

4.5.2 注意事项

那如果在IOC容器中，存在多个相同类型的bean对象，会出现什么情况呢？

在下面的例子中，我们准备了两个UserService的实现类，并且都交给了IOC容器管理。代码如下：

此时，我们启动项目会发现，控制台报错了：

出现错误的原因呢，是因为在Spring的容器中，UserService这个类型的bean存在两个，框架不知道具体要注入哪个bean使用，所以就报错了。

如何解决上述问题呢？Spring提供了以下几种解决方案：

@Primary
@Qualifier
@Resource

方案一：使用@Primary注解（在被调用类中操作）

当存在多个相同类型的Bean注入时，加上@Primary注解，来确定默认的实现。

java 复制代码

@Primary
@Service
public class UserServiceImpl implements UserService {
}

方案二：使用@Qualifier注解（在调用类中操作）

指定当前要注入的bean对象。在@Qualifier的value属性中，指定注入的bean的名称。 @Qualifier注解不能单独使用，必须配合@Autowired使用。

java 复制代码

@RestController
public class UserController {

    @Qualifier("userServiceImpl")
    @Autowired
    private UserService userService;

方案三：使用@Resource注解（在调用类中操作）

是按照bean的名称进行注入。通过name属性指定要注入的bean的名称。

java 复制代码

@RestController
public class UserController {
        
    @Resource(name = "userServiceImpl")
    private UserService userService;

面试题：@Autowird 与 @Resource的区别

@Autowired 是spring框架提供的注解，而@Resource是JDK提供的注解

@Autowired 默认是按照类型注入，而@Resource是按照名称注入