框架体系——SpringIOC

Spring IOC

IOC控制反转

• IOC 控制反转，全称Inverse of Control，是一种设计理念
• 由代理人来创建和管理对象，消费者通过代理人来获取对象
• Ioc的目的是降低对象之间的耦合
• 通过加入Ioc容器将对象统一管理，将对象关联变为弱耦合。
  

DI依赖注入

• IoC是设计理念，是现代程序设计遵循的标准，是宏观目标
• DI(Dependency Injection)是具体技术实现，是微观实现。
• DI在java中就是利用反射技术实现对象注入（Injection）

Spring

• Spring可以从狭义和广义两个角度看待
• 狭义的Spring是指Spring框架（Spring Framework）
• 广义的Spring是指Spring生态体系

狭义的Spring框架

• Spring框架是企业开发复杂性的一站式解决方案
• Spring框架的核心是IoC容器与AoP面向切面编程
• Spring IoC负责创建与管理系统对象，并在此基础上拓展功能

广义的Spring框架

Spring 全家桶，包括Spring data，springboot，springcloud等等

传统开发方式

• 对象直接引用导致对象硬性关联，程序难以维护拓展
• 

Spring IoC容器

• IoC容器是Spring生态的地基，用于统一创建与管理对象依赖
  
  Spring IoC容器职责
• 对象的控制权交由第三方统一管理
• 利用Java反射技术实现运行时对象创建与关联（DI依赖注入）
• 基于配置提高应用程序的可维护性与拓展性

Spring IoC初体验

需求：

下面是普通的代码实现，将child和apple进行强关联，这就出现了一个问题，灵活性不高，如果我想修改，就必须改动源代码

    public static void main(String[] args) {
    
    
        Apple apple1 = new Apple("红富士", "红色", "欧洲");
        Apple apple2 = new Apple("绿富士", "绿色", "绿大利");
        Apple apple3 = new Apple("蓝富士", "蓝色", "兰博基尼");
        Child lily = new Child("lily", apple1);
        Child andy = new Child("andy", apple2);
        Child luna = new Child("luna", apple3);
        lily.eat();
        andy.eat();
        luna.eat();
    }

针对这个问题，Spring应运而生，下面我们使用Spring来实现上述逻辑

Spring
首先，引入Spring的依赖

 <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework</groupId>
            <artifactId>spring-context</artifactId>
            <version>4.3.11.RELEASE</version>
        </dependency>
    </dependencies>

下面是几大重要的包

接着在resources下新建applicationContext.xml，增加配置如下：

<?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
        https://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">
<!--在IoC容器启动时，自动由Spring实例化Apple对象，取名sweetApple放入容器中-->
<bean id="sweetApple" class="com.imooc.imooc.spring.ioc.eneity.Apple">
    <property name="title" value="红富士"></property>
    <property name="origin" value="欧洲"></property>
    <property name="color" value="红色"></property>
</bean>

    <bean id="sourApple" class="com.imooc.imooc.spring.ioc.eneity.Apple">
        <property name="title" value="青苹果"></property>
        <property name="origin" value="中亚"></property>
        <property name="color" value="绿色"></property>
    </bean>

    <bean id="softApple" class="com.imooc.imooc.spring.ioc.eneity.Apple">
        <property name="title" value="金帅"></property>
        <property name="origin" value="中国"></property>
        <property name="color" value="黄色"></property>
    </bean>
</beans>

然后新建SpringApplication类，看看获取对象

package com.imooc.imooc.spring.ioc.eneity;

import com.imooc.imooc.spring.ioc.Application;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;

/**
 * todo {类简要说明}
 *
 * @Author wangw
 * @Date 2022/11/22 19:34
 * @Version 1.0
 */
public class SpringApplication {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        ApplicationContext context =new ClassPathXmlApplicationContext("classpath:applicationContext.xml");
       Apple sweetApple =  context.getBean("sweetApple",Apple.class);
        System.out.println(sweetApple.getTitle());
    }
}

配置Bean的三种方式

Spring框架有三种配置Bean的方式，分别是 XML配置Bean） ，基于注解配置Bean，基于Java代码配置Bean
下面我们详细学习如何通过XML配置Bean；

实例化bean的三种方法

而使用XML配置bean，也有三种实例化Bean方法 基于构造方法对象实例化、基于静态工厂实例化、基于工厂实例方法实例化

下面是通过工厂类实例化对象，优势在于隐藏了对象创建的细节。
首先是配置：

 <bean id="apple4" class="com.imooc.spring.ioc.factory.AppleStaticFactory" factory-method="CreateSweetApple"/>

    <!-- 使用工厂实例创建对象-->
    <bean id="factoryInstance" class="com.imooc.spring.ioc.factory.ApplyFactoryInstance"></bean>
    <bean id="apple5" factory-bean="factoryInstance" factory-method="createSweetApple"/>

然后是两个工厂及其方法：

public class ApplyFactoryInstance {
    
    
    public Apple createSweetApple(){
    
    
        Apple apple =new Apple();
        apple.setOrigin("欧洲");
        apple.setColor("红色");
        apple.setTitle("红富士");
        return apple;
    }
}

public class AppleStaticFactory {
    
    
    public static Apple CreateSweetApple(){
    
    
        Apple apple =new Apple();
        apple.setOrigin("欧洲");
        apple.setColor("红色");
        apple.setTitle("红富士");
        return apple;
    }
}

初始化完成后，我们如何从Ioc容器中获取bean呢？有两种方式，分别如下：

另外，其实在xml中 bean有ID和Name两个属性，这两个属性有什么区别呢？
首先，我们来看看他们的相同点：

• bean id 和name都是设置对象在IoC容器中的唯一标识
• 两者在同一个配置文件中都不允许重复
• 两者允许在多个配置文件中出现重复，新对象覆盖旧对象

两者不同点：

• id要求更为严格，一次只能定义一个对象标识（推荐）
• name更为宽松，一次允许定义多个对象标识
• tips：id和name命名要求有意义，且驼峰命名
  除此之外，其实Spring还支持无ID/name属性，此时使用类名全路径作为唯一标识。

对象依赖注入

• 依赖注入是指运行时将容器内对象利用反射赋给其他对象的操作
• 基于Setter注入对象
• 基于构造方法注入对象

IOC在项目中的重要用途

示例代码如下：

ApplicationContext-service.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
        https://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">
    <bean id="bookService" class="com.imooc.spring.ioc.bookshop.service.BookService">
        <property name="bookDao" ref="bookDao"></property>
    </bean>
</beans>

ApplicationContext-dao.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
        https://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">

    <bean id="bookDao" class="com.imooc.spring.ioc.bookshop.dao.BookDaoImpl"></bean>
</beans>

BookDao

package com.imooc.spring.ioc.bookshop.dao;

/**
 * todo {类简要说明}
 *
 * @Author wangw
 * @Date 2022/11/24 22:42
 * @Version 1.0
 */
public interface BookDao {
    
    
    public void insert();
}

BookDaoImpl

package com.imooc.spring.ioc.bookshop.dao;

/**
 * todo {类简要说明}
 *
 * @Author wangw
 * @Date 2022/11/24 22:42
 * @Version 1.0
 */
public class BookDaoImpl implements BookDao{
    
    

    public void insert() {
    
    
        System.out.println("向Mysql Book 表插入一条数据");
    }
}

bookShopApplication

package com.imooc.spring.ioc.bookshop;

import com.imooc.spring.ioc.bookshop.service.BookService;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;

/**
 * todo {类简要说明}
 *
 * @Author wangw
 * @Date 2022/11/24 22:47
 * @Version 1.0
 */
public class bookShopApplication {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        ApplicationContext context =  new ClassPathXmlApplicationContext("classpath:ApplicationContext-*.xml");
        BookService bookService = context.getBean("bookService",BookService.class);
        bookService.purchase();
    }
}

实现对象依赖注入有两种方式：setter方法注入/构造方法注入

区别在于xml‘中bean参数 一个使用 property 一个使用 constructor-arg

注入集合对象

1. 注入List：

2. 注入set

3. 注入map

4. 注入Properties
   

示例代码：

<?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
        https://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">

    <!--list可重复-->
   <!-- <bean id="company" class="com.imooc.spring.ioc.entity.Company">
        <property name="rooms">
            <list>
                <value>2001-总裁办</value>
                <value>2003-总经理办公室</value>
                <value>2010-研发部会议室</value>
                <value>2010-研发部会议室</value>
            </list>
        </property>
    </bean>-->
<!-- set 可重复 -->
    <bean id="c1" class="com.imooc.spring.ioc.entity.Computer">
        <constructor-arg name="brand" value="联想"></constructor-arg>
        <constructor-arg name="type" value="台式机"></constructor-arg>
        <constructor-arg name="sn" value="8389283012"></constructor-arg>
        <constructor-arg name="price" value="3085"></constructor-arg>
    </bean>

    <bean id="company" class="com.imooc.spring.ioc.entity.Company">
        <property name="rooms">
            <set>
                <value>2001-总裁办</value>
                <value>2003-总经理办公室</value>
                <value>2010-研发部会议室</value>
                <value>2010-研发部会议室</value>
            </set>
        </property>

        <property name="computers">
            <map>
                <entry key="dev-880172" value-ref="c1"></entry>

                <entry key="dev-88173">
                    <bean class="com.imooc.spring.ioc.entity.Computer">
                        <constructor-arg name="brand" value="华为"></constructor-arg>
                        <constructor-arg name="type" value="笔记本"></constructor-arg>
                        <constructor-arg name="sn" value="8389283013"></constructor-arg>
                        <constructor-arg name="price" value="5085"></constructor-arg>
                    </bean>
                </entry>
            </map>
        </property>

        <property name="info">
            <props>
                <prop key="phone">010-12345678</prop>
                <prop key="address">湖北省武汉市xx中心</prop>
                <prop key="website">http:www.baidu.com</prop>
            </props>
        </property>
    </bean>
</beans>

查看容器内对象

示例代码：

package com.imooc.spring.ioc;

import com.imooc.spring.ioc.entity.Company;
import com.imooc.spring.ioc.entity.Computer;
import javafx.application.Application;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;

/**
 * todo {类简要说明}
 *
 * @Author wangw
 * @Date 2022/11/24 23:09
 * @Version 1.0
 */
public class SpringApplication {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("classpath:ApplicationContext.xml");
        Company company = context.getBean("company", Company.class);
        System.out.println(company);
        System.out.println(company.getInfo().getProperty("website"));
		// 获取容器内对象名称
        String[] beanNames = context.getBeanDefinitionNames();
        for (String beanName : beanNames) {
    
    
            System.out.println(beanName);
            System.out.println("类型："+context.getBean(beanName).getClass().getName());
            System.out.println("内容："+context.getBean(beanName).toString());
        }
    }
}

bean scope属性

• bean scope 属性用于决定对象核实被创建
• bean scope 配置将影响容器内对象的数量
• 默认情况下bean会在IoC容器创建后自动序列化，全局唯一

bean scope属性清单

singleton 与 prototype对比

bean的生命周期

配置示例：

实现极简IoC容器（模拟Spring实现流程）

首先是IOC容器类：
接口：

package com.imooc.spring.ioc.context;

/**
 * ApplicationContext 接口
 *
 * @Author wangw
 * @Date 2022/11/26 22:15
 * @Version 1.0
 */
public interface ApplicationContext {
    
    
    public Object getBean(String beanId);
}

实现类：

package com.imooc.spring.ioc.context;

import com.imooc.spring.ioc.entity.Apple;
import org.dom4j.Document;
import org.dom4j.Element;
import org.dom4j.Node;
import org.dom4j.io.SAXReader;

import java.lang.reflect.Method;
import java.net.URLDecoder;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;

/**
 * ApplicationContext 实现类，本质就是一个IOC容器
 *
 * @Author wangw
 * @Date 2022/11/26 22:16
 * @Version 1.0
 */
public class ClassPathXmlApplicationContext implements ApplicationContext {
    
    
    private Map iocContainer = new HashMap();

    public ClassPathXmlApplicationContext() {
    
    
        try {
    
    
            String filePath = this.getClass().getResource("/applicationContext.xml").getPath();
            filePath = new URLDecoder().decode(filePath, "UTF-8");
            SAXReader reader = new SAXReader();
            Document document = reader.read(filePath);
            List<Node> nodes = document.getRootElement().selectNodes("bean");
            for (Node node : nodes) {
    
    
                Element element = (Element) node;
                String id = element.attributeValue("id");
                String className = element.attributeValue("class");
                Class class1 = Class.forName(className);
                Object obj = class1.newInstance();
                List<Node> list = element.selectNodes("property");
                for (Node node1 : list) {
    
    
                    Element property = (Element) node1;
                    String propName = property.attributeValue("name");
                    String propValue = property.attributeValue("value");
                    String setMethodName ="set"+propName.substring(0,1).toUpperCase()+propName.substring(1);
                    System.out.println("准备执行"+setMethodName+"方法注入数据");
                    Method method = class1.getMethod(setMethodName,String.class);
                    method.invoke(obj,propValue);

                }
                iocContainer.put(id, obj);
                System.out.println("ioc容器初始化完毕");
                System.out.println(iocContainer);
            }
        } catch (Exception e) {
    
    
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public Object getBean(String beanId) {
    
    
        return iocContainer.get(beanId);
    }
}

配置XML:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<beans>
    <bean id ="sweetApple" class="com.imooc.spring.ioc.entity.Apple">
        <property name="title" value="红富士"></property>
        <property name="origin" value="欧洲"></property>
        <property name="color" value="红色"></property>
    </bean>
</beans>

实体类：

package com.imooc.spring.ioc.entity;

/**
 * todo {类简要说明}
 *
 * @Author wangw
 * @Date 2022/11/26 22:11
 * @Version 1.0
 */
public class Apple {
    
    
    private String title;
    private String color;
    private String origin;

    public Apple() {
    
    
    }

    public Apple(String title, String color, String origin) {
    
    
        this.title = title;
        this.color = color;
        this.origin = origin;
    }

    public String getTitle() {
    
    
        return title;
    }

    public void setTitle(String title) {
    
    
        this.title = title;
    }

    public String getColor() {
    
    
        return color;
    }

    public void setColor(String color) {
    
    
        this.color = color;
    }

    public String getOrigin() {
    
    
        return origin;
    }

    public void setOrigin(String origin) {
    
    
        this.origin = origin;
    }
}

启动类：

package com.imooc.spring.ioc;

import com.imooc.spring.ioc.context.ApplicationContext;
import com.imooc.spring.ioc.context.ClassPathXmlApplicationContext;
import com.imooc.spring.ioc.entity.Apple;

/**
 * todo {类简要说明}
 *
 * @Author wangw
 * @Date 2022/11/26 22:27
 * @Version 1.0
 */
public class Application {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        ApplicationContext context =new ClassPathXmlApplicationContext();
        Apple apple = (Apple) context.getBean("sweetApple");
        System.out.println(apple);

    }
}

至此实现效果如下，可以看出其实Spring IoC容器就是通过反射实现的

---

基于注解和Java Config 配置 IoC容器

基于注解的优势

• 摆脱繁琐的XML形式的bean与依赖注入配置
• 基于"声明式"的原则，更适合轻量级的现代企业应用
• 让代码可读性变得更好，研发人员拥有更好的开发体验

三类注解

• 组件类型注解——声明当前类的功能和职责
• 自动装配注解——根据属性特征自动注入对象
• 元数据注解——更细化的辅助IoC容器管理对象的注解

四类组件类型注解

如果我们需要使用上面几个注解，有个前提条件是需要 开启组件扫描，即

在这里需要注意的是 基于注解配置和基于xml配置的applicationContext.xml有些不同，配置如下：

<?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:context="http://www.springframework.org/schema/context"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
        https://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd
        http://www.springframework.org/schema/context
        https://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd">

    <context:component-scan base-package="com.imooc"/>

</beans>

两类自动装配注解

在使用按类型装配过程中可能会存在一个问题，就是存在两个相同类型的对象，会存在装配失败的情况，此时可以使用@Primary注解标识其中一个为主要，当注入时就会优先选用这个。
或者我们可以按照名称装配完成注入。
需要注意的是当使用@Resource注解时，有以下情况：
当配置了name时候：直接按照name在IoC容器中注入bean
未配置name时，首先根据属性名称去IoC容器中匹配，匹配上则注入，如果没有匹配上则按照类型去匹配注入，此时同@Autowired

其他元数据注解

我们使用@Value注解时有几个点需要注意：
第一是一般@Value数据从配置文件读取，所以首先需要增加配置文件，如：

第二是需要在applicationContext.xml增加：

第三则是引用配置，如下：

基于Java Config 配置IoC容器

基于Java Config的优势

• 完全摆脱了XML束缚，使用独立J啊v阿雷管理对象和依赖
• 注解配置相对分散，利用 Java Config 可以对配置集中管理
• 可以在编译时进行依赖检查，不容易出错

Java Config 核心注解

下面给出示例代码：
Config类：

package com.imooc.spring.ioc;

import com.imooc.spring.ioc.controller.UserController;
import com.imooc.spring.ioc.dao.EmployeeDao;
import com.imooc.spring.ioc.dao.UserDao;
import com.imooc.spring.ioc.service.UserService;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.ComponentScan;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

/**
 * todo {类简要说明}
 *
 * @Author wangw
 * @Date 2022/11/28 22:36
 * @Version 1.0
 */
@Configuration //说明当前类是一个【配置类，用于替代applicationContext.xml
@ComponentScan(basePackages = {
    
    "com.imooc"}) //配置这个等同于xml中的content:component-scan
public class Config {
    
    
    @Bean
    public UserDao userDao() {
    
    
     UserDao userDao = new UserDao();
     System.out.println(userDao);
        return userDao;
    }
 @Bean
 //先按name尝试注入，不存在则按照类型注入
 public UserService userService(UserDao userDao , EmployeeDao employeeDao) {
    
    
     UserService userService = new UserService();
  System.out.println(userService);
  System.out.println("注入userDao"+userDao);
     userService.setUserDao(userDao);
  userService.setEmployeeDao(employeeDao);
  return userService;
 }

 @Bean
 public UserController userController(UserService userService) {
    
    
  UserController userController = new UserController();
  System.out.println("注入userService"+userService);
  userController.setUserService(userService);
  return userController;
 }



}

启动类：（首句发生改变，使用 new AnnotationConfigApplicationContext(Config.class)）

package com.imooc.spring.ioc;

import javafx.application.Application;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;

import java.lang.annotation.Annotation;

/**
 * todo {类简要说明}
 *
 * @Author wangw
 * @Date 2022/11/28 22:42
 * @Version 1.0
 */
public class SpringApplication {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        ApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(Config.class);
        System.out.println("-------------------------------------------------------------");
        String[] ids= context.getBeanDefinitionNames();
        for (String id : ids) {
    
    
            System.out.println(id+":"+context.getBean(id));
        }
    }
}

其余类无特殊配置，仅给出一个示例：

package com.imooc.spring.ioc.service;

import com.imooc.spring.ioc.dao.EmployeeDao;
import com.imooc.spring.ioc.dao.UserDao;

/**
 * todo {类简要说明}
 *
 * @Author wangw
 * @Date 2022/11/28 22:36
 * @Version 1.0
 */
public class UserService {
    
    
    private UserDao userDao;
    private EmployeeDao employeeDao;

    public EmployeeDao getEmployeeDao() {
    
    
        return employeeDao;
    }

    public void setEmployeeDao(EmployeeDao employeeDao) {
    
    
        this.employeeDao = employeeDao;
    }

    public UserDao getUserDao() {
    
    
        return userDao;
    }

    public void setUserDao(UserDao userDao) {
    
    
        this.userDao = userDao;
    }
}

经过上面基于xml的配置以及基于java Config的配置，可以看出，xml便于维护，但是较复杂，Java Config的注解适用于开发，但不利于维护，所以xml更适合大型项目的协同合作，基于Java Config的注解更适合于敏捷开发，例如：springboot就默认使用这个

Spring Test 测试模块

• Spring Test 是Spring中用于测试的模块
• Spring Test 对JUnit单元测试框架有良好的整合
• 通过Spring Tets 可在JUnit在单元测试时初始化IoC容器

Spring与JUnit整合过程

• maven 依赖spring-test
• 利用 @RunWith 及 @ContextConfiguration描述测试用例类
• 测试用例类从容器获取对象完成测试用例的执行

import com.imooc.spring.ioc.servie.UserService;
import org.junit.Test;
import org.junit.runner.RunWith;
import org.springframework.test.context.ContextConfiguration;
import org.springframework.test.context.junit4.SpringJUnit4ClassRunner;

import javax.annotation.Resource;

/**
 * todo {类简要说明}
 *
 * @Author wangw
 * @Date 2022/11/28 23:20
 * @Version 1.0
 */
// 将Junit4的执行权加交由Spring Test，在测试用例执行前自动初始化IoC容器
@RunWith(SpringJUnit4ClassRunner.class)
// ioc初始化过程中通知加载哪个配置文件
@ContextConfiguration(locations = {
    
    "classpath:applicationContext.xml"})
public class SpringTestor {
    
    
    @Resource
    private UserService userService;

    @Test
    public void testUserService(){
    
    
        userService.createUser();
    }
}