【Spring】Spring控制反转(Inversion of Control，IoC)（笔记一）

【Spring】Spring控制反转(Inversion of Control，IoC)（笔记一）

注：学习Spring的初期可能无法理解控制反转、依赖注入、注解等概念，不要气馁，坚持学习。学完注解开发基础后，再回头尝试去理解这些感念，会发现容易许多。（个人的一些感想）

一、基础概念

1、Spring框架概述

• 2003年兴起的轻量级Java开发框架，为解决企业应用开发的复杂性而创建。

• Spring的核心是 控制反转(IoC) 和 面向切面编程(AOP)。

• Spring官网

• 可以将Spring容器看成一个超级大工厂，负责创建、管理所有Java对象，这些Java对象被称为Bean。Spring通过“依赖注入(DI)”的方式管理Bean之间的依赖关系，使用“控制反转(IoC)”实现对象之间的“解耦合”。

2、Spring的优点

• 1）轻量级：Spring框架使用的jar均较小，通常早1M以下，Spring核心功能所需的jar共4M左右。Spring框架运行占用资源少，运行效率高，且不依赖其它jar包。
• 2）针对接口编程，解耦合：Spring提供了 控制反转(IoC)，由容器管理对象及对象之间的依赖关系。
• 3）AOP编程的支持：即将公共的、通用的重复的代码单独开发，在需要的时候反织回去，底层的原理是动态代理。
• 4）方便集成各种优秀框架：Spring不排斥各种优秀的开源框架，且Spring可降低各种框架的使用难度，Spring提供了对各种优秀框架（Struts2、Hibernate、MyBatis等）的直接支持。

3、Spring体系架构

• Spring由20多个模块组成，可分为：数据访问/集成、Web、AOP、JVM代理、消息发送、核心容器、测试。
  

4、IOC的概念(重点)

• IoC是一个概念，又是一种思想。指将传统上由程序代码直接操控的对象调用权交给容器，通过容器来实现对象的装配和管理。控制反转就是对对象控制权的转移，从程序代码本身反转到了外部容器。通过容器实现独享的创建、属性的赋值、依赖的管理。
• IoC的实现，当今流行的方式为依赖注入。

5、依赖注入(Dependency Injection，DI)

• 依赖：A类中含有B类的实例，在A中调用B的方法完成某项功能，即称A类对B类有依赖。

• DI, 程序代码不用做定位查询，这些工作由容器自行完成。DI是指程序运行过程中，若需要调用另一个对象协助，无序代码中创建被调用者，而是依赖外部容器（Spring），有外部容器创建后传递给程序。

• Spring框架使用依赖注入(DI)实现控制反转(IoC)。

二、控制反转(Inversion of Control，IoC)

以下通过案例阐述IoC与DI

案例基于Maven实现，有关Maven的使用不再阐述。

1、一个简单的Spring程序

1.1 目录结构

1.2 引入Maven依赖（pom.xml）

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
  xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
  <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

  <groupId>com.Etui</groupId>
  <artifactId>spring_01_demo</artifactId>
  <version>1.0-SNAPSHOT</version>

  <properties>
    <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
    <maven.compiler.source>1.8</maven.compiler.source>
    <maven.compiler.target>1.8</maven.compiler.target>
  </properties>

  <dependencies>
    <dependency>
      <groupId>junit</groupId>
      <artifactId>junit</artifactId>
      <version>4.11</version>
      <scope>test</scope>
    </dependency>

	<!-- 引入Spring依赖 -->
    <dependency>
      <groupId>org.springframework</groupId>
      <artifactId>spring-context</artifactId>
      <version>5.3.18</version>
    </dependency>

  </dependencies>

  <build>
    <resources>

      <resource>
        <directory>src/main/java</directory>
        <includes>
          <include>**/*.xml</include>
          <include>**/*.properties</include>
        </includes>
      </resource>

      <resource>
        <directory>src/main/resources</directory>
        <includes>
          <include>**/*.xml</include>
          <include>**/*.properties</include>
        </includes>
      </resource>
    </resources>

  </build>
</project>

1.3 自定义实体类Student

package com.Etui.entity01;

public class Student {
    
    
    private String name;
    private Integer age;

    public void setName(String name) {
    
    
        this.name = name;
    }

    public void setAge(Integer age) {
    
    
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
    
    
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
	
    public Student() {
    
    
        System.out.println("Student对象被创建……………………");
    }
}

1.4 Spring的配置文件applicationContext.xml

• Spring 的配置文件位于rsrc/main/resources目录下，文件名任意。
• <bean />：用于定义一个实例对象，一个实例对象对应一个bean元素。
  • id：bean实例的唯一标识，相当于实例对象的名称。
  • class：指定该bean的类，这里只能是类不能是接口。

<?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">

    <!--
        创建学生对象
        等同于 Student stu = new Student();
        id就是对象名称
        name是对象的类型，底层通过反射构建对象

        启动容器即创建对象
    -->
    <bean id="stu" class="com.Etui.entity01.Student">
        <!-- setter注入方式 -->
        <property name="name" value="神里绫华"></property>
        <property name="age" value="20"></property>
    </bean>

</beans>

1.5 测试类testSpring.java

package com.Etui.test01;

import com.Etui.entity01.Student;
import org.junit.Test;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;

public class testSpring {
    
    

//  传统常见Student对象的方法
    @Test
    public void testStudent() {
    
    
        Student student = new Student();
        System.out.println(student);
    }
    
//  通过Spring创建对象的方法
    @Test
    public void testStudentSpring() {
    
    
        ApplicationContext ac = new ClassPathXmlApplicationContext("s01/applicationContext.xml");
        Student student = (Student) ac.getBean("stu");
        System.out.println(student);
    }
}

1.6 运行结果

2、Spring的容器接口和实现类

2.1 ApplicationContext 接口(容器)

• ApplicationContext用于加载Spring的配置文件，在程序中充当“容器”的角色，它的实现类有两个：
  

• Spring 配置文件在项目的类路径下，则使用ClassPathXmlApplicationContext 实现类进行加载。

2.2 ApplicationContext容器中对象的装配时机

• ApplicationContext 容器，会在容器对象初始化时，将其中的所有对象一次性全部装配好。 以后代码中若要使用到这些对象，只需从内存中直接获取即可。执行效率较高。但占用内存。Spring初始化对象时要使用无参的构造方法，切记保证类中有无参构造方法。

2.3 Spring创建java对象结构图

3、注入分类(重点)

bean 实例在调用无参构造器创建对象后，就要对 bean 对象的属性进行初始化。初始化是由容器自动完成的，称为注入。根据注入方式的不同，常用的有两类：set 注入、构造注入。

3.1 set注入

• 通过setter方法传入调用者的实例。这种注入方式简单直观，在spring的依赖注入中大量使用。

3.1.1 简单类型

• School类

  package com.Etui.entity02;
  
  public class School {
        
        
      private String name;
      private String address;
  
      public School() {
        
        
          System.out.println("School类被创建………………");
      }
  
      @Override
      public String toString() {
        
        
          return "School{" +
                  "name='" + name + '\'' +
                  ", address='" + address + '\'' +
                  '}';
      }
  
      public void setName(String name) {
        
        
          this.name = name;
      }
  
      public void setAddress(String address) {
        
        
          this.address = address;
      }
  }
  
  

• spring配置文件

      <!-- 创建School对象 -->
      <bean id="school" class="com.Etui.entity02.School">
          <property name="name" value="合肥学院"></property>
          <property name="address" value="合肥市蜀山区"></property>
      </bean>
  

• 测试类
  

3.1.2 引用类型

• 当指定 bean 的某属性值为另一 bean 的实例时，通过 ref 指定它们间的引用关系。ref 的值必须为某 bean 的 id 值。如下，Student类中含有Scholar类。

  package com.Etui.entity02;
  
  public class Student {
        
        
      private String name;
      private Integer age;
      private School school;
  
      @Override
      public String toString() {
        
        
          return "Student{" +
                  "name='" + name + '\'' +
                  ", age=" + age +
                  ", school=" + school +
                  '}';
      }
  
      public void setName(String name) {
        
        
          this.name = name;
      }
  
      public void setAge(Integer age) {
        
        
          this.age = age;
      }
  
      public void setSchool(School school) {
        
        
          this.school = school;
      }
  
      public Student() {
        
        
      }
  }
  

• 对其他对象的引用，使用bean标签的ref属性：

  <!-- 创建Student对象 -->
  <bean id="student" class="com.Etui.entity02.Student">
      <property name="name" value="凝光"></property>
      <property name="age" value="21"></property>
      <property name="school" ref="school"></property>
  </bean>
  

• 测试类
  

3.2 构造方法的注入

• 构造注入是指，在构造调用者实例的同时，完成被调用者的实例化。即，使用构造器依赖关系。在实体类中必须提供相应参数的构造方法。

• 构造注入通过<constructor-arg / >标签实现，该标签属性有：

  • name：指定参数名称。
  • index：参数对应着构造器的第几个参数，从零开始。可不写，但若参数类型相同，或参数之间有包含关系，则需要保证赋值顺序与构造器中的参数顺序一致。

• 实体类如下：

  package com.Etui.entity02;
  public class School {
        
        
      private String name;
      private String address;
  }
  public class Student {
        
        
      private String name;
      private Integer age;
  }
  public class Student {
        
        
      private String name;
      private Integer age;
      private School school;
  }
  

• 构造方法注入共有以下三种注入方式：

  <!-- 创建学校的对象，使用构造方法参数名称注入值 -->
  <bean id="school" class="com.Etui.entity03.School">
      <constructor-arg name="name" value="合肥学院"></constructor-arg>
      <constructor-arg name="address" value="合肥市蜀山区"></constructor-arg>
  </bean>
  
  <!-- 创建学生对象，使用构造方法的参数的下标注入值 -->
  <bean id="student" class="com.Etui.entity03.Student">
      <constructor-arg index="0" value="钟离"></constructor-arg>
      <constructor-arg index="1" value="23"></constructor-arg>
      <constructor-arg index="2" ref="school"></constructor-arg>
  </bean>
  
  <!-- 创建学生对象，使用默认的构造方法的参数顺序 -->
  <bean id="studentSequence" class="com.Etui.entity03.Student">
      <constructor-arg value="甘雨"></constructor-arg>
      <constructor-arg value="18"></constructor-arg>
      <constructor-arg ref="school"></constructor-arg>
  </bean>
  

3.3 引用类型属性自动注入

3.3.1 byName方式自动注入

• 当配置文件中被调用者 bean 的 id 值与代码中调用者 bean 类的属性名相同时，可使用byName 方式，让容器自动将被调用者 bean 注入给调用者 bean。容器是通过调用者的 bean类的属性名与配置文件的被调用者 bean 的 id 进行比较而实现自动注入的。

3.3.2 byType 方式自动注入

• 使用 byType 方式自动注入，要求：配置文件中被调用者 bean 的 class 属性指定的类， 要与代码中调用者 bean 类的某引用类型属性类型同源。即要么相同，要么有 is-a 关系（子类，或是实现类）。但这样的同源的被调用 bean 只能有一个。多于一个，容器就不知该匹配哪一个了。

4、基于注解的DI

• DI 使用注解，不再需要在Spring配置文件中声明bean实例。Spring中使用注解，需要在原有的基础之上配置组件扫描器，用于指定在基本包中扫描注解。如下：
  

4.1 指定多个包的三种方式

• 1）使用多个 context:component-scan 指定多个不同的包路径

  <context:component-scan base-package="com.Etui.entity"></context:component-scan>
  <context:component-scan base-package="com.Etui.service"></context:component-scan>
  

• 2）指定 base-package的值使用分隔符

  <!-- 分隔符可使用逗号、分号或空格 -->
  <context:component-scan base-package='com.Etui.entity, com.Etui.service'></context:component-scan>
  

• 3）base-package指定到父包名

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

4.2 常用注解

4.2.1 创建对象的注解

• @Component：创建所有对象，都可以使用此注解，除了控制器，业务逻辑层、数据访问层的对象。
• @Controller：创建控制器层的对象，此对象可以接收用户请求，返回处理结果。
• @Service：创建业务逻辑层的对象，此对象可实施事务控制，向上给控制器返回数据，向下调用数据访问层。
• @Repository：创建数据访问层的对象，对数据库中的数据进行增删改查。

4.2.2 给对象赋值的注解

• @Value：给简单类型赋值。
• @Autowired：给引用类型按类型注入。
• Qualifier：给引用类型按名称注入。

4.2.3 应用案例

• 目录结构：
  

• 实体类如下：

  // School类
  @Component("schoolParent")
  public class School {
        
        
      @Value("合肥大学")
      private String name;
      @Value("合肥市蜀山区")
      private String address;
  
      public School() {
        
        
          System.out.println("School类的构造函数………………");
      }
  
      @Override
      public String toString() {
        
        
          return "School{" +
                  "name='" + name + '\'' +
                  ", address='" + address + '\'' +
                  '}';
      }
  }
  
  
  // Student类
  @Component
  public class Student {
        
        
  
      @Value("砂糖")
      private String name;
      @Value("18")
      private Integer age;
  
      // 引用类型按类型注入
  //    @Autowired
  //    private School school;
  
      // 引用类型按名称注入
      @Autowired
      @Qualifier("school")
      private School school;
  
      @Override
      public String toString() {
        
        
          return "Student{" +
                  "name='" + name + '\'' +
                  ", age=" + age +
                  ", school=" + school +
                  '}';
      }
  
      public Student() {
        
        
      }
  }
  
  
  // Student类的子类
  @Component("school")
  public class SubSchool extends School{
        
        
      @Value("合肥168中学")
      private String name;
      @Value("合肥市经开区")
      private String address;
  
      @Override
      public String toString() {
        
        
          return "SubSchool{" +
                  "name='" + name + '\'' +
                  ", address='" + address + '\'' +
                  '}';
      }
  
      public SubSchool() {
        
        
          System.out.println("SubSchool的构造方法…………");
      }
  }
  

• Spring配置文件(applicationContext.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"
         xmlns:context="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">
  
      <context:component-scan base-package="com.Etui.entity03"></context:component-scan>
  
  </beans>
  

• 测试代码
  

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