Spring （一） 概念，基于XML的IOC，依赖注入

spring 是什么

Spring 是分层的 Java SE/EE 应用 full-stack 轻量级开源框架，以 IoC（Inverse Of Control： 反转控制）和 AOP（Aspect Oriented Programming：面向切面编程）为内核 ，提供了展现层 Spring MVC 和持久层 Spring JDBC 以及业务层事务管理等众多的企业级应用技术，还能整合开源世界众多 著名的第三方框架和类库，逐渐成为使用最多的 Java EE 企业应用开源框架。

Spring 的发展历程

1997 年 IBM 提出了 EJB 的思想

1998 年，SUN 制定开发标准规范 EJB1.0

1999 年，EJB1.1 发布

2001 年，EJB2.0 发布

2003 年，EJB2.1 发布

2006 年，EJB3.0 发布

Rod Johnson（spring 之父）

Expert One-to-One J2EE Design and Development(2002) 阐述了 J2EE 使用 EJB 开发设计的优点及解决方案

Expert One-to-One J2EE Development without EJB(2004) 阐述了 J2EE 开发不使用 EJB 的解决方式（Spring 雏形）

 

2017 年 9 月份发布了 spring 的最新版本 spring 5.0 通用版（GA）

spring 的优势

方便解耦，简化开发

通过 Spring 提供的 IoC 容器，可以将对象间的依赖关系交由 Spring 进行控制，避免硬编码所造 成的过度程序耦合。用户也不必再为单例模式类、属性文件解析等这些很底层的需求编写代码，可 以更专注于上层的应用。

AOP 编程的支持

通过 Spring 的 AOP 功能，方便进行面向切面的编程，许多不容易用传统 OOP 实现的功能可以通过 AOP 轻松应付。

声明式事务的支持

可以将我们从单调烦闷的事务管理代码中解脱出来，通过声明式方式灵活的进行事务的管理， 提高开发效率和质量。

方便程序的测试

可以用非容器依赖的编程方式进行几乎所有的测试工作，测试不再是昂贵的操作，而是随手可做的事情。

方便集成各种优秀框架

Spring 可以降低各种框架的使用难度，提供了对各种优秀框架（ Struts 、 Hibernate 、 Hessian 、 Quartz 等）的直接支持。

降低 JavaEE API 的使用难度

Spring 对 JavaEE API （如 JDBC 、 JavaMail 、远程调用等）进行了薄薄的封装层，使这些 API 的 使用难度大为降低。

Java 源码是经典学习范例

Spring 的源代码设计精妙、结构清晰、匠心独用，处处体现着大师对 Java 设计模式灵活运用以 及对 Java 技术的高深造诣。它的源代码无意是 Java 技术的最佳实践的范例。

 

spring 的体系结构

 IoC 的概念和作用

 

什么是程序的耦合

耦合性 (Coupling) ，也叫耦合度，是对模块间关联程度的度量。耦合的强弱取决于模块间接口的复杂性、调 用模块的方式以及通过界面传送数据的多少。模块间的耦合度是指模块之间的依赖关系，包括控制关系、调用关系、数据传递关系。模块间联系越多，其耦合性越强，同时表明其独立性越差( 降低耦合性，可以提高其独立 性) 。耦合性存在于各个领域，而非软件设计中独有的，但是我们只讨论软件工程中的耦合。 在软件工程中，耦合指的就是就是对象之间的依赖性。对象之间的耦合越高，维护成本越高。因此对象的设计 应使类和构件之间的耦合最小。软件设计中通常用耦合度和内聚度作为衡量模块独立程度的标准。 划分模块的一个 准则就是高内聚低耦合。

它有如下分类：

（ 1 ）内容耦合。当一个模块直接修改或操作另一个模块的数据时，或一个模块不通过正常入口而转入另 一个模块时，这样的耦合被称为内容耦合。内容耦合是最高程度的耦合，应该避免使用之。

（ 2 ）公共耦合。两个或两个以上的模块共同引用一个全局数据项，这种耦合被称为公共耦合。在具有大 量公共耦合的结构中，确定究竟是哪个模块给全局变量赋了一个特定的值是十分困难的。

（ 3 ） 外部耦合 。一组模块都访问同一全局简单变量而不是同一全局数据结构，而且不是通过参数表传 递该全局变量的信息，则称之为外部耦合。

（ 4 ） 控制耦合 。一个模块通过接口向另一个模块传递一个控制信号，接受信号的模块根据信号值而进 行适当的动作，这种耦合被称为控制耦合。

（ 5 ）标记耦合 。若一个模块 A 通过接口向两个模块 B 和 C 传递一个公共参数，那么称模块 B 和 C 之间 存在一个标记耦合。

（ 6 ） 数据耦合。模块之间通过参数来传递数据，那么被称为数据耦合。数据耦合是最低的一种耦合形式，系统中一般都存在这种类型的耦合，因为为了完成一些有意义的功能，往往需要将某些模块的输出数据作为另 一些模块的输入数据。

（ 7 ） 非直接耦合 。两个模块之间没有直接关系，它们之间的联系完全是通过主模块的控制和调用来实现的。

总结：

耦合是影响软件复杂程度和设计质量的一个重要因素，在设计上我们应采用以下原则：如果模块间必须存在耦合，就尽量使用数据耦合，少用控制耦合，限制公共耦合的范围，尽量避免使用内容耦合。

内聚与耦合

内聚标志一个模块内各个元素彼此结合的紧密程度，它是信息隐蔽和局部化概念的自然扩展。内聚是从 功能角度来度量模块内的联系，一个好的内聚模块应当恰好做一件事。它描述的是模块内的功能联系。耦合是软件 结构中各模块之间相互连接的一种度量，耦合强弱取决于模块间接口的复杂程度、进入或访问一个模块的点以及通 过接口的数据。 程序讲究的是低耦合，高内聚。就是同一个模块内的各个元素之间要高度紧密，但是各个模块之 间的相互依存度却要不那么紧密。 内聚和耦合是密切相关的，同其他模块存在高耦合的模块意味着低内聚，而高内聚的模块意味着该模块同其他 模块之间是低耦合。在进行软件设计时，应力争做到高内聚，低耦合。

我们在开发中，有些依赖关系是必须的，有些依赖关系可以通过优化代码来解除的。
请看下面的示例代码：
/**
* 账户的业务层实现类
* @author 
* @Company
* @Version 1.0
*/
public class AccountServiceImpl implements IAccountService {
    private IAccountDao accountDao = new AccountDaoImpl();
}
上面的代码表示：
业务层调用持久层，并且此时业务层在依赖持久层的接口和实现类。如果此时没有持久层实现类，编译
将不能通过。这种编译期依赖关系，应该在我们开发中杜绝。我们需要优化代码解决。

再比如：
早期我们的 JDBC 操作，注册驱动时，我们为什么不使用 DriverManager 的 register 方法，而是采
用 Class.forName 的方式？
public class JdbcDemo1 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //1.注册驱动
        //DriverManager.registerDriver(new com.mysql.jdbc.Driver());
        Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
        //2.获取连接
        //3.获取预处理 sql 语句对象
        //4.获取结果集
        //5.遍历结果集
    } 
}
原因就是：
我们的类依赖了数据库的具体驱动类（MySQL），如果这时候更换了数据库品牌（比如 Oracle），需要
修改源码来重新数据库驱动。这显然不是我们想要的。

解决程序耦合的思路

当是我们讲解 jdbc 时，是通过反射来注册驱动的，代码如下：
Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");//此处只是一个字符串
此时的好处是，我们的类中不再依赖具体的驱动类，此时就算删除 mysql 的驱动 jar 包，依然可以编译（运
行就不要想了，没有驱动不可能运行成功的）。
同时，也产生了一个新的问题，mysql 驱动的全限定类名字符串是在 java 类中写死的，一旦要改还是要修改
源码。
解决这个问题也很简单，使用配置文件配置。

工厂模式解耦

在实际开发中我们可以把三层的对象都使用配置文件配置起来，当启动服务器应用加载的时候，让一个类中的
方法通过读取配置文件，把这些对象创建出来并存起来。在接下来的使用的时候，直接拿过来用就好了。
那么，这个读取配置文件，创建和获取三层对象的类就是工厂。

控制反转-Inversion Of Control

解耦的思路有 2 个问题：
1、存哪去？
分析：由于我们是很多对象，肯定要找个集合来存。这时候有 Map 和 List 供选择。
到底选 Map 还是 List 就看我们有没有查找需求。有查找需求，选 Map。
所以我们的答案就是在应用加载时，创建一个 Map，用于存放三层对象。
我们把这个 map 称之为容器。 
2、什么是工厂？
工厂就是负责给我们从容器中获取指定对象的类。这时候我们获取对象的方式发生了改变。
原来：我们在获取对象时，都是采用 new 的方式。是主动的
现在：我们获取对象时，同时跟工厂要，有工厂为我们查找或者创建对象。是被动的。

这种被动接收的方式获取对象的思想就是控制反转，它是 spring 框架的核心之一。

 

使用 spring 的 IOC 解决程序耦合

案例的前期准备

本章我们使用的案例是，账户的业务层和持久层的依赖关系解决。在开始 spring 的配置之前，我们要先准备 一下环境。由于我们是使用 spring 解决依赖关系，并不是真正的要做增删改查操作，所以此时我们没必要写实体类。并且我们在此处使用的是 java 工程，不是 java web 工程。

准备 spring 的开发包

官网：http://spring.io/
下载地址：
http://repo.springsource.org/libs-release-local/org/springframework/spring
解压:(Spring 目录结构:)
* docs :API 和开发规范.
* libs :jar 包和源码.
* schema :约束.

特别说明：

spring5 版本是用 jdk8 编写的，所以要求我们的 jdk 版本是 8 及以上。 同时 tomcat 的版本要求 8.5 及以上。

创建业务层接口和实现类

/**
* 账户的业务层接口
*
*/
public interface IAccountService {
/**
* 保存账户（此处只是模拟，并不是真的要保存）
*/
    void saveAccount();
}
/**
* 账户的业务层实现类
*
*/
public class AccountServiceImpl implements IAccountService {
    private IAccountDao accountDao = new AccountDaoImpl();//此处的依赖关系有待解决
    @Override
    public void saveAccount() {
         accountDao.saveAccount();
    } 
}

创建持久层接口和实现类

/**
* 账户的持久层接口
* 
*/
public interface IAccountDao {
/**
* 保存账户
*/
    void saveAccount();
}
/**
* 账户的持久层实现类
*
*/
public class AccountDaoImpl implements IAccountDao {
    @Override
    public void saveAccount() {
        System.out.println("保存了账户");
    } 
}

基于 XML 的配置

第一步：拷贝必备的 jar 包到工程的 lib 目录中

第二步：在类的根路径下创建一个任意名称的 xml 文件

给配置文件导入约束：
/spring-framework-5.0.2.RELEASE/docs/spring-framework-reference/html5/core.html



<?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>

第三步：让 spring 管理资源，在配置文件中配置 service 和 dao

<!-- bean 标签：用于配置让 spring 创建对象，并且存入 ioc 容器之中
 id 属性：对象的唯一标识。
 class 属性：指定要创建对象的全限定类名
-->
<!-- 配置 service --> 
<bean id="accountService" class="com.itheima.service.impl.AccountServiceImpl"></bean>
<!-- 配置 dao --> 
<bean id="accountDao" class="com.itheima.dao.impl.AccountDaoImpl"></bean>

测试配置是否成功

/**
* 模拟一个表现层
* 
*/
public class Client {
/**
 * 使用 main 方法获取容器测试执行
*/
    public static void main(String[] args) {
        //1.使用 ApplicationContext 接口，就是在获取 spring 容器
        ApplicationContext ac = new ClassPathXmlApplicationContext("bean.xml");
        //2.根据 bean 的 id 获取对象
        IAccountService aService = (IAccountService) ac.getBean("accountService");
        System.out.println(aService);
        IAccountDao aDao = (IAccountDao) ac.getBean("accountDao");
        System.out.println(aDao);
    } 
}

Spring 基于 XML 的 IOC 细节

spring 中工厂的类结构图

BeanFactory 和 ApplicationContext 的区别

BeanFactory 才是 Spring 容器中的顶层接口。
ApplicationContext 是它的子接口。

BeanFactory 和 ApplicationContext 的区别：
创建对象的时间点不一样。
ApplicationContext：只要一读取配置文件，默认情况下就会创建对象。
BeanFactory：什么使用什么时候创建对象。

ApplicationContext 接口的实现类

ClassPathXmlApplicationContext：
    它是从类的根路径下加载配置文件 推荐使用这种
FileSystemXmlApplicationContext：
    它是从磁盘路径上加载配置文件，配置文件可以在磁盘的任意位置。
AnnotationConfigApplicationContext:
    当我们使用注解配置容器对象时，需要使用此类来创建 spring 容器。它用来读取注解。

IOC 中 bean 标签和管理对象细节

bean 标签

作用：
用于配置对象让 spring 来创建的。
默认情况下它调用的是类中的无参构造函数。如果没有无参构造函数则不能创建成功。
属性：
id：给对象在容器中提供一个唯一标识。用于获取对象。
class：指定类的全限定类名。用于反射创建对象。默认情况下调用无参构造函数。
scope：指定对象的作用范围。
* singleton :默认值，单例的.
* prototype :多例的.
* request :WEB 项目中,Spring 创建一个 Bean 的对象,将对象存入到 request 域中.
* session :WEB 项目中,Spring 创建一个 Bean 的对象,将对象存入到 session 域中.
* global session :WEB 项目中,应用在 Portlet 环境.如果没有 Portlet 环境那么globalSession 相当于         
       session.
init-method：指定类中的初始化方法名称。
destroy-method：指定类中销毁方法名称。

bean 的作用范围和生命周期

单例对象：scope="singleton"
    一个应用只有一个对象的实例。它的作用范围就是整个引用。
    生命周期：
        对象出生：当应用加载，创建容器时，对象就被创建了。
        对象活着：只要容器在，对象一直活着。
        对象死亡：当应用卸载，销毁容器时，对象就被销毁了。
多例对象：scope="prototype"
    每次访问对象时，都会重新创建对象实例。
    生命周期：
        对象出生：当使用对象时，创建新的对象实例。
        对象活着：只要对象在使用中，就一直活着。
        对象死亡：当对象长时间不用时，被 java 的垃圾回收器回收了。

实例化 Bean 的三种方式

第一种方式：使用默认无参构造函数
<!--在默认情况下：
它会根据默认无参构造函数来创建类对象。如果 bean 中没有默认无参构造函数，将会创建失败。
--> 
<bean id="accountService" class="com.itheima.service.impl.AccountServiceImpl"/>

第二种方式：spring 管理静态工厂-使用静态工厂的方法创建对象
/**
* 模拟一个静态工厂，创建业务层实现类
*/
public class StaticFactory {
    public static IAccountService createAccountService(){
        return new AccountServiceImpl();
    } 
}
<!-- 此种方式是:
使用 StaticFactory 类中的静态方法 createAccountService 创建对象，并存入 spring 容器
id 属性：指定 bean 的 id，用于从容器中获取
class 属性：指定静态工厂的全限定类名
factory-method 属性：指定生产对象的静态方法
--> 
<bean 
id="accountService"
class="com.itheima.factory.StaticFactory"
factory-method="createAccountService">
</bean>

第三种方式：spring 管理实例工厂 再 用实例工厂的方法创建对象
/**
* 模拟一个实例工厂，创建业务层实现类
* 此工厂创建对象，必须现有工厂实例对象，再调用方法
*/
public class InstanceFactory {
    public IAccountService createAccountService(){
        return new AccountServiceImpl();
    } 
}
<!-- 此种方式是：
先把工厂的创建交给 spring 来管理。
然后在使用工厂的 bean 来调用里面的方法
factory-bean 属性：用于指定实例工厂 bean 的 id。
factory-method 属性：用于指定实例工厂中创建对象的方法。
--> 
<bean id="instancFactory" class="com.itheima.factory.InstanceFactory"></bean> 
<bean id="accountService"
 factory-bean="instancFactory"
 factory-method="createAccountService"></bean>

spring 的依赖注入

依赖注入的概念

依赖注入：Dependency Injection。它是 spring 框架核心 ioc 的具体实现。
我们的程序在编写时，通过控制反转，把对象的创建交给了 spring，但是代码中不可能出现没有依赖的情况。
ioc 解耦只是降低他们的依赖关系，但不会消除。例如：我们的业务层仍会调用持久层的方法。
那这种业务层和持久层的依赖关系，在使用 spring 之后，就让 spring 来维护了。
简单的说，就是坐等框架把持久层对象传入业务层，而不用我们自己去获取。

构造函数注入

顾名思义，就是使用类中的构造函数，给成员变量赋值。注意，赋值的操作不是我们自己做的，而是通过配置
的方式，让 spring 框架来为我们注入。具体代码如下：
/**
*/
public class AccountServiceImpl implements IAccountService {
    private String name;
    private Integer age;
    private Date birthday;
    public AccountServiceImpl(String name, Integer age, Date birthday) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.birthday = birthday; 
    }
    @Override
    public void saveAccount() {
        System.out.println(name+","+age+","+birthday);
    } 
}
<!-- 使用构造函数的方式，给 service 中的属性传值
要求：
类中需要提供一个对应参数列表的构造函数。
涉及的标签：
constructor-arg
属性：
index:指定参数在构造函数参数列表的索引位置
type:指定参数在构造函数中的数据类型
name:指定参数在构造函数中的名称 用这个找给谁赋值
=======上面三个都是找给谁赋值，下面两个指的是赋什么值的==============
value:它能赋的值是基本数据类型和 String 类型
ref:它能赋的值是其他 bean 类型，也就是说，必须得是在配置文件中配置过的 bean--> 
<bean id="accountService" class="com.itheima.service.impl.AccountServiceImpl">         
    <constructor-arg name="name" value="张三"></constructor-arg> 
    <constructor-arg name="age" value="18"></constructor-arg> 
    <constructor-arg name="birthday" ref="now"></constructor-arg>
</bean> 
<bean id="now" class="java.util.Date"></bean>

优势：获取bean对象的时候，必须注入数据，否则无法创建对象

弊端：改变了bean对象的实例化方式，使我们在用不到 数据的时候，也必须注入数据

set 方法注入

顾名思义，就是在类中提供需要注入成员的 set 方法。具体代码如下：
/** */
public class AccountServiceImpl implements IAccountService {
    private String name;
    private Integer age;
    private Date birthday;
    public void setName(String name) {
        this.name = name; 
    }
    public void setAge(Integer age) {
        this.age = age; 
    }
    public void setBirthday(Date birthday) {
        this.birthday = birthday; 
    }
    @Override
    public void saveAccount() {
        System.out.println(name+","+age+","+birthday);
    } 
}
<!-- 通过配置文件给 bean 中的属性传值：使用 set 方法的方式
涉及的标签：
property
属性：
name：找的是类中 set 方法后面的部分，用于调用set方法
ref：给属性赋值是其他 bean 类型的
value：给属性赋值是基本数据类型和 string 类型的
实际开发中，此种方式用的较多。
--> 
<bean id="accountService" class="com.itheima.service.impl.AccountServiceImpl"> 
    <property name="name" value="test"></property> 
    <property name="age" value="21"></property> 
    <property name="birthday" ref="now"></property>
</bean> 
<bean id="now" class="java.util.Date"></bean>

创建对象没有明确限制，但是如果某个成员必须有值，则获取对象可能没有调用set方法，也就没有值。 

使用 p 名称空间注入数据（本质还是调用 set 方法）

此种方式是通过在 xml 中导入 p 名称空间，使用 p:propertyName 来注入数据，它的本质仍然是调用类中的
set 方法实现注入功能。
Java 类代码：
/**
* 使用 p 名称空间注入，本质还是调用类中的 set 方法
*/
public class AccountServiceImpl4 implements IAccountService {
    private String name;
    private Integer age;
    private Date birthday;
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public void setAge(Integer age) {
        this.age = age;
    }
    public void setBirthday(Date birthday) {
        this.birthday = birthday;
    }
    @Override
    public void saveAccount() {
        System.out.println(name+","+age+","+birthday);
    } 
}

<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:p="http://www.springframework.org/schema/p"
       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">
 
    <bean id="accountService" 
         class="com.itheima.service.impl.AccountServiceImpl4"
         p:name="test" p:age="21" p:birthday-ref="now"/>
</beans>

注入集合属性

顾名思义，就是给类中的集合成员传值，它用的也是set方法注入的方式，只不过变量的数据类型都是集合。
我们这里介绍注入数组，List,Set,Map,Properties。具体代码如下：
/***/
public class AccountServiceImpl implements IAccountService {
    private String[] myStrs;
    private List<String> myList;
    private Set<String> mySet;
    private Map<String,String> myMap;
    private Properties myProps;
    public void setMyStrs(String[] myStrs) {
        this.myStrs = myStrs; 
    }
    public void setMyList(List<String> myList) {
        this.myList = myList; 
    }
    public void setMySet(Set<String> mySet) {
        this.mySet = mySet; 
    }
    public void setMyMap(Map<String, String> myMap) {
        this.myMap = myMap; 
    }
    public void setMyProps(Properties myProps) {
        this.myProps = myProps; 
    }
    @Override
    public void saveAccount() {
        System.out.println(Arrays.toString(myStrs));
        System.out.println(myList);
        System.out.println(mySet);
        System.out.println(myMap);
        System.out.println(myProps);
    } 
}

<!-- 注入集合数据
List 结构的：
    array,list,set
Map 结构的
    map,entry,props,prop
--> 
<bean id="accountService" class="com.itheima.service.impl.AccountServiceImpl">
     //在注入集合数据时，只要结构相同，标签可以互换 
        <!-- 给数组注入数据 --> 
    <property name="myStrs"> 
        <set>
            <value>AAA</value> 
            <value>BBB</value> 
            <value>CCC</value>
        </set>
    </property>
    <!-- 注入 list 集合数据 --> 
    <property name="myList"> 
        <array> 
            <value>AAA</value> 
            <value>BBB</value> 
            <value>CCC</value>
        </array>
    </property>
    <!-- 注入 set 集合数据 --> 
    <property name="mySet"> 
        <list>
            <value>AAA</value> 
            <value>BBB</value> 
            <value>CCC</value>
        </list>
    </property>
    <!-- 注入 Map 数据 --> 
        <property name="myMap"> 
            <props> 
                <prop key="testA">aaa</prop> 
                <prop key="testB">bbb</prop>
            </props>
        </property>
    <!-- 注入 properties 数据 -->
    <property name="myProps"> 
        <map>
            <entry key="testA" value="aaa"></entry> 
            <entry key="testB"> 
                <value>bbb</value>
            </entry>
        </map>
    </property>
</bean>