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Spring的IoC和DI

# Spring的IoC和DI

# 主要内容

🔶 Spring简介

🔶 Spring快速入门

🔶 Spring配置文件

🔶 Spring相关API

# 1.Spring简介

# 1.1 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 SpringMVC 和持久层 Spring JDBCTemplate 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。

# 1.2 Spring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）

# 1.3 Spring的优势

1）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。

2）AOP 编程的支持 通过 Spring的 AOP 功能，方便进行面向切面编程，许多不容易用传统 OOP 实现的功能可以通过 AOP 轻松实现。

3）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管理，提高开发效率和质量。

4）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。

5）方便集成各种优秀框架 Spring对各种优秀框架（Struts、Hibernate、Hessian、Quartz等）的支持。

6）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。

7）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。

# 1.4 Spring的体系结构

# 2.Spring快速入门

# 2.1 Spring程序开发步骤

① 导入 Spring 开发的基本包坐标 ② 编写 Dao 接口和实现类 ③ 创建 Spring 核心配置文件 ④ 在 Spring 配置文件中配置 UserDaoImpl ⑤ 使用 Spring 的 API 获得 Bean 实例

# 2.2 导入Spring的坐标

如下的操作内容是在maven的项目工程中的，pom.xml文件中导入Spring的开发基本坐标。

<properties>
	<spring.version>5.0.5.RELEASE</spring.version>
</properties>

<dependencies>
	<!--导入spring的context坐标，context依赖core、beans、expression-->
	<dependency>
		<groupId>org.springframework</groupId>
		<artifactId>spring-context</artifactId>
		<version>${spring.version}</version>
	</dependency>
</dependencies>

# 2.3 编写Dao接口和实现类

编写UserDao的接口，新建一个UserDaoImpl的实现类，重写该接口的save方法。

public interface UserDao {
    public void save();
}

public class UserDaoImpl implements UserDao {

    @Override
    public void save() {
        System.out.println("UserDao save method running...");
    }
}

# 2.4 创建Spring配置文件

在类路径下的（resources）创建applicationContext.xml配置文件。

在Spring配置文件中配置UserDaoImpl。

<?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">

    <!--这里新添加的bean 就是配置UserDaoImpl-->
    <bean id="userDao" class="com.example.Dao.impl.UserDaoImpl"></bean>
</beans>

# 2.5 创建测试类

使用Spring的API获得Bean实例，调用UserDao的save方法。

public class UserDaoTest1 {
    @Test
    public void test1(){
        ApplicationContext app = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
        UserDao userDao = (UserDao) app.getBean("userDao");
        userDao.save();
    }
}

运行如下：

七月 17, 2022 3:39:20 下午 org.springframework.context.support.AbstractApplicationContext prepareRefresh
信息: Refreshing org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext@6c629d6e: startup date [Sun Jul 17 15:39:20 CST 2022]; root of context hierarchy
七月 17, 2022 3:39:20 下午 org.springframework.beans.factory.xml.XmlBeanDefinitionReader loadBeanDefinitions
信息: Loading XML bean definitions from class path resource [applicationContext.xml]
UserDao save method running...

整体项目架构如图所示：

# 3.Spring的配置文件

# 3.1 Bean的标签基本配置

用于配置对象交由Spring 来创建。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。

基本属性：

id：Bean实例在Spring容器中的唯一标识
class：Bean的全限定名称

# 3.2 Bean标签范围配置

scope：指对象的作用范围，取值如下：

1）当scope的取值为singleton时 Bean的实例化个数：1个 Bean的实例化时机：当Spring核心文件被加载时，实例化配置的Bean实例 Bean的生命周期：

对象创建：当应用加载，创建容器时，对象就被创建了
对象运行：只要容器在，对象一直活着
对象销毁：当应用卸载，销毁容器时，对象就被销毁了

2）当scope的取值为prototype时 Bean的实例化个数：多个 Bean的实例化时机：当调用getBean()方法时实例化Bean

对象创建：当使用对象时，创建新的对象实例
对象运行：只要对象在使用中，就一直活着
对象销毁：当对象长时间不用时，被 Java 的垃圾回收器回收了

配置applicationContext.xml的配置文件：

<?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">


    <bean id="userDao" class="com.example.Dao.impl.UserDaoImpl" scope="prototype"></bean>
</beans>

修改一下测试用例

public class UserDaoTest1 {
    @Test
    public void test1(){
        ApplicationContext app = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
        UserDao userDao1 = (UserDao) app.getBean("userDao");
        UserDao userDao2 = (UserDao) app.getBean("userDao");
        System.out.println(userDao1);
        System.out.println(userDao2);
    }
}

运行结果如下：

运行的结果是两个完全不一样的地址

com.example.Dao.impl.UserDaoImpl@131276c2
com.example.Dao.impl.UserDaoImpl@26aa12dd

# 3.3 Bean生命周期配置

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

UserDao接口添加init和destory的方法，再用UserDaoImpl实现类重写。

public interface UserDao {
    public void save();

    public void init();

    public void destory();
}

public class UserDaoImpl implements UserDao {

    @Override
    public void save() {
        System.out.println("UserDao save method running...");
    }

    @Override
    public void init() {
        System.out.println("初始化中");
    }

    @Override
    public void destory() {
        System.out.println("销毁中");
    }
}

修改applicationContext.xml的配置文件

<?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">

    <bean id="userDao" class="com.example.Dao.impl.UserDaoImpl" init-method="init" destroy-method="destory"></bean>

</beans>

再次运行测试类会看到init和destory执行完成。

七月 17, 2022 3:57:47 下午 org.springframework.context.support.AbstractApplicationContext prepareRefresh
信息: Refreshing org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext@2eafffde: startup date [Sun Jul 17 15:57:47 CST 2022]; root of context hierarchy
七月 17, 2022 3:57:47 下午 org.springframework.beans.factory.xml.XmlBeanDefinitionReader loadBeanDefinitions
信息: Loading XML bean definitions from class path resource [applicationContext.xml]
初始化中
UserDao save method running...

# 3.4 Bean实例化的三种方式

🟢 无参构造方法实例化

🟢 工厂静态方法实例化

🟢 工厂实例方法实例化

1）使用无参构造方法实例化

它会根据默认无参构造方法来创建类对象，如果bean中没有默认无参构造函数，将会创建失败

<bean id="userDao" class="com.example.Dao.impl.UserDaoImpl"/>

2）工厂静态方法实例化

工厂的静态方法返回Bean实例

public class StaticFactory {
    public static UserDao getUserDao(){
        return new UserDaoImpl();
    }
}

<bean id="userDao" class="com.example.factory.StaticFactory" factory-method="getUserDao"></bean>

3）工厂实例方法实例化

工厂的非静态方法返回Bean实例

public class DynamicFactory {
    public UserDao getUserDao(){
        return new UserDaoImpl();
    }
}

<bean id="factory" class="com.example.factory.DynamicFactory"></bean>
<bean id="userDao" factory-bean="factory" factory-method="getUserDao"/>

# 3.5 Bean的依赖注入

① 创建 UserService，UserService 内部在调用 UserDao的save() 方法

public interface UserService {
    public void save();
}

public class UserServiceImpl implements UserService {
    @Override
    public void save() {
        ApplicationContext app = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
        UserDao userDao1 = (UserDao) app.getBean("userDao");
        userDao1.save();
    }
}

② 将 UserServiceImpl 的创建权交给 Spring

<bean id="userDao" class="com.example.Dao.impl.UserDaoImpl"></bean>

<bean id="userService" class="com.example.service.impl.UserServiceImpl"/>

③ 从 Spring 容器中获得 UserService 进行操作

public class UserController {
    public static void main(String[] args) {
        ApplicationContext app = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
        UserService userService = (UserService) app.getBean("userService");
        userService.save();
    }
}

# 3.6 Bean的依赖注入分析

目前UserService实例和UserDao实例都存在与Spring容器中，当前的做法是在容器外部获得UserService 实例和UserDao实例，然后在程序中进行结合。

因为UserService和UserDao都在Spring容器中，而最终程序直接使用的是UserService，所以可以在 Spring容器中，将UserDao设置到UserService内部。

Bean的依赖注入概念

依赖注入（Dependency Injection）：它是 Spring 框架核心 IOC 的具体实现。

在编写程序时，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：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。

# 3.7 Bean的依赖注入方式

构造方法
set方法

1）set方法注入

在UserServiceImpl中添加setUserDao方法

public class UserServiceImpl implements UserService {
    private UserDao userDao;

    public UserServiceImpl(UserDaoImpl userDao) {
        this.userDao = userDao;
    }

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

    @Override
    public void save() {
        userDao.save();
    }
}

配置Spring容器调用set方法进行注入

<bean id="userDao" class="com.example.Dao.impl.UserDaoImpl"/>
<bean id="userService" class="com.example.service.impl.UserServiceImpl">
	<property name="userDao" ref="userDao"/>
</bean>

2）set方法注入

P命名空间注入本质也是set方法注入，但比起上述的set方法注入更加方便，主要体现在配置文件中，如下：首先，需要引入P命名空间：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       <?--下面这一行是引入P命名空间-->
       xmlns:p="http://www.springframework.org/schema/p"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">

<bean id="userService" class="com.example.service.impl.UserServiceImpl" p:userDao-ref="userDao"/>

3）构造方法注入

创建有参构造

public class UserServiceImpl implements UserService {
    private UserDao userDao;

    public UserServiceImpl(UserDaoImpl userDao) {
        this.userDao = userDao;
    }

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

    @Override
    public void save() {
        ApplicationContext applicationContext = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
        userDao = (UserDao) applicationContext.getBean("userDao");
        userDao.save();
    }
}

配置Spring容器调用有参构造时进行注入

    <bean id="userDao" class="com.example.Dao.impl.UserDaoImpl"></bean>

	<bean id="userService" class="com.example.service.impl.UserServiceImpl">
        <constructor-arg name="userDao" ref="userDao"></constructor-arg>
    </bean>

运行测试：

public class UserController {
    public static void main(String[] args) {
        ApplicationContext app = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
        UserService userService = (UserService) app.getBean("userService");
        userService.save();
    }
}

# 3.8 Bean的依赖注入数据类型

上面的操作，都是注入的引用Bean，处了对象的引用可以注入，普通数据类型，集合等都可以在容器中进行注入。

注入数据的三种数据类型

普通数据类型
引用数据类型
集合数据类型

其中引用数据类型，此处就不再赘述了，之前的操作都是对UserDao对象的引用进行注入的，下面将以set方法注入为例，演示普通数据类型和集合数据类型的注入。

1）普通数据类型的注入

public class UserDaoImpl implements UserDao {
    private String company;
    private int age;

    public void setCompany(String company){
        this.company = company;
    }

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

    @Override
    public void save() {
        System.out.println(company + "====" + age);
        System.out.println("UserDao save method running...");
    }
}

修改spring的配置文件，普通数据类型的注入

	<bean id="userDao" class="com.example.Dao.impl.UserDaoImpl">
        <property name="company" value="传智播客"></property>
        <property name="age" value="15"></property>
    </bean>

运行测试类：

public class UserDaoTest1 {
    @Test
    public void test1(){
        ApplicationContext app = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
        UserDao userDao1 = (UserDao) app.getBean("userDao");
        userDao1.save();
    }
}

运行结果如下：

传智播客====15
UserDao save method running...

2）集合数据类型（List）的注入

public class UserDaoImpl implements UserDao {
    private List<String> strList;
    private List<User> userList;
    private Map<String,User> userMap;

    public void setUserList(List<User> userList) {
        this.userList = userList;
    }

    public void setUserMap(Map<String, User> userMap) {
        this.userMap = userMap;
    }

    public void setStrList(List<String> strList) {
        this.strList = strList;
    }


    @Override
    public void save() {
        System.out.println(strList);
        System.out.println(userList);
        System.out.println(userMap);
        System.out.println("UserDao save method running...");
    }
}

spring的配置文件

	<bean id="userDao" class="com.example.Dao.impl.UserDaoImpl">
        <property name="userMap">
            <map>
                <entry key="u1" value-ref="user1"></entry>
                <entry key="u2" value-ref="user2"></entry>
            </map>
        </property>
    </bean>


    <bean id="user1" class="com.example.domain.User">
        <property name="name" value="tom"/>
        <property name="addr" value="beijing"/>
    </bean>

    <bean id="user2" class="com.example.domain.User">
        <property name="name" value="Jeeny"/>
        <property name="addr" value="tianjing"/>
    </bean>

3）集合数据类型（Properties）的注入

public class UserDaoImpl implements UserDao {
    private Properties properties;

    public void setProperties(Properties properties) {
        this.properties = properties;
    }

    @Override
    public void save() {
        System.out.println(properties);
        System.out.println("UserDao save method running...");
    }
}

spring的配置文件

<bean id="userDao" class="com.example.Dao.impl.UserDaoImpl">
        <property name="properties">
            <props>
                <prop key="p1">aaa</prop>
                <prop key="p2">bbb</prop>
                <prop key="p3">ccc</prop>
            </props>
        </property>
    </bean>

# 3.9 分模块开发

引入其他配置文件，叫做分模块开发。

实际开发中，Spring的配置内容非常多，这就导致Spring配置很繁杂且体积很大，所以，可以将部分配置拆解到其他配置文件中，而在Spring主配置文件通过import标签进行加载

<import resource="applicationContext-xxx.xml"/>

# 3.10 总结

<bean>标签
	id属性:在容器中Bean实例的唯一标识，不允许重复
	class属性:要实例化的Bean的全限定名
	scope属性:Bean的作用范围，常用是Singleton(默认)和prototype
		<property>标签：属性注入
			name属性：属性名称
			value属性：注入的普通属性值
			ref属性：注入的对象引用值
			<list>标签
			<map>标签
			<properties>标签
		<constructor-arg>标签
<import>标签:导入其他的Spring的分文件

# 4.Spring相关API

# 4.1 继承体系

ApplicationContext的继承体系

applicationContext：接口类型，代表应用上下文，可以通过其实例获得 Spring 容器中的 Bean 对象

# 4.2 实现类

ApplicationContext的实现类

1）ClassPathXmlApplicationContext

它是从类的根路径下加载配置文件推荐使用这种

2）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。

3）AnnotationConfigApplicationContext

当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。

# 4.3 getBean()

getBean()方法使用

public Object getBean(String name) throws BeansException {
	assertBeanFactoryActive();
	return getBeanFactory().getBean(name);
}
public <T> T getBean(Class<T> requiredType) throws BeansException {
	assertBeanFactoryActive();
	return getBeanFactory().getBean(requiredType);
}

注意：其中，当参数的数据类型是字符串时，表示根据Bean的id从容器中获得Bean实例，返回是Object，需要强转。当参数的数据类型是Class类型时，表示根据类型从容器中匹配Bean实例，当容器中相同类型的Bean有多个时，则此方法会报错。

上次更新: 2023/11/28, 22:03:59

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