第1章 Spring 概述

1.1 spring 概述[了解]

1.1.1 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 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。

1.1.2 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。

第2章 IoC 的概念和作用

2.1 程序的耦合和解耦[理解]

2.1.1 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 黑马程序员
 * @Company http://www.ithiema.com
 * @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 {
    /**
     * @author 黑马程序员
     * @Company http://www.ithiema.com
     * @Version 1.0
     * @param args
     * @throws Exception
     */
    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。

2.1.2 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。

2.1.3 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。

2.1.4 控制反转-Inversion Of Control

上一小节解耦的思路有 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、还是没解释什么是工厂?
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。

image.png

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。

image.png

​ 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。
明确 ioc 的作用:
削减计算机程序的耦合(解除我们代码中的依赖关系)。

第3章 使用 spring 的 IOC 解决程序耦合

3.1 案例的前期准备[会用]

​ 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。

3.1.1 准备 spring 的开发包

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework</groupId>
        <artifactId>spring-context</artifactId>
        <version>5.0.2.RELEASE</version>
    </dependency>
</dependencies>

3.1.2 创建业务层接口和实现类

/**
 * 账户的业务层接口
 * @author 黑马程序员
 * @Company http://www.ithiema.com
 * @Version 1.0
 */
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
 * @author 黑马程序员
 * @Company http://www.ithiema.com
 * @Version 1.0
 */
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();
    }
}

3.1.3 创建持久层接口和实现类

/**
 * 账户的持久层接口
 * @author 黑马程序员
 * @Company http://www.ithiema.com
 * @Version 1.0
 */
public interface IAccountDao {
    /**
     * 保存账户
     */
    void saveAccount();
}
/**
 * 账户的持久层实现类
 * @author 黑马程序员
 * @Company http://www.ithiema.com
 * @Version 1.0
 */
public class AccountDaoImpl implements IAccountDao {
    @Override
    public void saveAccount() {
        System.out.println("保存了账户");
    }
}

3.2 基于 XML 的配置(入门案例)[掌握]

3.2.1 第一步:拷贝必备的 jar 包到工程的 lib 目录中

3.2.2 第二步:在类的根路径下创建一个任意名称的 xml 文件(不能是中文)

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

3.2.3 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>

3.2.4 测试配置是否成功

/**
 * 模拟一个表现层
 * @author 黑马程序员
 * @Company http://www.ithiema.com
 * @Version 1.0
 */
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);
    }
}

3.3 Spring 基于 XML 的 IOC 细节[掌握]

3.3.1 spring 中工厂的类结构图

image.png

3.3.1.1 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。

3.3.1.2 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。

3.3.2 IOC 中 bean 标签和管理对象细节

3.3.2.1 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。

3.3.2.2 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。

3.3.2.3 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-使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>

3.3.3 spring 的依赖注入

3.3.3.1 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。

3.3.3.2 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    用这个找给谁赋值
            name:指定参数在构造函数中的名称
        =======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>

3.3.3.3 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
        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>

3.3.3.4 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。

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>

3.3.3.5 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>