Spring 框架精髓：从基础到分布式架构的进阶之路

一、概述

（一）Spring框架概念

1.概念：

• Spring框架是一个用于简化Java企业级应用开发的开源应用程序框架。

2.Spring框架的核心与提供的技术支持：

• 核心： 
  • IoC控制反转|反转控制：利用框架创建类的对象的技术。 
  • AOP面向切面的编程思想：通过切面类和方法为核心业务提供非核心的业务技术。
• 本身提供了技术支持： 

提供了表现层框架：SpringMVC

提供了持久层框架：SpringJDBC

提供了整合其它的三方框架和类库的基础。（Spring框架本身使用Maven框架管理项目）。

3.Spring框架本质：管理项目中的对象（即创建对象和维护对象与对象之间的关系）。

4.Spring的优势

5.Spring的架构

（二）Spring框架的IoC容器

1.IoC

概念：

即控制反转，把创建对象的权利交给框架，即将对象的创建、初始化、存储、管理交给Spring容器。

实质：

一种通过描述来生成或者获取对象的技术。

常用概念：

SpringBean：在Spring中把每一个需要管理的对象称之Spring Bean。

SrpingIoC容器：在Spring中管理这些Bean的容器。

管理过程：

第一步：将需要的POJO提前在配置文件中进行描述（程序员负责）。

第二步：Spring会根据配置文件中的描述生成IoC容器并装配Bean（Spring框架负责）。

第三步：需要该Bean的对象时，通过API获取即可（程序员负责）。

管理过程示意图：

2.耦合与解耦

耦合与解耦

所谓耦合：在项目开发时，经常会遇到在一个程序中会new另外一个类的对象，而在new对象时，会造成当前这个程序，严重的依赖于其它对象，会造成程序之间的依赖程度提升，而程序和程序之间的依赖关系被称之为耦合。依赖关系越高，耦合性就越高。 

在项目开发时，我们希望程序和程序之间的耦合程度越低越好。 

解耦：解除对象与对象之间的依赖关系就叫解耦。 

• 常见的解耦方式 
  • 1.分层开发解耦方式 
    • 开发思想：将程序各组成部分定位于不同层次，达到降低耦合度的目的。 
    • 常见开发模式：工厂模式解耦
  • 2.使用框架解耦方式开发思想：IoC和分层开发。

二、Maven整合Spring常规开发

（一）开发步骤

第一步：导入Spring依赖

第二步：通过xml文件装配类（Spring的Bean配置）

第三步：读取Bean的配置文件

第四步：通过Api获取Bean

方式一：通过装配类的名字获取bean(源文件中)

方式二：通过类的字节码对象获取bean的对象。

• 

当通过方式二获取Bean对象时，配置文件中不能出现两个不同id值，但class值相同的bean元素。否则会报错。

示例：

（二）ClassPathXmlApplicationContext对象的常用Api。

1.常用API

2.示例：

（三）Bean对象的作用范围

1.概念：

所谓Bean对象的作用范围即作用域，即c|c++的作用域是不同的两个概念。

这里的Bean作用域用于指定创建Bean的创建方式。

2.指定作用范围：

方法：

通过xml配置方式：在bean元素中添加scope属性。

示例：

scope属性的值：

singleton：单实例，默认值。

特点：

Spring容器只为该类创建一个对象，并将该对象存在Bean池中，每次获取都获取的是同一个对象。

该类实例的创建到销毁的全过程由Spring框架管理。

prototype：多实例。

特点： 

Spring容器可以为该类创建多个对象中，每次获取时都会重新创建对象。

Spring容器只负责该类的创建，不负责销毁，销毁由JVM的垃圾回收机制负责。

3.作用域的选择：

使用频次维度考虑：

使用频率高的，且没有线程安全的bean：建议使用单例。

原因：始终只有一个实例：可以减少创建时间及获取时间，同时，可以减少内存压力。

使用频次低的，且存在线程安全风险的bean：建议使用多例。

原因：单例Bean总是伴随框架开始而开始，框架结束而结束，占用内存而多例Bean 则不会。

（四）Bean对象的生命周期

1.生命周期概念：

指一个对象何时创建、何时销毁以及创建之后到销毁之前所处的状态。

2.单例Bean对象的生命周期：

创建：当Spring容器对象创建时，此类对象就会被创建。

内存驻留时间：只要容器没有销毁，bean对象就不会销毁。

销毁时机：当Spring容器销毁时，bean对象也会跟前销毁。

3.多例Bean对象的生命周期：

创建时机：当通过IoC对象获取Bean对象时，才会创建Bean对象。​​​​​​​

内存驻留时间：只要对象是在使用过程中，则就会一直驻留内存。​​​​​​​

销毁时机：当对象长时间不使用，且没有别的对象引用时，则Java垃圾回收机制就会对该对象析构。

4.总结：

单例Bean对象：由Spring全程管理此类对象（即创建、初始化、存储、销毁）。​​​​​​​

多例Bean对象：只由Spring负责创建和初始化。不负责存储和销毁（由JVM的CG机制负责）。

5.生命周期方法

初始化方法：

作用：bean对象创建后执行额外的特定的初始化操作，如帮助对象请求各类资源

执行时机：构造函数创建对象后立即执行。

创建方法：使用注解@PostConstruct描述被指定为初始化方法的方法。

示例：

@PostConstruct
public void  initObjectPool()
{
    System.out.println("initObjectPool()被调用了");
}

适用对象：单例|多例Bean对象。

析构方法：

作用：用于指定销毁Bean对象前额外操作，如释放资源等。

执行时机：Bean对象销毁前。

创建方法：使用注解@PreDestroy描述被指定为析构方法的方法。

示例：

@PreDestroy
public void preDestroyObjectPool()
{
    System.out.println("preDestroyObjectPool()被调用了");
}

适用对象：单例Bean对象。

（六）Spring的DI（依赖注入）

1.依赖注入概念：

2.依赖注入方式：

set方法注入：

概念：通过Bean对象的Set方法实现依赖注入。

配置文件方式：修改Bean装配配置文件。

方法：

构造方法注入：

概念：通过Bean对象的构造函数方法实现依赖注入。

配置文件方式：修改Bean装配配置文件。

方法：

三、Spring全注解开发

（一）自定义开发

1.开发步骤

第一步：定义Spring的配置类用于取代bean装配的配置xml文件。

第二步：获取IoC容器对象

​​​​​​​

第三步：通过IoC容器的API获取所需Bean对象。

可以通过Bean对象所有底层Bean池中的名字，也可以通过Pojo的字节码对象获取

两中方式使用方式和存在的问题与xml方式获取对象时一致。

2.常用注解

@Configuration：

作用：告诉Spring框架当前类是一个Java配置类。

说明：

该注解用于描述类。

此时描述类的具体作用：

所描述类相当于spring的bean.xml（类的装配配置文件）。

通过该类可以获取Spring的IoC容器。

@Bean

作用：将当前方法的返回值作用bean装配到spring容器中。

说明：该注解用于描述方法。所描述的方法与装配的xml文件中的bean元素类似，区别在于：方法中的存入bean池中的对象是new的，而bean元素描述的类的对象是通过框架创建的。

参数name：可选。用于指定bean池中该对象的名字，类似于bean标签中的id属性。

当省略参数时，装配bean到IoC容器中的对象的名字即为@Bean所描述的方法的方法名。

当参数存在时，则对象名即为name的值。

3.使用时机：

如果需要装配第三方技术中的bean时，只能通过自定义开发方式，装配bean对象。

（二）使用Spring扫描装配开发

1.开发步骤

第一步：使用@Component注解描述需要自动装配到IoC容器中的对象所属的Bean。​​​​​​​

第二步：使用@ComponentSan注解描述配置类（即使用@Configuration所描述的类）指定扫描的包路径。​​​​​​​

第三步：获取IoC容器对象。​​​​​​​

第四步：通过IoC对象API获取装配的Bean对象。​​​​​​​

示例：

2.常用注解

@Component：

作用：标记所描述的类需要作为bean装配到Spring的IoC容器中。

说明：

参数：

value：可选参数：用于指定存放在Bean池中的名字。

省略时：名字为该注解所描述的类的类名且首字母小写。（默认情况）

存在时：名字为value的值，其中value=可以省略。

@ComponentScan：

作用：定义以何中策略扫描装配Bean

说明：

参数：

value：可选参数：用于指定扫描策略。

省略时：默认扫描当前类所在的包及其子包。

存在时：仅扫描value的值所指定的包，其中value=可以省略。

3.使用时机：

如果需要装配开发者自定义类的对象时，使用Spring扫描的方式装配Bean。

（三）使用注解指定Bean对象的作用域和加载时机

@Scope

作用：用于指定所描述类的对象的作用域。该注解为可选的，无此注解，Spring默认指定当前类的对象的作用域为单实例的。​​​​​​​

说明：

参数：

value：可选参数，用于指定该类对象的作用域。

省略或当value值为：singleton时：默认为单例。

示例：@Scope("singleton")|@Scope|@Scope(value="singleton")

当value值为：prototype时：指定所描述类的对象为多例。

示例：@Scope("prototype")|@Scope(value="prototype");

@Lazy

作用：指定所描述的类的加载时机，默认为未延迟加载（即不使用该注解时）。​​​​​​​

说明：

参数：

value：可选参数，用于指定Bean对象是否延迟加载。默认值为true。

当为true时，延迟加载。

示例：@Lazy|@Lazy（true）|@Lazy(value=true);

当为false时，不延迟加载。

示例：@Lazy（false）|@Lazy(value=true);

加载时机：

当指定延迟加载时，则会在获取Bean对象时创建。

未指定延迟加载时，则会IoC容器对象创建时就会加载。

前置条件：

该注解只对单例Bean起作用，对多例Bean不起作用。

原因：多例Bean本身即为获取时创建。

使用时机：

针对大型的且使用时机较晚，又需要Spring框架予以装配的单例Bean对象可以使用延迟加载。

（四）使用注解为装配类注入依赖（DI注入）

注解依赖注入规则：

当一个类的属性需要Spring注入依赖的必须条件

该属性所在类必须由Spring管理

该属性必须使用特定注解描述，如：@Vaulue，@Autowired

示例：

@value

作用：使用该注解的实参为所描述的属性赋值。

说明：

该注解用于描述类的属性。

参数：

value：必需参数且无默认值。值为属性赋的值。

示例：

前置条件：

该注解只能为基本数据类型及对应的包装类型和String类的属性赋值。

该注解描述的属性的所属的类必须使用@Component及同等作用的注解描述（@Controller、@Service、@RestController、@Mapper等）

@Autowired

作用：使用该注解为描述的属性赋值。

说明：

该注解描述是类的属性，该属性为自定义类类型。此时将通过暴力反射完成赋值

可以描述类的构造函数。此时，将通过构造方法完成赋值。

可以描述类的某一属性的set就去。此时，将通过set方法完成赋值。

参数：无

前置条件：

该注解只能为开发者自定义类或接口实现类的对象注入依赖。

该注解描述的属性的所属的类必须使用@Component及同等作用的注解描述（@Controller、@Service、@RestController、@Mapper等）

@Autowired依赖注入机制：

首先，会依据类型进入依赖注入，

其次，当IOC容器中该类型的对象有多个时，@Autowired将依据对象名进入依赖注入。

@Autowired注解使用细节（即匹配规则）

前置条件：该属性描述的是接口。

匹配规则：

第一种情况：Bean池中有一个或没有该接口的实现类对象时。

该注解会匹配该接口类型的实现类。

如果没有该接口的实现类，则会报异常如下所示：

• 

如果有该接口的实现类，且只有一个，就会使用该实现类的对象注入@Autowired描述的对象。如下所示：​​​​​​​

第二种情况：当Bean中有多个同一接口的实现类时。

该注解首先匹配属性类型，发现Bean池中有多个实现类时，会继续将Bean池中的对象名与属性名进行匹配；

如果未匹配到，则报如下异常：

org.springframework.beans.factory.NoUniqueBeanDefinitionException

如果匹配到，则使用匹配到的Bean对象实现DI注入。如下所示：