Spring 入门教程详解

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🥭本文内容：Spring 入门教程详解

Spring 概述简介

Spring 是为了解决企业应用开发的复杂性而创建的一个轻量级的 Java 开发框架。Spring 的核心是 控制反转（Inversion of Control，IoC） 和 面向切面编程（Aspect Oriented Programming，AOP）。传统的 Java 程序，类与类之间存在较强的依赖关系，增加了程序开发的难度，开发某一个类的时候还要考虑对另一个类的影响，一个类的修改往往导致另一个类不得不跟着要修改，程序可维护性和可拓展性变差。使用Spring 可以降低代码间的依赖程度（耦合度），为代码 “解耦”，提高程序的可拓展性、可复用性和可维护性，使主业务专注于自身的开发。

Spring 降低耦合度的方式有两种：IoC 与 AOP。IoC 是控制反转的意思，它的作用是使得主业务在相互调用过程中，不用再自己维护关系，即无须自己创建要使用的对象了，而是由 Spring 容器统一管理，自动 “注入”。AOP是面向切面编程的意思， AOP 技术不用再由程序员用硬编码的方式将系统级服务 “混杂” 到主业务逻辑中了，而是由 Spring 容器统一完成 “织入”。

Spring 还提供对其他框架的支持，可以支持 MyBatis，Hibernate，struts 等框架，简化这些框架使用，通过整合使它们高效地协同工作。

Spring 框架特点

1）方便解耦，简化开发

Spring 就是一个大工厂，可以将所有对象的创建和依赖关系的维护交给 Spring 管理。

2）方便集成各种优秀框架

Spring 不排斥各种优秀的开源框架，其内部提供了对各种优秀框架（如 Struts2、Hibernate、MyBatis 等）的直接支持。

3）降低 Java EE API 的使用难度

Spring 对 Java EE 开发中非常难用的一些 API（JDBC、JavaMail、远程调用等）都提供了封装，使这些 API 应用的难度大大降低。

4）方便程序的测试

Spring 支持 JUnit4，可以通过注解方便地测试 Spring 程序。

5）AOP 编程的支持

Spring 提供面向切面编程，可以方便地实现对程序进行权限拦截和运行监控等功能。

6）声明式事务的支持

只需要通过配置就可以完成对事务的管理，而无须手动编程。

Spring 的体系结构

Spring 框架采用分层的理念，根据功能的不同划分成了多个模块，这些模块大体可分为 Data Access/Integration（数据访问与集成）、Web、AOP、Aspects、Instrumentation（检测）、Messaging（消息处理）、Core Container（核心容器）和 Test。如下图所示（以下是 Spring Framework 4.x 版本后的系统架构图）

上图中包含了 Spring 框架的所有模块，这些模块可以满足一切企业级应用开发的需求，在开发过程中可以根据需求有选择性地使用所需要的模块

1. Data Access/Integration（数据访问／集成）

数据访问／集成层包括 JDBC、ORM、OXM、JMS 和 Transactions 模块，具体介绍如下。

• JDBC 模块：提供了一个 JBDC 的样例模板，使用这些模板能消除传统冗长的 JDBC 编码还有必须的事务控制，而且能享受到 Spring 管理事务的好处。
• ORM 模块：提供与流行的“对象-关系”映射框架无缝集成的 API，包括 JPA、JDO、Hibernate 和 MyBatis 等。而且还可以使用 Spring 事务管理，无需额外控制事务。
• OXM 模块：提供了一个支持 Object /XML 映射的抽象层实现，如 JAXB、Castor、XMLBeans、JiBX 和 XStream。将 Java 对象映射成 XML 数据，或者将XML 数据映射成 Java 对象。
• JMS 模块：指 Java 消息服务，提供一套 “消息生产者、消息消费者”模板用于更加简单的使用 JMS，JMS 用于用于在两个应用程序之间，或分布式系统中发送消息，进行异步通信。
• Transactions 事务模块：支持编程和声明式事务管理。

2. Web模块

Spring 的 Web 层包括 Web、Servlet、WebSocket 和 Portlet 组件，具体介绍如下。

• Web 模块：提供了基本的 Web 开发集成特性，例如多文件上传功能、使用的 Servlet 监听器的 IOC 容器初始化以及 Web 应用上下文。
• Servlet 模块：提供了一个 Spring MVC Web 框架实现。Spring MVC 框架提供了基于注解的请求资源注入、更简单的数据绑定、数据验证等及一套非常易用的 JSP 标签，完全无缝与 Spring 其他技术协作。
• WebSocket 模块：提供了简单的接口，用户只要实现响应的接口就可以快速的搭建 WebSocket Server，从而实现双向通讯。
• Portlet 模块：提供了在 Portlet 环境中使用 MVC 实现，类似 Web-Servlet 模块的功能。

3. Core Container（Spring的核心容器）

Spring 的核心容器是其他模块建立的基础，由 Beans 模块、Core 核心模块、Context 上下文模块和 SpEL 表达式语言模块组成，没有这些核心容器，也不可能有 AOP、Web 等上层的功能。具体介绍如下。

• Beans 模块：提供了框架的基础部分，包括控制反转和依赖注入。
• Core 核心模块：封装了 Spring 框架的底层部分，包括资源访问、类型转换及一些常用工具类。
• Context 上下文模块：建立在 Core 和 Beans 模块的基础之上，集成 Beans 模块功能并添加资源绑定、数据验证、国际化、Java EE 支持、容器生命周期、事件传播等。ApplicationContext 接口是上下文模块的焦点。
• SpEL 模块：提供了强大的表达式语言支持，支持访问和修改属性值，方法调用，支持访问及修改数组、容器和索引器，命名变量，支持算数和逻辑运算，支持从 Spring 容器获取 Bean，它也支持列表投影、选择和一般的列表聚合等。

4. AOP、Aspects、Instrumentation和Messaging

在 Core Container 之上是 AOP、Aspects 等模块，具体介绍如下：

• AOP 模块：提供了面向切面编程实现，提供比如日志记录、权限控制、性能统计等通用功能和业务逻辑分离的技术，并且能动态的把这些功能添加到需要的代码中，这样各司其职，降低业务逻辑和通用功能的耦合。
• Aspects 模块：提供与 AspectJ 的集成，是一个功能强大且成熟的面向切面编程（AOP）框架。
• Instrumentation 模块：提供了类工具的支持和类加载器的实现，可以在特定的应用服务器中使用。
• messaging 模块：Spring 4.0 以后新增了消息（Spring-messaging）模块，该模块提供了对消息传递体系结构和协议的支持。

5. Test模块

Test 模块：Spring 支持 Junit 和 TestNG 测试框架，而且还额外提供了一些基于 Spring 的测试功能，比如在测试 Web 框架时，模拟 Http 请求的功能。

Spring 开发环境搭建

使用 Spring 之前需要安装 JDK、Tomcat 和 Eclipse

下载Apache Common Logging API

Common Logging 是使用 Spring 的必要组件。Apache Common Logging API 下载地址：https://commons.apache.org/proper/commons-logging/download_logging.cgi

下载完成后，将压缩包解压到相应位置。该文件包含以下 jar 文件和其它支持文档，目录结构如下。

下载Spring

Spring 下载地址：https://repo.spring.io/ui/native/libs-release-local/org/springframework/spring/5.3.9/

该文件目录结构如下：

名称	作用
docs	包含 Spring 的 API 文档和开发规范
libs	包含开发需要的 jar 包和源码包
schema	包含开发所需要的 schema 文件，在这些文件中定义了 Spring 相关配置文件的约束

在 libs 目录中，包含了 Spring 框架提供的所有 jar 文件，其中有 4 个 jar 文件是 Spring 框架的基础包，分别对应 Spring 容器的四个模块，具体如表 2 所示。

名称	作用
spring-core-x.x.xx.RELEASE.jar	包含 Spring 框架基本的核心工具类，Spring 其他组件都要用到这个包中的类，是其他组件的基本核心。
spring-beans-x.x.xx.RELEASE.jar	所有应用都要用到的，它包含访问配置文件、创建和管理 Bean 以及进行 Inversion of Control（IoC）或者 Dependency Injection（DI）操作相关的所有类。
spring-context-x.x.xx.RELEASE.jar	Spring 提供在基础 IoC 功能上的扩展服务，此外还提供许多企业级服务的支持，如邮件服务、任务调度、JNDI 定位、EJB 集成、远程访问、缓存以及各种视图层框架的封装等
spring-expression-x.x.xx.RELEASE.jar	定义了 Spring 的表达式语言。 需要注意的是，在使用 Spring 开发时，除了 Spring 自带的 JAR 包以外，还需要一个第三方 JAR 包 commons.logging 处理日志信息

加粗样式使用 Spring 框架时，只需将 Spring 的 4 个基础包以及 commons-logging-1.2.jar 包复制到项目的 lib 目录，并发布到类路径中即可。

特别说明： 如果你是使用 maven 构建的项目，Spring 的开发环境 只需要在 pom.xml 中添加 spring-context 依赖即可，因为 spring-context 依赖中会自动依赖 Spring 的其他依赖。

<!--引入Spring依赖--><dependency><groupId>org.springframework</groupId><artifactId>spring-context</artifactId><version>5.3.9</version></dependency>

第一个Spring 程序

【1】创建 maven 的 javaweb 项目，目录结构如下图：

【2】在 pom.xml 文件中添加依赖

<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>cn.kgc.spring01</groupId><artifactId>spring01</artifactId><version>1.0-SNAPSHOT</version><packaging>jar</packaging><name>spring01</name><url>http://maven.apache.org</url><properties><project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding></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>5.3.9</version></dependency><dependency><groupId>org.projectlombok</groupId><artifactId>lombok</artifactId><version>1.18.24</version></dependency></dependencies>
</project>

【3】引入 beans 配置文件 spring-config.xml

• constructor-arg 通过构造方法标签完成对象初始化，需要提供对应的构造方法。
• property 通过属性标签实现对象的赋值操作，需要调用类中的set方法。

<?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">
<!--声明需要托管的对象--><!--constructor-arg   通过构造方法完成对象初始化 需要提供对应的构造方法--><bean id="user"  class="cn.kgc.spring01.entity.User"><constructor-arg name="id" value="2"></constructor-arg><constructor-arg name="username" value="王五"></constructor-arg></bean><!--property  标签实现对象的赋值操作 需要调用类中的set方法--><bean id="person" class="cn.kgc.spring01.entity.Person"><property name="name" value="李四"></property><property name="id" value="1"></property></bean>
</beans>

bean 标签属性详解：

【4】创建 User 和 Person 实体类

User 类

package cn.kgc.spring01.entity;import lombok.Data;@Data
public class User {private String username;private Integer id;public User(){System.out.println("user()");}public User(Integer id) {System.out.println("User(String username, Integer id)");this.username = username;this.id = id;}public User(String username, Integer id) {System.out.println("User(String username, Integer id)");this.username = username;this.id = id;}
}

Person 类

package cn.kgc.spring01.entity;import lombok.Data;public class Person {private String name;private Integer id;public Person(){System.out.println("person()");}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {System.out.println("setName()");this.name = name;}public Integer getId() {return id;}public void setId(Integer id) {System.out.println("setId()");this.id = id;}@Overridepublic String toString() {return "Person{" +"name='" + name + '\'' +", id=" + id +'}';}
}

【5】测试类

    @Testpublic void Test01(){ApplicationContext ac = new ClassPathXmlApplicationContext("spring-config.xml");Person person = ac.getBean("person",Person.class);System.out.println("person = " + person);User user = ac.getBean("user",User.class);System.out.println("user = " + user);}

测试结果：

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