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一篇带你进入Spring的世界

东边的大西瓜

发布于 2022-05-05 03:41:12

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文章被收录于专栏：吃着西瓜学Java吃着西瓜学Java

一篇带你进入Spring的世界

前言

我的启蒙书籍是大一下学期从咸鱼买的《JavaWeb从入门到精通》（第二版），在这本书里我学了到了很多新技术。逛知乎偶然看到大家都在用Spring，就购买了《Spring实战》和《Spring Boot实战派》，开启了我的Spring学习之路。

我们上学期开了一门网络编程课，讲了servlet+jsp，不过那个老师就喜欢扯东扯西的讲一大堆无关紧要的东西，好家伙重点全跳过，我就索性就没听过了。所以jsp学的不好的同学无所谓，不过建议Servlet学习透彻些，毕竟现在的Java WEB都还是围绕着Servlet的，这些框架也都是封装的Servlet。

Spring简介

Spring是一个轻量级的容器框架，它的出现就是为了简化企业级的应用开发。

Spring的特点：

一个轻量级的，非入侵式的框架
控制反转（IOC）
面向切面编程（AOP）

侵入式和非侵入式

我个人的理解，侵入和非侵入是框架相对于代码而言的概念。

侵入式：你的代码需要依赖框架，去除了框架你的代码就没法运行了，往往需要继承特定的类，或者实现特定的接口；
非侵入式：非入侵式就是框架的代码不会入侵到我的代码中去，只是通过注入依赖就可以自由组合和使用相应的功能。当我们去掉框架后，仍可以通过修改代码来使程序运行。

Spring是如何实现非侵入式的设计目标的：

应用反射机制，通过动态调用的方式来提供各方面的功能，建立核心组间BeanFactory；
配合使用Spring框架中的BeanWrapper和BeanFactory组件类最终达到对象的实例创建和属性注入

BeanWrapper：BeanWrapper接口是Spring底层常用的一个接口，是Spring IOC的核心接口之一，当Bean实例被创建出来后，就会被BeanWrapper包装起来，BeanWrapper可以设置和访问被包装对象的属性值，可以简单理解为BeanWrapper是对Bean的包装。
BeanFactory：BeanFactory接口也是Spring底层常用的一个接口，是Spring IOC的核心接口之一，顾名思义BeanFactory就是一个生成和管理Bean的工厂。它的职责包括：实例化、定位、配置应用程序中的对象以及建立这些对象间的依赖关系。他有一个派生类ApplicationContext，它拥有BeanFactory的所有功能，并且更加面向框架，还有很多额外的功能。 它与BeanFactory最大的区别就是ApplicationContext在启动时就会实例化Bean，而BeanFactory只有在从容器中拿Bean时才会去实例化。

Spring的模块

上图是Spring5的各个模块，大致可以分为6大模块，接下来就让我们逐个分析一下每个模块的作用：

核心容器(Core Container)

我们可以看到它包含四个部件，分别是Beans、Core、Context和SpEL,让我们根据具体的jar来看看它们具体的功能吧：

spring-core：控制反转(IOC)和依赖注入(DI)的基础是Spring的核心工具类，包含很多工具包、基本注解，定义了资源的访问方式（底层Resource资源描述及基本资源加载器实现），很多模块都需要引入该模块。
spring-beans:生产和管理Bean 是IOC/DI的核心，包含BeanFactory、BeanWrapper等。作用：Bean的定义、Bean的创建、Bean的解析。
spring-context：speing上下文是架构于spring-core之上，包含ApplicationContext。
spring-expression:SpEL表达式是统一表达式语言（EL）的扩展模块，专为Spring而生，更便利的于Spring Ioc进行交互。

AOP（面向切面编程），包括spring-aop、spring-aspects、spring-instrument

AOP意为面向切面编程，是继OOP后另一具有巨大深远影响意义的编程思想，包括ProxyFactory代理工厂等组件。

spring-aop：提供AOP的实现，必须要导入的包
spring-aspects：集成AspectJ框架
spring-instrument:spring对服务器的代理接口。spring-instrument-tomcat:spring对tomcat连接池的集成。

Web应用模块

spring-web：提供基础的Web应用功能，和整合Spring框架
spring-websocket:提供对WebSocket协议的相关支持
spring-webmvc：提供SpringMVC框架的相关类，与Spring框架无缝整合，并结合spring-web为基于Servlet容器的Web应用提供MVC支持
spring-webflux:WebFlux是Spring5开始引入的基于Reactive响应式编程的Web框架，不同于spring-webmvc基于Servlet容器，WebFlux不需要Servlet API，完全异步且无阻塞，
一般基于Netty等异步网络框架，这也是Spring5最大的一个新特性

数据访问集成

spring-jdbc：提供对JDCB相关数据库操作的支持
spring-tx:提供Spring JDBC事务的相关支持
spring-orm：提供对ORM(对象关系映射)的支持
spring-oxm:提供对对象XML实体映射的支持，将java对象映射成XML数据，或者将XML数据映射成java对象

Messaging

spring-messaging：提供对一些基础的报文传送应用的至此，即为Spring提供各种消息队列支持，如ActiveMQ、Kafka等。

Test

提供Spring测试框架组件的支持，如junit单元测试框架

IOC和AOP

Spring框架提供了IOC和AOP两大核心功能，即控制反转(Inversion of Control)和面向切面编程(Aspect Oriented Programming)。

接下来就让我们来好好认识一下这两个功能：

IOC：

控制反转（Inversion of Control，IOC），是面向对象编程中的一种设计原则，可以用来降低代码的耦合度，实现对象之间的“解耦”。

让我们来看看IOC的原理：借助“第三方”的IOC容器来实现对象之间的解耦

如上图所示，IOC容器就像一个工厂一样可以生产和分配对象，让我们拿个具体的例子来看一下：现在有A、B两个类，A的功能依赖于B。

在传统设计模式中：当A的功能依赖于B时，我们一般会将B的实例对象传递给A,简单些的程序还好说，要是很复杂的程序，那么我们就很容易出错。

在使用控制反转后：我们只需在A类中声明需要B类，IOC容器就会自动将B类实例注入到A类中，实现解耦。这里不得不讲一下注入依赖（Dependency，DI）了，注入依赖是控制反转的一种实现方式，Spring框架也正是利用注入依赖来实现控制反转的，所以在Spring框架中控制反转有时也被称为控制依赖，通过注入依赖 Bean的创建、引用、销毁等控制权都交给框架处理，当我们要使用某个类时，容器会自动查询该类的实例，若容器中没有这个类的实例，则自动创建并保存在IOC容器中，再交给使用者；如果已存在，则直接获取该类的实例交给使用者。对于使用者而言，我们只需声明需要依赖的Bean即可被自动注入。

西瓜籽：“你一会说IOC是个设计模式，一会又说IOC容器，这到底是个啥？”

大西瓜：“呀呀呀！没讲明白呀，那我就来总结一下到底什么是IOC容器，以及它在Spring中的具体实现。”

IOC容器

IOC容器是Spring用来实现IOC的载体。我们知道在Spring中经常使用到映射，比如Model的查找，具体到数据结构就是Map，而我们的Spring IOC容器，实际上也是一个存放着各种对象的Map。
在spring-beans包中有一个BeanFactory接口，上面提到过它可以创建和管理Bean，其实就是为IOC容器提供了最基本的功能，而它也仅仅只是一个接口，它的派生类DefaultListableBeanFactory，才是一个真正可使用的beanfactory实现，在其内部还定义了BeanDefinition的Map。

初始化bean的信息会存在beanDefinitionMap中，而DefaultSingletonBeanRegistry类里的singletonObjects哈希表则保存了单例对象。

AOP

AOP即面向切面编程，在Spring中，AOP是以动态代理技术为基础，设计出了一系列的AOP横切实现，比如前置通知、返回通知、异常通知等，同时，以Pointcut接口来匹配切入点，可以使用现有的切入点来设计横切面，也可以拓展相关的方法自定义横切面。使用AOP的思想，我们可以将非核心的业务功能定义为切面。分别独立开发核心功能和非核心功能，然后再将切面和核心业务功能组合在一起。

AOP的相关概念

Target(目标对象):要被切面通知的对象，也就是业务逻辑类。
Pointcut（切入点）：这里的Pointcut通常指类和方法名。
Joinpoint（连接点）：用来定义程序中，哪里可以通过AOP添加额外的逻辑。也就是说，连接点就是被拦截到的程序执行点。说白了只要被拦截抛出，都是连接点。
Advice（通知）：在某一特定Joinpoint处运行的代码被称为advice，也就是拦截到连接带你后要执行的代码（功能）。包括"before"、"around"、"after"等不同类型的通知。
Aspect（切面）：切面=切入点+通知。通知说明了干什么和什么时候干（什么时候通过方法名中的before,after，around等就能知道），而切入点说明了在哪干（指定到底是哪个方法），这就是一个完整的切面定义。
Weaving（织入）：把切面加入对象，并创建出代理对象的过程。
环绕通知：与前置通知和后置通知有所不同，前置通知和后置通知一旦设定必须执行，而环绕通知有着很高的灵活性，你可以自主决定是否调用该代码(功能)。