Spring框架是由于軟件開發(fā)的復雜性而創(chuàng)建的间狂。Spring使用的是基本的JavaBean來完成以前只可能由EJB完成的事情故河。然而剃斧,Spring的用途不僅僅限于服務(wù)器端的開發(fā)却桶。從簡單性、可測試性和松耦合性的角度而言蒙挑,絕大部分Java應用都可以從Spring中受益宗侦。
Spring優(yōu)點:
低侵入式設(shè)計,代碼的污染極低忆蚀;
獨立于各種應用服務(wù)器矾利,基于Spring框架的應用懊悯,可以真正實現(xiàn)Write
Once,Run Anywhere的承諾梦皮;
Spring的IoC容器降低了業(yè)務(wù)對象替換的復雜性,提高了組件之間的解耦
Spring的AOP支持允許將一些通用任務(wù)如安全桃焕、事務(wù)剑肯、日志等進行集中式管理,從而提供了更好的復用观堂;
Spring的ORM和DAO提供了與第三方持久層框架的良好整合让网,并簡化了底層的數(shù)據(jù)庫訪問;
pring的高度開放性师痕,并不強制應用完全依賴于Spring溃睹,開發(fā)者可自由選用Spring框架的部分或全部。
Spring框架的組成結(jié)構(gòu)圖:
Spring的核心機制
管理Bean
程序主要是通過Spring容器來訪問容器中的Bean胰坟,ApplicationContext是Spring容器最常用的接口因篇,該接口有如下兩個實現(xiàn)類:
ClassPathXmlApplicationContext:從類加載路徑下搜索配置文件,并根據(jù)配置文件來創(chuàng)建Spring容器笔横;
FileSystemXmlApplicationContext:從文件系統(tǒng)的相對路徑或絕對路徑下去搜索配置文件竞滓,并根據(jù)配置文件來創(chuàng)建Spring容器
publicclassBeanTest{publicstaticvoidmain(String args) throwsException{ ApplicationContext ctx=newClassPathXmlApplicationContext("beans.xml"); Person p =ctx.getBean("person", Person.class); p.say; } }
Eclipse使用Spring
在Eclipse等IDE工具中,用戶可以自建UserLibrary吹缔,然后把Spring的Jar包都放入其中商佑,當然也可以將Jar包直接放在項目的/WEB-INF/lib目錄下,但是如果使用UserLibrary厢塘,在項目發(fā)布時茶没,需要將用戶庫所引用的Jar文件隨應用一起發(fā)布,就是將UserLibrary所使用的Jar復制到/WEB-INF/lib目錄下晚碾,這是因為對于一個Web應用抓半,Eclipse部署Web應用時不會將用戶庫的Jar文件復制到/WEB-INF/lib下,需要手動復制迄薄。
依賴注入
Spring框架的核心功能有兩個:
Spring容器作為超級大工廠琅关,負責創(chuàng)建、管理所有的Java對象讥蔽,這些Java對象被稱為Bean涣易;
Spring容器管理容器中Bean之間的依賴關(guān)系,Spring使用一種被稱為“依賴注入”的方式來管理Bean之間的依賴關(guān)系冶伞。
使用依賴注入新症,不僅可以為Bean注入普通的屬性值,還可以注入其他Bean的引用响禽。依賴注入是一種優(yōu)秀的解耦方式徒爹,其可以讓Bean以配置文件組織在一起荚醒,而不是以硬編碼的方式耦合在一起。
理解依賴注入
Rod
Johnson是第一個高度重視以配置文件來管理Java實例的協(xié)作關(guān)系的人隆嗅,他給這種方式起了一個名字:控制反轉(zhuǎn)(Inverse of
Control界阁,IoC)。后來Martine Fowler為這種方式起了另一個名稱:依賴注入(Dependency
Injection)胖喳,因此不管是依賴注入泡躯,還是控制反轉(zhuǎn),其含義完全相同丽焊。當某個Java對象(調(diào)用者)需要調(diào)用另一個Java對象(被依賴對象)的方法時较剃,在傳統(tǒng)模式下通常有兩種做法:
原始做法:調(diào)用者主動創(chuàng)建被依賴對象,然后再調(diào)用被依賴對象的方法技健;
簡單工廠模式:調(diào)用者先找到被依賴對象的工廠写穴,然后主動通過工廠去獲取被依賴對象,最后再調(diào)用被依賴對象的方法雌贱。
注意上面的主動二字啊送,這必然會導致調(diào)用者與被依賴對象實現(xiàn)類的硬編碼耦合,非常不利于項目升級的維護欣孤。使用Spring框架之后删掀,調(diào)用者無需主動獲取被依賴對象,調(diào)用者只要被動接受Spring容器為調(diào)用者的成員變量賦值即可导街,由此可見披泪,使用Spring后,調(diào)用者獲取被依賴對象的方式由原來的主動獲取搬瑰,變成了被動接受——所以Rod
Johnson稱之為控制反轉(zhuǎn)款票。
另外從Spring容器的角度來看,Spring容器負責將被依賴對象賦值給調(diào)用者的成員變量——相當于為調(diào)用者注入它依賴的實例泽论,因此Martine
Fowler稱之為依賴注入艾少。
設(shè)值注入
設(shè)值注入是指IoC容器通過成員變量的setter方法來注入被依賴對象。這種注入方式簡單翼悴、直觀缚够,因而在Spring的依賴注入里大量使用。
構(gòu)造注入
利用構(gòu)造器來設(shè)置依賴關(guān)系的方式鹦赎,被稱為構(gòu)造注入谍椅。通俗來說,就是驅(qū)動Spring在底層以反射方式執(zhí)行帶指定參數(shù)的構(gòu)造器古话,當執(zhí)行帶參數(shù)的構(gòu)造器時雏吭,就可利用構(gòu)造器參數(shù)對成員變量執(zhí)行初始化——這就是構(gòu)造注入的本質(zhì)。
兩種注入方式的對比:
設(shè)值注入有如下優(yōu)點:
與傳統(tǒng)的JavaBean的寫法更相似陪踩,程序開發(fā)人員更容易理解杖们、接受悉抵。通過setter方法設(shè)定依賴關(guān)系顯得更加直觀、自然摘完;
對于復雜的依賴關(guān)系姥饰,如果采用構(gòu)造注入,會導致構(gòu)造器過于臃腫孝治,難以閱讀媳否。Spring在創(chuàng)建Bean實例時,需要同時實例化其依賴的全部實例荆秦,因而導致性能下降。而使用設(shè)值注入力图,則能避免這些問題步绸。
尤其在某些成員變量可選的情況下,多參數(shù)的構(gòu)造器更加笨重吃媒。
構(gòu)造注入優(yōu)勢如下:
構(gòu)造注入可以在構(gòu)造器中決定依賴關(guān)系的注入順序瓤介,優(yōu)先依賴的優(yōu)先注入;
對于依賴關(guān)系無需變化的Bean赘那,構(gòu)造注入更有用處刑桑。因為沒有setter方法,所有的依賴關(guān)系全部在構(gòu)造器內(nèi)設(shè)定募舟,無須擔心后續(xù)的代碼對依賴關(guān)系產(chǎn)生破壞祠斧;
依賴關(guān)系只能在構(gòu)造器中設(shè)定,則只有組件的創(chuàng)建者才能改變組件的依賴關(guān)系拱礁,對組件的調(diào)用者而言琢锋,組件內(nèi)部的依賴關(guān)系完全透明,更符合高內(nèi)聚的原則呢灶。
Notes建議采用設(shè)值注入為主吴超,構(gòu)造注入為輔的注入策略。對于依賴關(guān)系無須變化的注入鸯乃,盡量采用構(gòu)造注入鲸阻;而其他依賴關(guān)系的注入,則考慮采用設(shè)值注入缨睡。
Spring容器中的Bean
對于開發(fā)者來說鸟悴,開發(fā)者使用Spring框架主要是做兩件事:①開發(fā)Bean;②配置Bean奖年。對于Spring框架來說遣臼,它要做的就是根據(jù)配置文件來創(chuàng)建Bean實例,并調(diào)用Bean實例的方法完成“依賴注入”——這就是所謂IoC的本質(zhì)拾并。
容器中Bean的作用域
當通過Spring容器創(chuàng)建一個Bean實例時揍堰,不僅可以完成Bean實例的實例化鹏浅,還可以為Bean指定特定的作用域。Spring支持如下五種作用域:
singleton:單例模式屏歹,在整個SpringIoC容器中隐砸,singleton作用域的Bean將只生成一個實例;
prototype:每次通過容器的getBean方法獲取prototype作用域的Bean時蝙眶,都將產(chǎn)生一個新的Bean實例季希;
request:對于一次HTTP請求,request作用域的Bean將只生成一個實例幽纷,這意味著式塌,在同一次HTTP請求內(nèi),程序每次請求該Bean友浸,得到的總是同一個實例峰尝。只有在Web應用中使用Spring時,該作用域才真正有效收恢;
對于一次HTTP會話武学,session作用域的Bean將只生成一個實例,這意味著伦意,在同一次HTTP會話內(nèi)火窒,程序每次請求該Bean,得到的總是同一個實例驮肉。只有在Web應用中使用Spring時熏矿,該作用域才真正有效;
global session:每個全局的HTTP
Session對應一個Bean實例离钝。在典型的情況下曲掰,僅在使用portlet
context的時候有效,同樣只在Web應用中有效奈辰。
如果不指定Bean的作用域栏妖,Spring默認使用singleton作用域。prototype作用域的Bean的創(chuàng)建奖恰、銷毀代價比較大吊趾。而singleton作用域的Bean實例一旦創(chuàng)建成果,就可以重復使用瑟啃。因此论泛,應該盡量避免將Bean設(shè)置成prototype作用域。
使用自動裝配注入合作者Bean
Spring能自動裝配Bean與Bean之間的依賴關(guān)系蛹屿,即無須使用ref顯式指定依賴Bean屁奏,而是由Spring容器檢查XML配置文件內(nèi)容,根據(jù)某種規(guī)則错负,為調(diào)用者Bean注入被依賴的Bean坟瓢。Spring自動裝配可通過元素的default-autowire屬性指定勇边,該屬性對配置文件中所有的Bean起作用;也可通過對元素的autowire屬性指定折联,該屬性只對該Bean起作用粒褒。
autowire和default-autowire可以接受如下值:
no:不使用自動裝配。Bean依賴必須通過ref元素定義诚镰。這是默認配置奕坟,在較大的部署環(huán)境中不鼓勵改變這個配置,顯式配置合作者能夠得到更清晰的依賴關(guān)系清笨;
byName:根據(jù)setter方法名進行自動裝配月杉。Spring容器查找容器中全部Bean,找出其id與setter方法名去掉set前綴抠艾,并小寫首字母后同名的Bean來完成注入苛萎。如果沒有找到匹配的Bean實例,則Spring不會進行任何注入跌帐;
byType:根據(jù)setter方法的形參類型來自動裝配。Spring容器查找容器中的全部Bean绊率,如果正好有一個Bean類型與setter方法的形參類型匹配谨敛,就自動注入這個Bean;如果找到多個這樣的Bean滤否,就拋出一個異常脸狸;如果沒有找到這樣的Bean,則什么都不會發(fā)生藐俺,setter方法不會被調(diào)用炊甲;
constructor:與byType類似,區(qū)別是用于自動匹配構(gòu)造器的參數(shù)欲芹。如果容器不能恰好找到一個與構(gòu)造器參數(shù)類型匹配的Bean卿啡,則會拋出一個異常;
autodetect:
Spring容器根據(jù)Bean內(nèi)部結(jié)構(gòu)菱父,自行決定使用constructor或byType策略颈娜。如果找到一個默認的構(gòu)造函數(shù),那么就會應用byType策略浙宜。
當一個Bean既使用自動裝配依賴官辽,又使用ref顯式指定依賴時,則顯式指定的依賴覆蓋自動裝配依賴粟瞬;對于大型的應用同仆,不鼓勵使用自動裝配。雖然使用自動裝配可減少配置文件的工作量裙品,但大大將死了依賴關(guān)系的清晰性和透明性俗批。依賴關(guān)系的裝配依賴于源文件的屬性名和屬性類型俗或,導致Bean與Bean之間的耦合降低到代碼層次,不利于高層次解耦扶镀;
創(chuàng)建Bean的3種方式:
使用構(gòu)造器創(chuàng)建Bean實例
使用構(gòu)造器來創(chuàng)建Bean實例是最常見的情況蕴侣,如果不采用構(gòu)造注入,Spring底層會調(diào)用Bean類的無參數(shù)構(gòu)造器來創(chuàng)建實例臭觉,因此要求該Bean類提供無參數(shù)的構(gòu)造器昆雀。
采用默認的構(gòu)造器創(chuàng)建Bean實例,Spring對Bean實例的所有屬性執(zhí)行默認初始化蝠筑,即所有的基本類型的值初始化為0或false狞膘;所有的引用類型的值初始化為null。
使用靜態(tài)工廠方法創(chuàng)建Bean
使用靜態(tài)工廠方法創(chuàng)建Bean實例時什乙,class屬性也必須指定挽封,但此時class屬性并不是指定Bean實例的實現(xiàn)類,而是靜態(tài)工廠類臣镣,Spring通過該屬性知道由哪個工廠類來創(chuàng)建Bean實例辅愿。
除此之外,還需要使用factory-method屬性來指定靜態(tài)工廠方法忆某,Spring將調(diào)用靜態(tài)工廠方法返回一個Bean實例点待,一旦獲得了指定Bean實例,Spring后面的處理步驟與采用普通方法創(chuàng)建Bean實例完全一樣弃舒。如果靜態(tài)工廠方法需要參數(shù)癞埠,則使用<
constructor-arg…/ >元素指定靜態(tài)工廠方法的參數(shù)。
調(diào)用實例工廠方法創(chuàng)建Bean
實例工廠方法與靜態(tài)工廠方法只有一個不同:調(diào)用靜態(tài)工廠方法只需使用工廠類即可聋呢,而調(diào)用實例工廠方法則需要工廠實例苗踪。使用實例工廠方法時,配置Bean實例的<
bean…/
>元素無須class屬性削锰,配置實例工廠方法使用factory-bean指定工廠實例通铲。采用實例工廠方法創(chuàng)建Bean的<
bean…/ >元素時需要指定如下兩個屬性:
factory-bean:該屬性的值為工廠Bean的id
factory-method:該屬性指定實例工廠的工廠方法
若調(diào)用實例工廠方法時需要傳入?yún)?shù),則使用<
constructor-arg…/ >元素確定參數(shù)值器贩。
協(xié)調(diào)作用域不同步的Bean
當singleton作用域的Bean依賴于prototype作用域的Bean時测暗,會產(chǎn)生不同步的現(xiàn)象,原因是因為當Spring容器初始化時磨澡,容器會預初始化容器中所有的singleton
Bean碗啄,由于singleton Bean依賴于prototype Bean,因此Spring在初始化singleton
Bean之前稳摄,會先創(chuàng)建prototypeBean——然后才創(chuàng)建singleton Bean稚字,接下里將prototype
Bean注入singleton Bean。解決不同步的方法有兩種:
放棄依賴注入:singleton作用域的Bean每次需要prototype作用域的Bean時,主動向容器請求新的Bean實例胆描,即可保證每次注入的prototypeBean實例都是最新的實例瘫想;
利用方法注入:方法注入通常使用lookup方法注入,使用lookup方法注入可以讓Spring容器重寫容器中Bean的抽象或具體方法昌讲,返回查找容器中其他Bean的結(jié)果国夜,被查找的Bean通常是一個non-singletonBean。Spring通過使用JDK動態(tài)代理或cglib庫修改客戶端的二進制碼短绸,從而實現(xiàn)上述要求车吹。
建議采用第二種方法,使用方法注入醋闭。為了使用lookup方法注入窄驹,大致需要如下兩步:
將調(diào)用者Bean的實現(xiàn)類定義為抽象類,并定義一個抽象方法來獲取被依賴的Bean2.在< bean…/ >元素中添加<
lookup-method…/ >子元素讓Spring為調(diào)用者Bean的實現(xiàn)類實現(xiàn)指定的抽象方法Notes证逻;
Spring會采用運行時動態(tài)增強的方式來實現(xiàn)元素所指定的抽象方法乐埠,如果目標抽象類實現(xiàn)過接口,Spring會采用JDK動態(tài)代理來實現(xiàn)該抽象類囚企,并為之實現(xiàn)抽象方法丈咐;如果目標抽象類沒有實現(xiàn)過接口,Spring會采用cglib實現(xiàn)該抽象類龙宏,并為之實現(xiàn)抽象方法棵逊。Spring4.0的spring-core-xxx.jar包中已經(jīng)集成了cglib類庫。
兩種后處理器:
Spring提供了兩種常用的后處理器:
Bean后處理器:這種后處理器會對容器中Bean進行后處理烦衣,對Bean進行額外加強歹河;
容器后處理器:這種后處理器會對IoC容器進行后處理掩浙,用于增強容器功能花吟。
Bean后處理器
Bean后處理器是一種特殊的Bean,這種特殊的Bean并不對外提供服務(wù)厨姚,它甚至可以無須id屬性衅澈,它主要負責對容器中的其他Bean執(zhí)行后處理,例如為容器中的目標Bean生成代理等谬墙,這種Bean稱為Bean后處理器今布。Bean后處理器會在Bean實例創(chuàng)建成功之后,對Bean實例進行進一步的增強處理拭抬。Bean后處理器必須實現(xiàn)BeanPostProcessor接口部默,同時必須實現(xiàn)該接口的兩個方法。
1.ObjectpostProcessBeforeInitialization(Object bean, String name) throwsBeansException:該方法的第一個參數(shù)是系統(tǒng)即將進行后處理的Bean實例造虎,第二個參數(shù)是該Bean的配置id2.ObjectpostProcessAfterinitialization(Object bean, String name) throwsBeansException:該方法的第一個參數(shù)是系統(tǒng)即將進行后處理的Bean實例傅蹂,第二個參數(shù)是該Bean的配置id。
容器中一旦注冊了Bean后處理器,Bean后處理器就會自動啟動份蝴,在容器中每個Bean創(chuàng)建時自動工作犁功,Bean后處理器兩個方法的回調(diào)時機如下圖
注意一點,如果使用BeanFactory作為Spring容器婚夫,則必須手動注冊Bean后處理器浸卦,程序必須獲取Bean后處理器實例,然后手動注冊案糙。
BeanPostProcessor bp =
(BeanPostProcessor)beanFactory.getBean("bp");beanFactory.addBeanPostProcessor(bp);Person
p = (Person)beanFactory.getBean("person");
容器后處理器
Bean后處理器負責處理容器中的所有Bean實例限嫌,而容器后處理器則負責處理容器本身。容器后處理器必須實現(xiàn)BeanFactoryPostProcessor接口侍筛,并實現(xiàn)該接口的一個方法postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactorybeanFactory)實現(xiàn)該方法的方法體就是對Spring容器進行的處理萤皂,這種處理可以對Spring容器進行自定義擴展,當然也可以對Spring容器不進行任何處理匣椰。
類似于BeanPostProcessor裆熙,ApplicationContext可自動檢測到容器中的容器后處理器,并且自動注冊容器后處理器禽笑。但若使用BeanFactory作為Spring容器入录,則必須手動調(diào)用該容器后處理器來處理BeanFactory容器。
Spring的“零配置”支持
搜索Bean類:
Spring提供如下幾個Annotation來標注SpringBean
@Component:標注一個普通的Spring Bean類
@Controller:標注一個控制器組件類
@Service:標注一個業(yè)務(wù)邏輯組件類
@Repository:標注一個DAO組件類
在Spring配置文件中做如下配置佳镜,指定自動掃描的包
使用@Resource配置依賴
@Resource位于javax.annotation包下僚稿,是來自JavaEE規(guī)范的一個Annotation,Spring直接借鑒了該Annotation蟀伸,通過使用該Annotation為目標Bean指定協(xié)作者Bean蚀同。使用@Resource與< property…/>元素的ref屬性有相同的效果。@Resource不僅可以修飾setter方法啊掏,也可以直接修飾實例變量蠢络,如果使用@Resource修飾實例變量將會更加簡單,此時Spring將會直接使用JavaEE規(guī)范的Field注入迟蜜,此時連setter方法都可以不要刹孔。
使用@PostConstruct和@PreDestroy定制生命周期行為
@PostConstruct和@PreDestroy同樣位于javax.annotation包下,也是來自JavaEE規(guī)范的兩個Annotation娜睛,Spring直接借鑒了它們髓霞,用于定制Spring容器中Bean的生命周期行為。它們都用于修飾方法畦戒,無須任何屬性方库。其中前者修飾的方法時Bean的初始化方法;而后者修飾的方法時Bean銷毀之前的方法障斋。
Spring4.0增強的自動裝配和精確裝配
Spring提供了@Autowired注解來指定自動裝配纵潦,@Autowired可以修飾setter方法、普通方法、實例變量和構(gòu)造器等酪穿。當使用@Autowired標注setter方法時凳干,默認采用byType自動裝配策略。在這種策略下被济,符合自動裝配類型的候選Bean實例常常有多個救赐,這個時候就可能引起異常,為了實現(xiàn)精確的自動裝配只磷,Spring提供了@Qualifier注解经磅,通過使用@Qualifier,允許根據(jù)Bean的id來執(zhí)行自動裝配钮追。
Spring的AOP
為什么需要AOP预厌?
AOP(Aspect Orient
Programming)也就是面向切面編程,作為面向?qū)ο缶幊痰囊环N補充元媚,已經(jīng)成為一種比較成熟的編程方式轧叽。其實AOP問世的時間并不太長,AOP和OOP互為補充刊棕,面向切面編程將程序運行過程分解成各個切面炭晒。
AOP專門用于處理系統(tǒng)中分布于各個模塊(不同方法)中的交叉關(guān)注點的問題,在JavaEE應用中甥角,常常通過AOP來處理一些具有橫切性質(zhì)的系統(tǒng)級服務(wù)网严,如事務(wù)管理、安全檢查嗤无、緩存震束、對象池管理等,AOP已經(jīng)成為一種非常常用的解決方案当犯。
使用AspectJ實現(xiàn)AOP
AspectJ是一個基于Java語言的AOP框架垢村,提供了強大的AOP功能,其他很多AOP框架都借鑒或采納其中的一些思想灶壶。其主要包括兩個部分:一個部分定義了如何表達肝断、定義AOP編程中的語法規(guī)范杈曲,通過這套語法規(guī)范驰凛,可以方便地用AOP來解決Java語言中存在的交叉關(guān)注點的問題;另一個部分是工具部分担扑,包括編譯恰响、調(diào)試工具等。
AOP實現(xiàn)可分為兩類
1.靜態(tài)AOP實現(xiàn):
AOP框架在編譯階段對程序進行修改涌献,即實現(xiàn)對目標類的增強胚宦,生成靜態(tài)的AOP代理類,以AspectJ為代表2.動態(tài)AOP實現(xiàn):
AOP框架在運行階段動態(tài)生成AOP代理,以實現(xiàn)對目標對象的增強枢劝,以Spring AOP為代表
一般來說井联,靜態(tài)AOP實現(xiàn)具有較好的性能,但需要使用特殊的編譯器您旁。動態(tài)AOP實現(xiàn)是純Java實現(xiàn)烙常,因此無須特殊的編譯器,但是通常性能略差鹤盒。
AOP的基本概念
關(guān)于面向切面編程的一些術(shù)語
切面(Aspect):切面用于組織多個Advice蚕脏,Advice放在切面中定義;
連接點(Joinpoint):程序執(zhí)行過程中明確的點侦锯,如方法的調(diào)用驼鞭,或者異常的拋出。在Spring
AOP中尺碰,連接點總是方法的調(diào)用挣棕;
增強處理(Advice):AOP框架在特定的切入點執(zhí)行的增強處理。處理有“around”亲桥、“before”和“after”等類型穴张;
切入點(Pointcut):可以插入增強處理的連接點。簡而言之两曼,當某個連接點滿足指定要求時皂甘,該連接點將被添加增強處理,該連接點也就變成了切入點Spring的AOP支持悼凑;
Spring中的AOP代理由Spring的IoC容器負責生成偿枕、管理,其依賴關(guān)系也由IoC容器負責管理户辫。為了在應用中使用@AspectJ支持渐夸,Spring需要添加三個庫:
aspectjweaver.jar
aspectjrt.jar
aopalliance.jar
并在Spring配置文件中做如下配置:
<aop:aspectj-autoproxy/>aspectj.lang.annotation.Aspect"/>context:component-scan
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