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Spring 框架分析

1.Spring 概述

1.1 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
  @Transactional
  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。
• 源码是经典的 Java 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。

1.2 Spring 的核心结构

Spring是⼀个分层⾮常清晰并且依赖关系、职责定位⾮常明确的轻量级框架，主要包括⼏个⼤模块：数据处理模块、Web模块、AOP（Aspect Oriented Programming）/Aspects模块、Core Container模块和 Test 模块，如下图所示，Spring依靠这些基本模块，实现了⼀个令⼈愉悦的融合了现有解决⽅案的零侵⼊的轻量级框架。

• Spring核⼼容器（Core Container） 容器是Spring框架最核⼼的部分，它管理着Spring应⽤中bean的创建、配置和管理。在该模块中，包括了Spring bean⼯⼚，它为Spring提供了DI的功能。基于bean⼯⼚，我们还会发现有多种Spring应⽤上下⽂的实现。所有的Spring模块都构建于核⼼容器之上。
• ⾯向切⾯编程（AOP）/Aspects Spring对⾯向切⾯编程提供了丰富的⽀持。这个模块是Spring应⽤系统中开发切⾯的基础，与DI⼀样，AOP可以帮助应⽤对象解耦。
• 数据访问与集成（Data Access/Integration）
  Spring的JDBC和DAO模块封装了⼤量样板代码，这样可以使得数据库代码变得简洁，也可以更专注于我们的业务，还可以避免数据库资源释放失败⽽引起的问题。 另外，Spring AOP为数据访问提供了事务管理服务，同时Spring还对ORM进⾏了集成，如Hibernate、MyBatis等。该模块由JDBC、Transactions、ORM、OXM 和 JMS 等模块组成。
• Web 该模块提供了SpringMVC框架给Web应⽤，还提供了多种构建和其它应⽤交互的远程调⽤⽅案。 SpringMVC框架在Web层提升了应⽤的松耦合⽔平。
• Test 为了使得开发者能够很⽅便的进⾏测试，Spring提供了测试模块以致⼒于Spring应⽤的测试。 通过该模块，Spring为使⽤Servlet、JNDI等编写单元测试提供了⼀系列的mock对象实现。

2.核心思想

2.1什么是IOC?

IOC:Inversion Of Control (控制反转/反转控制),注意IOC描述的是一个技术思想，并非具体实现。
IOC描述的事情是 面向对象语言开发领域 对象的创建，管理的问题。
传统开发方式：比如类A依赖于类B，我们会在类A中new一个类B的对象。
IOC思想下开发方式：我们不用再代码中去new对象了，而是引入一个IOC容器(Spring 框架实现)，由这个IOC框架来帮助我们去实例化并且管理对象，当类A需要使用类B对象的时候，由IOC容器将这个B对象注入到A对象中。
为什么称作控制反转？
控制：指的是对象创建（实例化，管理）的权利
反转：控制权不在我们手中，而是交给IOC容器了。

2.2 IOC解决了什么问题？

解决对象之间的耦合度过高的问题

2.3 IOC和DI(Dependancy Injection)的区别

IOC和DI其实描述的都是同一件事情(对象的实例化，管理，依赖关系维护)，只是角度不一样罢了。
IOC是站在对象的角度，对象的实例化，管理，依赖关系维护反转给了IOC容器。
DI是站在容器的角度，容器会把对象依赖的其他对象注入。

2.4 什么是AOP？

AOP:Aspect Oriented Programming 面向切面编程

AOP是OOP（Object Oriented Programming）的延续，从OOP先说起.

OOP三大特征：封装，继承，多态。

以上图为例，可以看出OOP是一种垂直纵向的继承体系。OOP编程思想可以解决绝大多数的代码重复的问题，但是有一些情况是处理不了的。比如在下图的顶级父类Animal中的多个方法中的相同位置出现了重复代码，OOP就无法解决。

横切逻辑代码：在多个顺序流程中出现的相同子代码流程，我们称之为横切逻辑代码。

比入上图的性能监控。

横切逻辑代码的使用场景比较有限：一般是事务控制，权限校验，日志。

横切逻辑代码存在的问题：

• 横切逻辑代码重复的问题。
• 横切逻辑代码与业务代码混杂在一起，维护非常不方便。

此时AOP出场，AOP思想提出横向抽取机制，将横切逻辑代码和业务代码进行拆分。如下图

代码拆分是很容易的，但是如何在不改变原有业务逻辑的条件下，实现将横切逻辑代码织入到业务逻辑代码中，达到和未拆分前一致的效果，这个是比较难的。后面我们会在分析源码时继续探讨Spring是如何优雅实现AOP的。

2.5 AOP解决了什么问题？

解决在不改变原有业务逻辑的条件下，实现将横切逻辑代码织入到业务逻辑代码中，在根本上解耦合，避免了横切逻辑代码重复。

2.6 为什么叫做面向切面编程？

将切面二字拆开理解：
切：指的是横切逻辑。
面：被横切逻辑代码影响的往往是多个方法的多个连接点，多点成线，线再组成面。

3.Spring IOC应用

3.1 Spring IOC基础

Spring实现IOC的配置有三种情形：

1.纯XML:

bean信息的定义和依赖全部配置在xml中

2.XML+注解:

部分bean(通常是引入第三方jar包的bean并将其加入到IOC容器)使用xml定义，部分bean(通常是SpringBean)使用注解

3.纯注解模式：

所有的bean都用注解来定义。

通常实际开发中，使用较多的是2和3.
以上3种场景下，对应JAVASE和JAVAWEB应用启动IOC容器时需要使用不同的容器类。

3.2 BeanFactory 和 ApplicationContext的区别

BeanFactory是Spring框架中IOC容器的顶层接口，也称之为基础容器，它只用来定义一些容器的基础功能，定义一些基础规范。

而ApplicationContext 是BeanFactory的子接口，也称之为高级容器，它具备BeanFactory 定义的全部功能，比如说国际化支持和资源访问等等。

3.3 启动IOC容器方式

启动IOC容器的方式:
Java环境下启动IoC容器
ClassPathXmlApplicationContext：从类的根路径下加载配置⽂件（推荐使⽤）
FileSystemXmlApplicationContext：从磁盘路径上加载配置⽂件
AnnotationConfigApplicationContext：纯注解模式下启动Spring容器

Web环境下启动IoC容器
从xml启动容器

<!DOCTYPE web-app PUBLIC
"-//Sun Microsystems, Inc.//DTD Web Application 2.3//EN"
"http://java.sun.com/dtd/web-app_2_3.dtd" >
<web-app>
 <display-name>Archetype Created Web Application</display-name>
 <!--配置Spring ioc容器的配置⽂件-->
 <context-param>
 <param-name>contextConfigLocation</param-name>
 <param-value>classpath:applicationContext.xml</param-value>
 </context-param>
 <!--使⽤监听器启动Spring的IOC容器-->
 <listener>
 <listenerclass>org.springframework.web.context.ContextLoaderListener</listenerclass>
 </listener>
</web-app

从配置类启动容器

<!DOCTYPE web-app PUBLIC
"-//Sun Microsystems, Inc.//DTD Web Application 2.3//EN"
"http://java.sun.com/dtd/web-app_2_3.dtd" >
<web-app>
 <display-name>Archetype Created Web Application</display-name>
 <!--告诉ContextloaderListener知道我们使⽤注解的⽅式启动ioc容器-->
 <context-param>
 <param-name>contextClass</param-name>
 <paramvalue>org.springframework.web.context.support.AnnotationConfigWebAppli
cationContext</param-value>
 </context-param>

 <!--配置启动类的全限定类名-->
 <context-param>
 <param-name>contextConfigLocation</param-name>
 <param-value>com.lagou.edu.SpringConfig</param-value>
 </context-param>
 <!--使⽤监听器启动Spring的IOC容器-->
 <listener>
 <listenerclass>org.springframework.web.context.ContextLoaderListener</listenerclass>
 </listener>
</web-app>

3.4 Spring实例化bean的方式

spring实例化bean的四种方式:

• 使用构造器实例化Bean
  无参构造



• 有参构造



• 使用静态工厂方式实例化Bean



• 
  



• 使用实例工厂方法实例化Bean



• 
  



• 使用setter 方式

3.5 Bean的作用域及生命周期

下图是Spring 官方对框架支持的bean作用域介绍：

需要注意的是，Spring框架在默认配置下创建的bean对象都是singleton(单例)。

• singleton 单例模式，spring IOC容器中仅存在一个，容器初始化时就会加载(懒加载除外)。
• prototype 原型模式，也叫作多例模式。每次从容器中请求bean时，都会返回一个新的实例。容器初始化时不会加载，只有在请求容器时才会创建。
• 剩下4种都是应用于WebApplicationContext环境。
• 
  

根据经验，对有状态的bean应该使用prototype作用域，而对无状态的bean则应该使用singleton作用域。

生命周期：

• 单例模式：singleton
  对象出生：当容器创建时，对象就被创建了(除懒加载)
  对象生存:只有容器存在时，对象一直存在。
  对象死亡：当销毁容器时，对象也被销毁。
  一句话概括：单例模式对象的bean生命周期与容器相同。
• 多例模式：prototype
  对象出生：当使用对象时，创建新的对象实例。
  对象生存:只有对象在使用中，对象一直存在。
  对象死亡：当对象长时间不用时，对象也被GC回收。
  一句话概括：多例模式对象的bean对象，spring只负责创建，不负责销毁。