Java EE企業(yè)級框架技術及案例實戰(zhàn)-Spring+Spring MVC+MyBatis（微課版） 課件 第七章 Spring IOC

E6636BC20180234D78A0072836F0BA7012B9B20215E26B50ACD98F3EB1392B551B4EBF38216C3B0222692E0838460BEBE009217A41D02B111BBFC23A765E14D124F449AD6A2784D7348224B76F624F873694ECB77C9D5FC1A8B6E19E00602C88DA962B9CCE3第七章SpringIOC項目需求背景知識項目介紹經典問題強化本章小結0102030405-理解依賴注入的概念-理解IOC與DI的區(qū)別與聯系-掌握依賴注入的實現方式-了解SpringBean的常用屬性及其子元素-掌握實例化SpringBean的三種方式-掌握SpringBean的作用域-熟悉SpringBean的生命周期-掌握SpringBean的四種裝配方式0102030405060708E6636BC20180234D78A0072836F0BA7012B9B20215E26B50ACD98F3EB1392B551B4EBF38216C3B0222692E0838460BEBE009217A41D02B111BBFC23A765E14D124F449AD6A2784D7348224B76F624F873694ECB77C9D5FC1A8B6E19E00602C88DA962B9CCE3項目需求01功能描述1.1為滿足用戶需求，我們需要開發(fā)一個新建用戶的功能，在創(chuàng)建用戶時可以填寫相關信息，包括用戶名、密碼、聯系電話等。同時，還需要設置激活狀態(tài)，默認為開啟。當用戶創(chuàng)建完成后，處于激活狀態(tài)的用戶可以直接登錄系統(tǒng)。E6636BC20180234D78A0072836F0BA7012B9B20215E26B50ACD98F3EB1392B551B4EBF38216C3B0222692E0838460BEBE009217A41D02B111BBFC23A765E14D124F449AD6A2784D7348224B76F624F873694ECB77C9D5FC1A8B6E19E00602C88DA962B9CCE3背景知識02知識導圖2.1圖1

第7章知識導圖反射機制——反射機制概述2.2Java反射主要通過包java.lang.reflect.*來實現，它提供了一組類和接口用于在程序運行時獲取目標類、接口、字段、方法及構造方法等信息，并可以在程序運行時動態(tài)地創(chuàng)建、操作和銷毀它們。例如：反射機制——反射機制的優(yōu)點與缺點2.2優(yōu)點：（1）動態(tài)性：反射機制可以在程序運行時動態(tài)創(chuàng)建對象、調用方法和訪問屬性，提高程序的靈活性。（2）可擴展性：反射機制允許開發(fā)者在運行時加載任意類的任意版本，以實現程序的動態(tài)擴展和更新。（3）動態(tài)代理：反射機制可以使程序在運行時動態(tài)生成代理類，從而實現動態(tài)代理。（4）框架支持：反射機制為很多框架（例如Spring、Mybatis）的實現提供了技術基礎。缺點：（1）性能問題：反射需要在程序運行時動態(tài)對代碼進行分析和解析，因此通常比直接調用方法和訪問屬性要慢。（2）安全性問題：反射機制可以訪問類的私有成員，破壞了面向對象的封裝性，因此需要謹慎使用。（3）復雜性問題：Java反射機制的使用需要調用大量API，以致程序的可讀性和可維護性會受到影響。反射機制——反射機制在Spring中的運用2.2（1）依賴注入（DependencyInjection）：在Spring中，DI是通過反射機制實現的。Spring容器會掃描應用程序中的類，找到需要注入依賴的地方，并使用反射機制實例化需要注入的對象。（2）AOP（Aspect-OrientedProgramming）：Spring的AOP模塊使用反射機制來攔截方法調用，并在方法調用前、調用后或拋出異常時執(zhí)行特定操作。（3）動態(tài)代理（DynamicProxy）：Spring的AOP模塊還使用反射機制創(chuàng)建動態(tài)代理。動態(tài)代理是一種在運行時動態(tài)生成代理對象的機制，它通過實現特定的接口來代理原始對象的方法調用。Spring使用反射來創(chuàng)建這種代理，從而可以在運行時攔截和處理方法調用。（4）配置文件解析：Spring使用反射機制來解析XML或注解配置文件，并根據配置文件中的信息創(chuàng)建對應的對象。單例設計模式——單例模式概述2.3單例模式（SingletonPattern）是Java中最常用的創(chuàng)建型設計模式之一，它提供了一種創(chuàng)建對象的最佳方式，該模式涉及到一個單一的類，該類負責創(chuàng)建自己的對象，同時確保只有單個對象被創(chuàng)建。該類還提供了一種直接訪問其唯一對象的方式，而不需要實例化該類對象。

單例設計模式——單例模式的應用場景2.3（1）日志類：日志類可以使用單例模式實現，通常在應用程序的各個組件中提供全局日志的訪問點，這樣就無需在每次執(zhí)行日志操作時去創(chuàng)建日志對象。（2）配置類：配置類也可以設計為單例實現，例如應用程序的配置文件由一個單例對象進行統(tǒng)一管理，程序的其他組件就可以通過該對象讀取配置信息，從而簡化在復雜環(huán)境下的配置管理。（3）工廠類：可以將工廠對象的創(chuàng)建設計為單例模式，在全局狀態(tài)下始終只有一個工廠對象存在，從而避免高并發(fā)場景下唯一對象被實例化多次的情況。（4）以共享模式訪問資源的類：在實際開發(fā)中，某些需要共享訪問的資源也可以設計為單例模式。單例設計模式——餓漢式單例2.3餓漢式單例實現方式是在類加載的時候就創(chuàng)建實例，并將實例保存在一個靜態(tài)常量中。上述代碼中由于加入了static關鍵字，根據JVM特性，該類在加載時就會完成Singleton的實例化，從而保證后面的線程在訪問這個實例時得到的都是單例。但由于程序啟動時所有單例就被創(chuàng)建好了，因此當單例對象較多時會浪費一定的內存。單例設計模式——懶漢式單例2.3懶漢式單例是另外一種單例實現方式，它會延遲創(chuàng)建實例，直到調用者第一次訪問該實例時才會被創(chuàng)建。當程序執(zhí)行時如果有多個線程同時訪問getInstance()方法，由于此時instance實例為空，因此這些線程都會執(zhí)行instance=newSingleton2()代碼，從而導致多個實例被創(chuàng)建，以致出現線程不安全問題。為了解決這個問題，我們可以使用雙重檢測方式來創(chuàng)建單例。單例設計模式——雙重檢測2.3雙重檢測鎖定（Double-checkedlocking）是實際開發(fā)中最常用的一種單例實現方式，它通過加鎖的方式保證了線程安全性。當程序執(zhí)行時如果有多個線程同時訪問getInstance()方法，由于此時instance實例為空，因此這些線程都會執(zhí)行instance=newSingleton2()代碼，從而導致多個實例被創(chuàng)建，以致出現線程不安全問題。為了解決這個問題，我們可以使用雙重檢測方式來創(chuàng)建單例。

單例設計模式——優(yōu)缺點2.3優(yōu)點：（1）單例模式降低了系統(tǒng)中實例數量，提高了系統(tǒng)的可維護性。（2）單例模式創(chuàng)建出的唯一實例可以被其他對象復用和共享，提高了代碼的復用性。（3）由于單例模式只會創(chuàng)建一個實例，這樣可以減少不必要的資源消耗，例如在創(chuàng)建和銷毀對象時所需的資源與時間成本。缺點：（1）由于單例模式只有一個實例，如果該實例中的狀態(tài)被多個對象共享和修改，可能會導致對象狀態(tài)的不一致。（2）單例模式需要保證只有一個實例，因此在多線程環(huán)境下需要使用特殊的處理方式來保證實例的唯一性，這可能會導致代碼的復雜性增加。（3）由于單例模式的實例化過程是在類內部進行的，因此可能會影響系統(tǒng)的擴展性，特別是在需要擴展單例類時，可能會需要修改該類的代碼。

控制反轉與依賴注入的概念2.4在傳統(tǒng)模式下，當某個Java對象(調用者)需要調用另一個Java對象(被調用者，即被依賴對象)時，首先會通過“new被調用者”的方式來創(chuàng)建對象（如下圖所示），這種方式會導致調用者與被調用者之間的耦合度增加，不利于項目后期的擴展和維護。

控制反轉與依賴注入的概念2.4在使用Spring框架之后，對象的實例不再由調用者來創(chuàng)建，而是由Spring容器來創(chuàng)建，當調用者需要使用被調用者時直接從Spring容器中獲取就可以。這樣對象的控制權就由開發(fā)者的手動創(chuàng)建轉移到了Spring容器，控制權發(fā)生了反轉，這就是Spring的控制反轉。另外，從Spring容器的角度來看，在調用者需要使用被調用者時，Spring容器會將被調用者對象從容器中取出，并賦值給調用者的成員變量，這相當于為調用者注入了它所依賴的實例，這就是Spring的依賴注入。依賴注入的實現方式——屬性setter方法注入2.5屬性setter方法注入是指IOC容器使用setter方法注入被依賴的實例。通過調用無參構造器或無參靜態(tài)工廠方法實例化Bean后，調用該Bean的setter方法，即可實現基于setter方法的依賴注入。spring配置文件：appIicationContext.xmlUserServiceImpl.java依賴注入的實現方式——構造方法注入2.5構造方法注入是指loC容器使用構造方法注入被依賴的實例。此種方式通過調用帶參數的構造方法來實現，每個參數都代表一個依賴。UserServiceImpl.javaspring配置文件：appIicationContext.xmlSpringIOC容器2.52、ApplicationContextApplicationContext是BeanFactory的子接口，也被稱為應用上下文，它不僅包含了BeanFactory的所有功能，還添加了對國際化、資源訪問、事件傳播等方面的支持。與BeanFactory不同的是，ApplicationContext實例化后會自動對所有的單例Bean進行實例化并配置它們之間的依賴關系。由于ApplicationContext接口功能更為強大，因此在絕大多數場景下，都會使用ApplicationContext作為SpringIOC容器。ApplicationContext接口可以通過以下兩種方式完成實例化：（1）通過ClassPathXmlApplicationContext類完成實例化（推薦使用）ClassPathXmlApplicationContext類會從類路徑classPath中尋找并加載指定的XML配置文件，以完成ApplicationContext的實例化。SpringIOC容器2.5（2）通過FileSystemXmlApplicationContext類完成實例化。FileSystemXmlApplicationContext類會從指定的文件系統(tǒng)路徑（絕對路徑）中尋找并加載對應的XML配置文件，以完成ApplicationContext的實例化如果不指定絕對路徑，FileSystemXmlApplicationContext將嘗試在當前工作目錄中查找指定的配置文件。然而這種方式可能會導致程序的靈活性變差，因為當前工作目錄可能因環(huán)境變化而改變，從而導致無法正確找到配置文件。因此，推薦使用ClassPathXmlApplicationContext來從類路徑中加載配置文件，這樣可以確保配置文件始終可以被正確加載。SpringBean的配置及常用屬性2.6Spring的核心組成部分是IOC容器，它可以創(chuàng)建、存儲和管理SpringBean。為了使用IOC容器，開發(fā)者需要對Spring配置文件進行配置，其支持XML和Properties兩種格式的配置文件，其中XML格式最為常用，開發(fā)者可以通過編寫XML配置文件來注冊管理Bean之間的依賴關系。XML配置文件中，<bean>元素是最重要的元素之一，它用于描述一個Bean的定義和配置。屬性說明idBean的唯一標識符，通過id屬性來標識Bean的名稱。在Spring容器中，可以通過該名稱獲取對應的Bean實例。id屬性是必須屬性。classBean的類全名，用于告訴Spring容器該Bean的實現類是什么。在運行時，Spring容器會根據該類全名來創(chuàng)建Bean實例。class屬性是必須屬性。scopeBean的作用范圍，用于指定Bean的生命周期和可見范圍。常用的作用域有singleton、prototype、request、session、globalsession等。默認作用域是singleton（單例）。init-methodBean初始化時調用的方法。該方法必須是Bean實現類中的一個方法，并且不帶任何參數。destroy-methodBean銷毀時調用的方法。該方法必須是Bean實現類中的一個方法，并且不帶任何參數。lazy-init延遲加載，用于指定是否在第一次使用Bean時才進行實例化。如果將該屬性設置為true，表示該Bean將在第一次使用時才被實例化。autowire自動裝配模式，用于指定如何自動裝配該Bean的依賴。常用的自動裝配模式有byName、byType、constructor等。默認情況下，Spring不會自動裝配Bean的依賴。depends-on依賴的Bean名稱，用于指定該Bean依賴的其他Bean。如果該屬性存在，Spring會先創(chuàng)建指定的Bean，再創(chuàng)建當前Bean。factory-method工廠方法名稱，用于通過工廠方法來創(chuàng)建Bean。如果Bean的實例化過程比較復雜，可以使用工廠方法來創(chuàng)建Bean實例。factory-bean工廠Bean的名稱，用于指定使用哪個Bean作為工廠來創(chuàng)建Bean。如果Bean是由其他Bean創(chuàng)建的，可以使用該屬性來指定使用哪個Bean作為工廠。SpringBean的實例化2.7構造器實例化靜態(tài)工廠方式實例化實例工廠方式實例化SpringBean的實例化——構造器實例化2.7構造器實例化是指Spring容器通過Bean對應類中默認的無參構造方法來實例化Bean。如果類中包含含參的構造方法，則一定要顯示地聲明無參構造方法，否則會因為類中沒有無參數構造方法而報錯。User.javaspring配置文件：appIicationContext.xmlSpringBean的實例化——靜態(tài)工廠實例化2.7靜態(tài)工廠是實例化SpringBean的另一種方式，該方式要求創(chuàng)建一個靜態(tài)工廠方法來實現Bean的實例化。配置文件中<bean>元素的class屬性所指定的不再是Bean實例的實現類，而是靜態(tài)工廠類，同時還需要使用factory-method屬性來指定靜態(tài)工廠中創(chuàng)建Bean的方法。User.java添加含參構造方法創(chuàng)建靜態(tài)工廠StaticUserFactory類用來生成User類的對象在applicationContext.xml文件中通過靜態(tài)工廠方法來配置SpringBeanSpringBean的實例化——實例工廠實例化2.7此種方式的工廠類中，不再使用靜態(tài)方法創(chuàng)建Bean實例，而是直接創(chuàng)建Bean對象。同時在配置文件中，需要實例化的Bean也不是通過class屬性直接指向，而是通過factory-bean屬性指向配置的實例工廠，然后使用factory-method屬性確定使用工廠中的哪個方法。創(chuàng)建實例工廠類UserFactory在applicationContext.xml中配置實例工廠

SpringBean的作用域2.8SpringBean的作用域（Scope）是指Bean實例在應用中的生命周期和可見范圍。Spring容器提供多種不同的作用域，每種作用域都有不同的生命周期和可見范圍，開發(fā)者可以根據自己的需求選擇適合的作用域。在使用時只需在<beanscope=”...”>中指定具體的作用域即可作用域描述singleton（單例）Spring容器中只會創(chuàng)建一個Bean實例，所有請求該Bean的對象都會共享同一個實例。prototype（原型）每次請求Bean時，Spring容器都會創(chuàng)建一個新的Bean實例。每個請求都會獲得一個獨立的Bean實例。request（請求）每個HTTP請求都會創(chuàng)建一個新的Bean實例，該實例僅在當前請求的范圍內有效。不同的請求將獲得不同的Bean實例。session（會話）每個HTTP會話都會創(chuàng)建一個新的Bean實例，該實例僅在當前會話的范圍內有效。同一會話內的不同請求將共享同一個Bean實例。globalsession（全局會話）僅適用于基于portlet的Web應用，全局會話作用域僅在具有多個portlet的Web應用程序中才有意義。通常情況下，它與普通的HTTP會話作用域相同。

SpringBean的生命周期2.9Spring容器按照自身的方法（doCreateBean方法）將SpringBean的生命周期劃分為實例化、屬性賦值、初始化、銷毀等四個階段。

SpringBean的裝配方式2.10SpringBean的裝配可以理解為依賴關系注入，Bean的裝配方式即Bean依賴注入的方式。Spring容器支持多種形式的裝配方式，主要包括：基于XML的裝配基于JavaConfig配置bean基于注解的裝配自動裝配

SpringBean的裝配方式——基于XML的裝配2.10Spring提供兩種基于XML的裝配方式:設值注入和構造注入。在Spring實例化Bean的過程中，Spring首先會調用Bean的默認構造方法來實例化Bean對象，然后通過反射的方式調用setter方法來注入屬性值。因此，設值注入要求一個Bean必須滿足以下兩點要求：?Bean類必須提供一個默認的無參構造方法。?Bean類必須為需要注入的屬性提供對應的setter方法。使用設值注入時，需要在Spring配置文件中使用<bean>元素的子元素<property>來為每個屬性設置注入值。而使用構造注入時，需要使用<bean>元素的子元素<constructor-arg>來定義構造方法的參數，同時使用其value屬性(或子元素)設置該參數的值。示例：“第7章springIOC\代碼\07基于XML的裝配\spring_ioc”

SpringBean的裝配方式——基于JavaConfig配置bean2.10在Spring框架中，開發(fā)者還可以使用JavaConfig方式配置Bean。JavaConfig是從Spring3.0開始提供的一種配置Bean的方式，它使用Java代碼定義和配置Bean，以避免配置XML文件而帶來的繁瑣和復雜。JavaConfig的應用需要使用@Configuration注解標記一個Java配置類（可以替換applicationContext.xml），該類利用@Bean注解聲明SpringBean，被聲明的Bean會在Spring容器啟動時被自動創(chuàng)建并放入容器中，以供其它組件使用。示例：“第7章springIOC\代碼\08通過JavaConfig配置bean”

SpringBean的裝配方式——基于注解的裝配2.10為了進一步簡化SpringBean的裝配方式，踐行“約定大于配置”的思想，Spring還提供了基于注解的裝配方式。注解（Annotation）是在計算機程序中添加的一種元數據，用于為代碼元素（例如類、方法、變量等）提供補充說明或標記特定屬性或行為。它們以@符號開頭，通常放置在代碼元素的前面，以便在編譯時或運行時被解釋和處理。它是Java語言的一個強大特性，可以用于很多場景，如為代碼添加文檔、進行代碼檢查、指定依賴項、標記測試用例等。在Spring框架中，注解可以使開發(fā)者無需手動配置每個Bean之間的依賴關系，而是通過在類、字段、構造函數等位置添加特定的注解，Spring框架就可以自動掃描并創(chuàng)建和裝配Bean，從而避免手動編寫大量配置文件帶來的麻煩。

SpringBean的裝配方式——基于注解的裝配2.10注解作用@Autowired自動裝配Bean依賴@Component通用組件掃描注解@Controller聲明控制器類@Repository聲明數據訪問層類@Service聲明服務層類@Configuration定義配置類@Bean定義Bean對象@Value注入配置屬性值@Qualifier指定Bean名稱@Scope指定Bean作用域@PostConstruct在Bean初始化后執(zhí)行方法@PreDestroy在Bean銷毀前執(zhí)行方法@RequestMapping定義控制器請求映射@PathVariable獲取請求路徑中的參數@RequestParam獲取請求參數@ResponseBody響應請求結果@ResponseStatus定義響應狀態(tài)碼@ExceptionHandler處理控制器方法中的異常@Transactional聲明事務示例：“第7章springIOC\代碼\09基于注解的裝配\spring_ioc”

SpringBean的裝配方式——自動裝配2.10在Spring框架中，自動裝配（autowiring）是指將一個Bean自動注入到其他Bean的屬性中，以實現它們之間的依賴關系。Spring框架提供了多種自動裝配的方式，例如：在XML配置文件中，可以使用<bean>元素的autowire屬性來指定自動裝配的方式，如byName、byType等。在注解方式中，可以使用@Autowired、@Resource等注解來實現自動裝配。在JavaConfig配置中，可以使用@Configuration和@Bean注解來指定自動裝配的方式。自動裝配的好處在于它可以讓開發(fā)人員更加便捷地組合Bean，以減少手動配置的工作量，同時也避免因配置錯誤而引起的潛在問題。然而需要注意的是，在使用自動裝配時，應注意Bean的命名規(guī)范和類型匹配，以避免出現不必要的錯誤。

SpringBean的裝配方式——Spring自動裝配的方式2.10自動裝配方式特點byName根據依賴項的名稱進行自動裝配。需要依賴項的名稱和屬性名匹配。byType根據依賴項的類型進行自動裝配。如果容器中存在多個與屬性類型匹配的bean，則會拋出異常。constructor通過構造函數進行自動裝配。會根據構造函數參數的類型和名稱來匹配依賴項。autodetect默認方式，先嘗試按byType自動裝配，如果找不到再嘗試按byName自動裝配。需要注意的是，在使用byName和byType進行自動裝配時，需要在依賴項上添加@Autowired注解，而使用constructor自動裝配時，則不需要添加注解。此外，還可以使用@Qualifier注解來指定具體的依賴項名稱，以避免裝配時的歧義。E6636BC20180234D78A0072836F0BA7012B9B20215E26B50ACD98F3EB1392B551B4EBF38216C3B0222692E0838460BEBE009217A41D02B111BBFC23A765E14D124F449AD6A2784D7348224B76F624F873694ECB77C9D5FC1A8B6E19E00602C88DA962B9CCE3項目實現——用戶新建功能03項目整體結構3.1mapper目錄：該目錄下存放了DAO層實現，包含了UserMapper接口以及對應的UserMapper.xml文件，用于實現對用戶數據的增刪改查等操作。pojo目錄：該目錄下存放了實體類，主要有User用戶類，用于描述用戶的各個屬性。service目錄：該目錄下包含了業(yè)務層接口及其實現類，分別為IUserService和IUserServiceImpl，用于定義和實現與用戶相關的業(yè)務邏輯。resources目錄：該目錄下包含了配置文件，這里包含了MyBatis和Spring的配置文件，用于配置數據庫連接、Mapper掃描等相關信息。test目錄：該目錄下包含了DAO層和Service層的測試類，這些測試類都繼承了BaseTest類，用于測試相關類的正確性和可靠性。pom.xml：是Maven項目的核心配置文件，用于管理項目所需的依賴包和其他配置信息項目實現步驟3.2導入項目依賴包創(chuàng)建User類配置MybatisSpring整合Mybatis配置業(yè)務層Springbean的包掃描路徑數據訪問接口層（Dao）接口及實現業(yè)務層（Service）接口及實現測試類編寫E6636BC20180234D78A0072836F0BA7012B9B20215E26B50ACD98F3EB1392B551B4EBF38216C3B0222692E0838460BEBE009217A41D02B111BBFC23A765E14D124F449AD6A2784D7348224B76F624F873694ECB77C9D5FC1A8B6E19E00602C88DA962B9CCE3經典問題強化04經典問題強化4.11、哪種依賴注入方式建議使用，是構造器注入，還是Setter方法注入？對于選擇使用哪種依賴注入方式，可以根據具體的需求和場景進行選擇。一般來說，如果依賴項是必需的，或者對于一個對象只需要進行一次性注入，那么構造方法注入可能是更好的選擇。如果依賴項是可選的，或者需要在對象實例化后動態(tài)更改依賴項，那么Setter方法注入可能更合適。同時，也可以混合使用兩種方式來實現依賴注入，以達到更好的靈活性和可維護性。經典問題強化4.12、Spring框架中的單例Bean是線程安全的么？在Spring框架中，單例Bean是線程安全的，這是因為Spring容器會為每個單例Bean創(chuàng)建