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Java框架 —— Spring简介_spring框架介绍

suiw9 2025-02-19 13:53 24 浏览 0 评论

简介

? 一般来说,Spring指的是SpringFramework,它提供了很多功能,例如:控制反转(IOC)、依赖注入

(DI)、切面编程(AOP)、事务管理(TX)

主要 jar 包

  • org.springframework.core:Spring的核心工具包,其他包依赖此包
  • org.springframework.beans:所有应用都用到,包含访问配置文件,创建和管理bean等
  • org.springframework.aop:Spring的面向切面编程,提供AOP的实现
  • org.springframework.context: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(邮件服务、任务调度、JNDI定位、EJB集成、远程访问、缓存等)
  • org.springframework.web.mvc:包含SpringMVC应用开发时所需的核心类
  • org.springframework.transaction:为JDBC、Hibernate、JPA提供一致的声明式和编程式事务管理
  • org.springframework.web:包含web应用开发时,用到的Spring框架时所需的核心类
  • org.springframework.aspect:Spring提供的对Aspect框架的整合
  • org.springframework.test:对JUNIT等测试框架的简单封装
  • org.springframework.context.support:Spring context的扩展支持,用于MVC方面
  • org.springframework.expression:Spring表达式语言
  • org.springframework.jdbc:对JDBC的简单封装
  • org.springframework.web.servlet:对J2EE6.0 servlet3.0的支持

IOC(控制反转)

组件和组件管理

?整个项目由各种组件搭建而成

在Spring中,组件交给Spring容器进行管理,代替程序员之前new对象的操作,控制对象的创建,管理对象的生命周期

优势

  • 降低了组件之间的耦合性:Spring IoC容器通过依赖注入机制,将组件之间的依赖关系削弱,减少了程序组件之间的耦合性
  • 提高了代码的可重用性和可维护性:将组件的实例化过程、依赖关系的管理等功能交给Spring IoC容器处理,使得组件代码更加模块化、可重用、更易于维护。
  • 方便了配置和管理:Spring IoC容器通过XML文件或者注解,轻松的对组件进行配置和管理,使得组件的切换、替换等操作更加的方便和快捷

容器管理配置方式

  • XML配置文件:在XML文件中定义Bean及其依赖关系、Bean的作用域等信息,让Spring IoC容器来管理Bean之间的依赖关系
  • 注解方式配置:通过在Bean类上使用注解来代替XML配置文件中的配置信息。通过在Bean类上加上相应的注解(如@Component, @Service, @Autowired等),将Bean注册到Spring IoC容器中
  • Java配置类配置:通过Java类来定义Bean、Bean之间的依赖关系和配置信息,通过@Configuration、@Bean等注解来实现Bean和依赖关系的配置

实例化方式

  • 构造器实例化
    • 在配置文件中定义bean(对应bean中要有空参构造)
    • 编写构造器
    • 获取实例化对象
    • public void test1(){ ClassPathXmlApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("spring.xml"); UserService userService = context.getBean(UserService.class); }
  • 静态工厂实例化
  • 实例化工厂实例化

Spring Bean

指被Spring容器管理的对象

将一个类声明为Bean的注解

  • @Component:通用的注解,可标记任何类为Spring组件
  • @Service:对应服务层,主要涉及一些复杂的逻辑
  • @Repository:对应持久层,主要用于数据库相关操作
  • @Controller:对应SpringMVC控制层,主要用于接收用户请求,并调用Service层,返回数据给前端
  • @Component@Bean
  • @Component 作用于类,@Bean作用于方法
  • @Bean 比 @Component 的自定义性更强,有些地方只能用 @Bean 注解来注册bean,如:当我们需要引用第三方库中的类,需要装配到Spring容器中时,只能通过 @Bean 注解实现

Bean 的作用域

  • singleton:容器中只有唯一的bean实例,Spring中bean默认都是单例的(默认)
  • prototype:每次获取bean时都会创建一个新的bean实例
  • request(仅web应用可用):每次http请求都会产生一个新的bean,仅在该HTTP Request内生效
  • session(仅web应用可用):每一次来自新 session 的 HTTP 请求都会产生一个新的 bean,仅在当前 HTTP session 内有效

Bean 的生命周期

?实例化 -> 属性赋值 -> 初始化 -> 销毁

?在实例化阶段,Spring容器通过反射机制创建Bean,然后进行依赖注入,如果Bean实现了BeanNameAware等接口,容器会调用相应方法

?在初始化阶段,BeanPostProcessor会在前后进行拦截处理,最后调用初始化方法,例如@PostConstructafterPropertiesSet

?销毁时则会调用DisposeableBean.destory()或自定义的销毁方法

DI(依赖注入)

在组件之间传递依赖关系的过程中,将依赖关系放入容器内部进行处理,降低依赖关系,实现了对象间的解耦合

实现方式

  1. 通过构造器注入(对应类中必须有对应的构造函数)
  2. 通过setter方法注入
  3. 通过字段注入
  4. 通过字段注入,也就是通过注解进行注入(@Autowired@Resource

?@Autowired 和 @Resource 的区别

  • @Autowired是 Spring 提供的注解,默认的注入方式是按照类型进行匹配,也就是说会优先通过接口类型去匹配并注入bean,当接口存在多个实现类时,byType这种方式就无法正确注入对象了,可以通过结合@Qualifier注解来显式指定名称
  • @Resource是JDK提供的注解,默认注入方式是按照名称进行匹配,如果无法通过名称匹配到对应的bean,就会按照类型来匹配
  • @Autowired支持在构造方法、方法、字段、参数上使用,@Resource用于字段和方法上的使用,不支持在构造方法和参数使用

AOP(面向切面编程)

横向编程,在不改变核心业务逻辑的情况下,对一些功能进行增强(常用在日志管理、权限控制、事务处理、安全控制)

Spring AOP的底层原理

基于JDK的动态代理实现、基于cglib的字节码生成实现

?AOP 的底层是两种动态代理都有,默认情况下,如果目标类实现了一个或多个接口,AOP自动采用的是JDK动态代理进行增强,如果目标类没有实现接口,AOP采用cglib字节码生成的方式来增强,当然,也可用强制使用cglib字节码生成的方式进行增强,这样就不用考虑目标类是否实现了接口

基本概念

  • join point(连接点):目标类中的所有方法
  • pointcut(切点):对哪些方法进行拦截
  • advice(通知):拦截到方法要干什么
  • aspect(切面):通知和切点的结合
  • target(目标):被代理的目标对象

Spring AOP 和AspectJ AOP

?Spring AOP属于运行时增强,AspectJAOP属于编译时增强,SpringAOP是基于代理,AspectJAOP是基于字节码操作,切面比较少时,没有太大区别,切面较多时,建议使用AspectJAOP

通知类型

  • 前置通知:在被代理的目标方法前执行
  • 后置通知:在被代理的目标方法最终结束后执行
  • 环绕通知:使用try...catch...finally结构围绕整个被代理的目标方法,包括上面四种通知对应的所有位置
  • 异常通知:在被代理的目标方法异常结束后执行
  • 返回通知:在被代理的目标方法成功结束后执行

可以通过XML配置或者注解的方式实现

实现

  1. 导包(添加依赖)
  2. 通过注解或者XML配置
  3. // 通过注解方式 // @Aspect表示这个类是一个切面类 @Aspect // @Component注解保证这个切面类能够放入IOC容器 @Component public class LogAspect { // @Before注解:声明当前方法是前置通知方法 // value属性:指定切入点表达式,由切入点表达式控制当前通知方法要作用在哪一个目标方法上 @Before(value = "execution(public int com.atguigu.proxy.CalculatorPureImpl.add(int,int))") public void printLogBeforeCore() { System.out.println("[AOP前置通知] 方法开始了"); } @AfterReturning(value = "execution(public int com.atguigu.proxy.CalculatorPureImpl.add(int,int))") public void printLogAfterSuccess() { System.out.println("[AOP返回通知] 方法成功返回了"); } @AfterThrowing(value = "execution(public int com.atguigu.proxy.CalculatorPureImpl.add(int,int))") public void printLogAfterException() { System.out.println("[AOP异常通知] 方法抛异常了"); } @After(value = "execution(public int com.atguigu.proxy.CalculatorPureImpl.add(int,int))") public void printLogFinallyEnd() { System.out.println("[AOP后置通知] 方法最终结束了"); } }
  4. 开启aspectj注解支持

TX(事务)

一系列动作中,只要有一个出现问题,所有动作全部回滚到事务开始的状态,避免了数据不一致导致的错误

对应依赖

  • spring-tx:包含声明式事务实现的基本规范(事务管理器规范接口和事务增强等等)
  • spring-jdbc:包含DataSource方式事务管理器实现类DataSourceTransactionManager
  • spring-orm:包含其他持久层框架的事务管理器实现类例如:Hibernate/Jpa等

底层原理

?对事务的操作本来是由数据库进行的,但是为了方便用户进行业务逻辑的控制,Spring对事务进行了扩展实现; 在Spring中,事务是通过AOP代理实现的,对被代理对象的每个方法进行拦截,在方法执行前启动事务,在方法执行完成后根据是否有异常及异常的类型进行提交或回滚。

核心接口:
PlatFormTransactionManager

编程式事务和声明式事务

  • 编程式事务:在代码中硬编码,通过TransactionTemplate或者TransactionManager手动管理事务
  • 声明式事务:在XML文件中进行配置或通过注解实现

四个特性

  • 原子性:事务包含的所有数据库操作,要么全部成功,要么失败全部回滚
  • 一致性:事务必须使数据库从一个一致性状态转换为另一个一致性状态
  • 持久性:事务一旦提交,对数据的改变是永久性的
  • 隔离性:当多个用户并发访问数据库时,多个并发事务之间要相互隔离,不被其他事务操作所干扰

事务属性

只读(readonly)

对一个查询操作来说,如果我们把它设置成只读,就能够明确告诉数据库,这个操作不涉及写操作。

// readOnly = true把当前事务设置为只读 默认是false!
@Transactional(readOnly = true)

超时(timeout)

事务在执行过程中,有可能因为遇到某些问题,导致程序卡住,从而长时间占用数据库资源。设置超时属性,超时回滚,释放资源

@Service
public class StudentService {

    @Autowired
    private StudentDao studentDao;

    /**
     * timeout设置事务超时时间,单位秒! 默认: -1 永不超时,不限制事务时间!
     */
    @Transactional(readOnly = false,timeout = 3)
    public void changeInfo(){
        studentDao.updateAgeById(100,1);
        //休眠4秒,等待方法超时!
        try {
            Thread.sleep(4000);
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
        studentDao.updateNameById("test1",1);
    }
}

事务异常(rollbackFor)

默认只针对运行时异常,编译时异常不回滚

  • 设置回滚异常(rollbackFor)
  • /** * timeout设置事务超时时间,单位秒! 默认: -1 永不超时,不限制事务时间! * rollbackFor = 指定哪些异常才会回滚,默认是 RuntimeException and Error 异常方可回滚! * noRollbackFor = 指定哪些异常不会回滚, 默认没有指定,如果指定,应该在rollbackFor的范围内! */ @Transactional(readOnly = false,timeout = 3,rollbackFor = Exception.class) public void changeInfo() throws FileNotFoundException { studentDao.updateAgeById(100,1); //主动抛出一个检查异常,测试! 发现不会回滚,因为不在rollbackFor的默认范围内! new FileInputStream("xxxx"); studentDao.updateNameById("test1",1); }
  • 设置不回滚的异常(norollbackFor)
  • @Service public class StudentService { @Autowired private StudentDao studentDao; /** * timeout设置事务超时时间,单位秒! 默认: -1 永不超时,不限制事务时间! * rollbackFor = 指定哪些异常才会回滚,默认是 RuntimeException and Error 异常方可回滚! * noRollbackFor = 指定哪些异常不会回滚, 默认没有指定,如果指定,应该在rollbackFor的范围内! */ @Transactional(readOnly = false,timeout = 3,rollbackFor = Exception.class,noRollbackFor = FileNotFoundException.class) public void changeInfo() throws FileNotFoundException { studentDao.updateAgeById(100,1); //主动抛出一个检查异常,测试! 发现不会回滚,因为不在rollbackFor的默认范围内! new FileInputStream("xxxx"); studentDao.updateNameById("test1",1); } }

事务隔离级别

  • 读未提交:事务可以读取未被提交的数据,容易产生脏读、不可重复读和幻读等问题。实现简单但不太安全,一般不用。
  • 读已提交:事务只能读取已经提交的数据,可以避免脏读问题,但可能引发不可重复读和幻读。
  • 可重复读:在一个事务中,相同的查询将返回相同的结果集,不管其他事务对数据做了什么修改。可以避免脏读和不可重复读,但仍有幻读的问题。
  • 可串行化:最高的隔离级别,完全禁止了并发,只允许一个事务执行完毕之后才能执行另一个事务。可以避免以上所有问题,但效率较低,不适用于高并发场景。

?隔离级别的设置(isolation)

@Service
public class StudentService {

    @Autowired
    private StudentDao studentDao;

    /**
     * timeout设置事务超时时间,单位秒! 默认: -1 永不超时,不限制事务时间!
     * rollbackFor = 指定哪些异常才会回滚,默认是 RuntimeException and Error 异常方可回滚!
     * noRollbackFor = 指定哪些异常不会回滚, 默认没有指定,如果指定,应该在rollbackFor的范围内!
     * isolation = 设置事务的隔离级别,mysql默认是repeatable read!
     */
    @Transactional(readOnly = false,
                   timeout = 3,
                   rollbackFor = Exception.class,
                   noRollbackFor = FileNotFoundException.class,
                   isolation = Isolation.REPEATABLE_READ)
    public void changeInfo() throws FileNotFoundException {
        studentDao.updateAgeById(100,1);
        //主动抛出一个检查异常,测试! 发现不会回滚,因为不在rollbackFor的默认范围内!
        new FileInputStream("xxxx");
        studentDao.updateNameById("test1",1);
    }
}

事务传播行为

  • REQUIRED:如果存在一个事务,则支持当前事务,不存在,则创建一个新事务
  • REQUIRED_NEW:开启一个新事务,如果已存在事务,则挂起当前事务
  • SUPPORTS:如果当前存在事务,则支持当前事务,不存在,则以非事务的方式执行
  • NOT_SUPPORTED:总是以非事务的方式执行,并挂起任何已存在的事务
  • NAVER:总是以非事务的方式执行,若已存在事务,则抛出异常
  • NESTED:如果一个事务已存在,则运行在一个嵌套事务中
  • MANDATORY:如果已存在事务,则支持当前事务,如果不存在,则抛出异常


?通过XML进行配置


    
        
    

    
        

            

            

            
        
    

?通过注解实现

@Transactional(rollbackFor = Exception.class,propagation = Propagation.NESTED)
@Override
public void updateBook() {
    bookMapper.updateBook();
}

懒加载

? 默认为false,Spring会在容器初始化时,解析XML或注解,创建配置为单例的Bean并放入map中,懒加载可以使bean在被调用时才被创建(只对单例的生效,因为多例的bean本来就是在被调用时才会创建)

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