java基础知识⑤：设计模式Spring框架及其相关模块（一）
目录
具体知识点如下：
一、Spring相关知识点
问题：什么是Spring？
Spring框架是一个轻量级的、开源的框架，它为开发Java应用程序提供了全面的基础设施支持。Spring框架的核心特性包括依赖注入、面向切面编程、模块化、事务管理、以及对各种应用层开发的支持。Spring框架的目标是提供一种简单的方法来创建松散耦合的应用程序，同时提供高度的可测试性和可维护性。
1??Spring框架的核心特性
🚩依赖注入（DI）、控制反转（IoC）
💡依赖注入（DI）
依赖注入（DI）是Spring框架的一个核心特性，它通过控制反转（IoC）实现，用于管理组件之间的依赖关系。在依赖注入中，通过配置文件或注解的方式来描述对象之间的依赖关系，Spring容器负责创建、管理、注入这些依赖关系。这种方式大大降低了对象之间的耦合度，使得代码更加灵活、可测试和可维护。
在Spring框架中，我们可以通过两种方式来实现依赖注入：构造函数注入和属性注入。
- 构造函数注入： 构造函数注入是通过构造函数来传递依赖的方式。在Spring中，我们可以通过构造函数中的参数来传递依赖对象，Spring容器会在创建Bean的时候自动注入依赖对象。下面是一个示例：
public class ExampleService {
private final DependencyService dependency;
public ExampleService(DependencyService dependency) {
this.dependency = dependency;
}
// other methods
}在上面的示例中，ExampleService类的构造函数接收DependencyService类型的参数，并将其赋值给成员变量dependency。
- 属性注入： 属性注入是通过将依赖对象作为Bean的属性来进行注入。在Spring中，我们可以通过注解或XML配置来声明和注入依赖对象。下面是一个示例：
使用注解方式：
public class ExampleService {
@Autowired
private DependencyService dependency;
// other methods
}使用XML配置方式：
<bean id="exampleService" class="com.example.ExampleService">
<property name="dependency" ref="dependencyService"/>
</bean>
<bean id="dependencyService" class="com.example.DependencyService"/>在上面的示例中，我们使用了@Autowired注解和标签来对ExampleService类的dependency属性进行注入。
当使用依赖注入时，Spring框架会负责管理依赖对象的生命周期、创建和注入到相应的位置，开发者无需手动管理依赖的创建和传递。这种方式使得应用程序更加灵活和可扩展，因为我们可以通过配置来指定依赖对象的实现，而不需要修改代码本身。这样一来，我们可以非常方便地进行单元测试或者切换不同的依赖实现。
除了构造函数注入和属性注入之外，Spring还提供了另外一种依赖注入的方式，即方法注入。
方法注入允许我们在Bean的方法中接受依赖对象作为参数，从而实现对依赖对象的注入。这种方式常用于一些特定场景，比如实现回调函数或者动态参数初始化等。在Spring中，我们可以使用@Autowired注解或者标签来实现方法注入。下面是一个示例：
使用@Autowired注解：
public class ExampleService {
private DependencyService dependency;
@Autowired
public void setDependency(DependencyService dependency) {
this.dependency = dependency;
}
// other methods
}使用标签：
<bean id="exampleService" class="com.example.ExampleService">
<lookup-method name="getDependency" bean="dependencyService"/>
</bean>
<bean id="dependencyService" class="com.example.DependencyService"/>在上面的示例中，我们使用了@Autowired注解和标签来实现方法注入，实现了对依赖对象的动态注入。
此外，Spring还提供了JSR-330规范中定义的@Inject注解来进行依赖注入，它与@Autowired类似，用于标识依赖注入的位置。使用@Inject注解进行依赖注入的方式与@Autowired类似，可以用于构造函数、属性和方法的注入。
总结一下，它通过控制反转的方式来管理组件之间的依赖关系，使得代码更加灵活、易测试和易维护。开发者可以通过构造函数注入或属性注入的方式来实现依赖注入，从而解耦应用程序中的各个组件。
💡控制反转（IoC）
?
?
1. 什么是控制反转（IoC）？
控制反转（Inversion of Control，IoC），是一种软件设计思想，它将传统的程序控制流程反转了过来。传统的程序控制流程是由程序员编写代码来控制的，而在IoC容器下，程序的控制流程转移给了框架或容器。在Java中，Spring框架是一个典型的IoC容器，它负责管理和控制程序中的对象生命周期和依赖关系。
2. IoC的原理
IoC的核心原理是通过依赖注入（Dependency Injection，DI）来解决对象之间的依赖关系。在传统的程序中，对象之间的依赖关系由程序员在代码中显式地创建和管理。而在IoC容器中，程序员只需要定义好对象之间的依赖关系，由IoC容器负责实例化和管理对象，然后将依赖关系注入到对象中。
3. Spring框架实现IoC的方式
Spring框架实现IoC主要依靠以下两种方式：
3.1 XML配置
通过在XML配置文件中定义Bean的配置信息和对象之间的依赖关系，Spring容器可以根据配置文件来实例化和管理对象，然后将依赖关系注入到对象中。以下是一个简单的XML配置示例：
<beans>
<bean id="userService" class="com.example.UserService">
<property name="userDao" ref="userDao"/>
</bean>
<bean id="userDao" class="com.example.UserDaoImpl"/>
</beans>3.2 注解方式
除了XML配置外，Spring框架还支持使用注解来实现IoC。通过在Java类中使用注解来标识Bean和依赖关系，Spring容器可以根据注解来实例化和管理对象，然后自动注入依赖关系。以下是一个使用注解的示例：
@Component
public class UserService {
@Autowired
private UserDao userDao;
// 省略其他代码
}4. Spring容器
Spring框架的IoC容器负责管理和控制程序中的对象生命周期和依赖关系。Spring容器主要包括两种类型：BeanFactory和ApplicationContext。
4.1 BeanFactory
BeanFactory是Spring框架中最基本的IoC容器，它负责管理和控制Bean对象的生命周期和依赖关系。在BeanFactory中，Bean的实例化是懒加载的，即在第一次被请求时才会被实例化。BeanFactory的实现类有XmlBeanFactory和DefaultListableBeanFactory等。
4.2 ApplicationContext
ApplicationContext是BeanFactory的扩展，它在BeanFactory的基础上添加了更多的功能，例如国际化支持、资源加载、事件传播等。ApplicationContext是Spring中推荐使用的IoC容器，它提供了更多的功能和便利性。ApplicationContext的实现类有ClassPathXmlApplicationContext和AnnotationConfigApplicationContext等。
5. Bean的生命周期
在Spring框架中，Bean的生命周期包括初始化、依赖注入、使用和销毁等阶段。Spring容器负责管理Bean的生命周期，开发人员可以通过Bean的生命周期回调方法来定制Bean的行为。
5.1 Bean的初始化
Bean的初始化阶段包括实例化、依赖注入和初始化方法的调用等。在XML配置中通常使用<bean>元素的init-method属性来指定初始化方法，而在注解方式中通常使用@PostConstruct注解来标识初始化方法。
5.2 Bean的销毁
Bean的销毁阶段包括自定义的销毁方法调用和资源的释放等。在XML配置中可以使用<bean>元素的destroy-method属性来指定销毁方法，而在注解方式中可以使用@PreDestroy注解来标识销毁方法。
6. 依赖注入
依赖注入是IoC的一个核心概念，它是指通过外部容器负责将对象之间的依赖关系注入到对象中。在Spring框架中，依赖注入主要有三种方式：构造器注入、属性注入和接口注入。
6.1 构造器注入
构造器注入是通过Bean的构造方法来注入对象之间的依赖关系。在XML配置中可以使用<constructor-arg>元素来定义构造器注入的参数，而在注解方式中可以使用@Autowired注解来标识构造器。
6.2 属性注入
属性注入是通过Bean的setter方法来注入对象之间的依赖关系。在XML配置中可以使用<property>元素来定义属性注入的属性值或引用，而在注解方式中可以使用@Autowired注解来标识属性。
6.3 接口注入
接口注入是通过Bean的接口方法来注入对象之间的依赖关系。在Spring框架中，接口注入通常使用Aware接口或自定义接口来实现。
7. IoC的优点
控制反转（IoC）的应用带来了许多优点，其中包括：
- 解耦：通过IoC容器管理对象之间的依赖关系，实现了对象之间的解耦，提高了代码的可维护性和灵活性。
- 可测试性：依赖注入使得对象之间的依赖关系更加清晰和可测试，有助于进行单元测试和集成测试。
- 可扩展性：IoC容器可以动态管理对象之间的依赖关系，使得系统更易于扩展和升级。
8. IoC的局限性
尽管IoC带来了许多优点，但也有一些局限性，需要开发人员注意：
- 学习成本：初学者需要花费一定的时间来学习IoC的概念和使用方法。
- 配置复杂性：大量的XML配置或注解可能会增加系统的配置复杂性，需要谨慎管理。
🚩面向切面编程（AOP）
-
Spring框架提供了AOP特性，允许开发者定义和管理横切关注点（如日志、安全、事务等）的行为。通过AOP，开发者可以把横切关注点和核心业务逻辑进行分离，提高了代码的模块化和可维护性。
1. 什么是切面编程（AOP）？
Spring框架中的面向切面编程（AOP）是一种重要的编程范式，它提供了一种有效的方式来处理应用程序中横切关注点（cross-cutting concerns），例如日志、事务管理、安全性等。AOP允许开发人员定义特定的切面（Aspect），并将这些切面应用到应用程序的核心业务逻辑中，从而实现更好的模块化和可维护性。从基本概念、切面、连接点、通知类型、切点表达式、AOP的实现原理和应用场景等方面详细介绍Spring框架中的AOP相关知识点。
1.1、AOP的核心概念
在AOP中，有几个核心概念需要了解，它们包括切面（Aspect）、连接点（Join Point）、通知（Advice）、切点（Pointcut）和引入（Introduction）等。
-
切面（Aspect）：切面是一个模块化的单元，它封装了特定的横切关注点。在Java中，切面通常是一个类，其中包含了一些通知和切点的定义。
-
连接点（Join Point）：连接点是在应用程序执行过程中能够插入切面的点，例如方法调用、异常抛出、字段访问等。
-
通知（Advice）：通知定义了在连接点上执行的操作，它包括了前置通知（Before advice）、后置通知（After advice）、环绕通知（Around advice）、返回通知（After returning advice）和异常通知（After throwing advice）等。
-
切点（Pointcut）：切点是一个表达式，它筛选出符合条件的连接点。通常使用的是切点表达式（Pointcut Expression）来定义切点。
-
引入（Introduction）：引入允许开发人员向现有的类添加新的方法和属性。在AOP中，引入机制允许开发人员向现有类中“引入”新的接口和方法，而不需要修改原有的类。
2. AOP在Spring框架中的实现
Spring框架通过自身的AOP模块提供了对AOP的完善支持，主要通过AspectJ风格的注解、XML配置和编程式方式来实现AOP。
2.1 AspectJ风格的注解
通过在Spring框架中使用AspectJ风格的注解，可以很方便地定义切面和通知。Spring支持的注解包括@Aspect、@Before、@After、@Around、@AfterReturning、@AfterThrowing、@Pointcut等。
@Aspect
@Component
public class LoggingAspect {
@Before("execution(* com.example.service.*.*(..))")
public void beforeAdvice(JoinPoint joinPoint) {
System.out.println("Before executing " + joinPoint.getSignature());
}
}在上述示例中，@Aspect用来定义切面，@Before用来定义前置通知，execution(* com.example.service.*.*(..))为切点表达式。
2.2 XML配置
除了使用注解外，Spring框架也支持通过XML配置来定义切面和通知。XML配置方式更加灵活，可以在配置文件中定义切面、通知和切点。
<aop:config>
<aop:aspect id="loggingAspect" ref="loggingAspectBean">
<aop:before method="beforeAdvice" pointcut="execution(* com.example.service.*.*(..))" />
</aop:aspect>
</aop:config>在XML配置中，<aop:aspect>用来定义切面，<aop:before>用来定义前置通知，execution(* com.example.service.*.*(..))为切点表达式。
2.3 编程式方式
除了注解和XML配置，Spring框架也支持通过编程式方式来定义AOP。通过ProxyFactory等类可以直接在代码中创建代理对象，并在代理对象中添加切面。
3. AOP的实现原理
Spring框架中的AOP实现主要基于动态代理和字节码增强两种方式。
3.1 动态代理
Spring通过JDK动态代理和CGLIB提供了动态代理的实现。当目标类实现了接口时，Spring将使用JDK动态代理来生成代理类；当目标类没有实现接口时，Spring将使用CGLIB来生成代理类。动态代理技术允许开发人员在运行时动态地创建代理对象，并在代理对象的方法调用前后进行通知操作，从而实现AOP的功能。
3.2 字节码增强
除了动态代理，Spring也通过字节码增强的方式来实现AOP。字节码增强技术允许开发人员直接修改目标类的字节码，添加切面代码。AspectJ是常用的字节码增强工具，Spring框架也提供了对AspectJ的集成支持。
4. AOP的应用场景
AOP适用于很多应用场景，例如日志记录、事务管理、性能监控、安全性控制等。
4.1 日志记录
通过AOP可以很方便地实现日志记录功能。开发人员可以定义一个日志切面，在该切面中定义日志记录的逻辑，通过切点表达式将该切面应用到需要记录日志的方法或类上。
@Aspect
@Component
public class LoggingAspect {
@Before("execution(* com.example.service.*.*(..))")
public void beforeAdvice(JoinPoint joinPoint) {
// 记录日志
}
}
4.2 事务管理
在应用程序中对数据库的事务管理是很常见的需求，AOP可以很方便地实现事务管理功能。开发人员可以定义一个事务切面，在该切面中定义事务管理的逻辑，通过切点表达式将该切面应用到需要添加事务的方法或类上。
@Aspect
@Component
public class TransactionAspect {
@Around("execution(* com.example.service.*.*(..))")
public Object aroundAdvice(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {
// 开启事务
// 执行方法
// 提交或回滚事务
}
}4.3 安全性控制
通过AOP可以很方便地实现安全性控制功能。例如，在Web应用中，可以定义一个安全控制切面，在该切面中定义安全性控制的逻辑，通过切点表达式将该切面应用到需要添加安全性控制的方法或类上。
@Aspect
@Component
public class SecurityAspect {
@Around("@annotation(SecurityCheck) && execution(* com.example.service.*.*(..))")
public Object aroundAdvice(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {
// 执行安全性检查
if (securityCheckPassed) {
return joinPoint.proceed();
} else {
// 返回安全性检查不通过的结果
}
}
}6. AOP的设计模式
6.1 适配器模式
适配器模式是一种常见的设计模式，它通常用于将现有的类或接口适配到新的接口中。在AOP中，通知就可以看作是适配器模式的一种应用，它将切面的逻辑适配到目标方法的调用中。
6.2 装饰者模式
装饰者模式是一种在运行时给对象添加新功能的方式。在AOP中，切面就可以看作是装饰者模式的一种实现，它不改变原有的类和方法，而是在运行时动态地为其添加功能。
6.3 单例模式
单例模式是一种常见的设计模式，它用于确保一个类只有一个实例，并提供全局访问点。在AOP中，切面通常是单例的，它对应用程序中所有的连接点起作用，确保了切面的一致性。
7. 切面的织入方式
在AOP中，切面可以通过不同的织入方式将其逻辑应用到目标方法中，包括编译时织入、类装载时织入和运行时织入等。
7.1 编译时织入
编译时织入是指在编译阶段将切面的逻辑织入到目标类的字节码中。这种方式需要特定的编译器和工具支持，例如AspectJ就提供了编译时织入的功能。
7.2 类装载时织入
类装载时织入是指在类加载到JVM时动态地将切面的逻辑织入到目标类的字节码中。这种方式需要特定的类加载器和字节码操作技术支持。
7.3 运行时织入
运行时织入是指在应用程序运行时动态地将切面的逻辑织入到目标类的方法调用中。这种方式需要支持动态代理或动态字节码增强的技术，例如Spring AOP就是运行时织入的典型实现。
8. AOP与OOP的关系
AOP和OOP（面向对象编程）是两种不同的编程范式，它们可以互补也可以相互独立。OOP关注于对象的封装、继承和多态性，而AOP关注于横切关注点的模块化和可维护性。在实际开发中，AOP和OOP经常同时使用，以提高代码的重用性和可维护性。
9. AOP的局限性
虽然AOP是一种非常有用的编程范式，但它也有一些局限性，包括性能开销、理解和维护成本、对程序逻辑的影响等。在实际应用中，开发人员需要权衡利弊，谨慎选择切面的范围和逻辑，以避免过度使用AOP导致的问题。
10. AOP框架的选择
在Java领域，除了Spring框架，还有其他AOP框架可以选择，例如AspectJ和Guice等。不同的AOP框架有不同的特点和适用场景，开发人员可以根据具体的需求和项目特点来选择合适的AOP框架。
AOP作为一种强大的编程范式，在实际的Java开发中起着重要的作用。在使用AOP时，开发人员需要充分理解其基本概念、实现方式、设计模式和局限性，以便能够正确地应用到实际项目中，发挥其优势，提高代码的可维护性和可扩展性。希望本文能够对AOP有一个更深入的了解，为实际的开发工作提供帮助。
🚩模块化
模块化是指将一个大型应用程序划分为多个相互独立的模块，每个模块都有自己的职责和功能，并可以独立开发、测试、部署和维护。模块化的目的是提高代码的可重用性、可维护性和可扩展性。
Spring提供了多个模块，每个模块都有不同的功能和用途，可以根据项目的需求选择合适的模块进行使用。下面是一些常用的Spring模块：
-
Spring Core：提供了IoC（控制反转）和DI（依赖注入）的功能，是Spring框架的核心模块。它定义了一个轻量级的容器，可以管理对象的生命周期和依赖关系。
-
Spring MVC：提供了一个基于MVC（模型-视图-控制器）架构的Web开发框架。它可以帮助开发人员构建灵活、高效、可扩展的Web应用程序。
-
Spring Boot：简化了Spring应用程序的开发，提供了自动配置、快速构建和可插拔的特性。它可以帮助开发人员快速搭建Spring项目，减少繁琐的配置工作。
-
Spring Data：提供了对数据访问的支持，可以与各种数据库进行交互。它抽象了数据访问层，简化了数据库操作的代码。
-
Spring Security：提供了身份认证和授权的功能，可以用于保护Web应用程序的安全性。它可以集成到Spring MVC中，提供安全相关的注解和过滤器。
-
Spring Integration：提供了一种集成不同系统和应用程序的方式，支持消息传递、远程调用、文件传输等集成模式。
-
Spring Batch：提供了批处理作业的支持，可以处理大量的数据，并提供了事务管理、并发控制、错误处理等功能。
-
Spring Cloud：提供了构建分布式系统的工具和框架，包括服务注册发现、负载均衡、断路器等功能。它可以帮助开发人员构建可伸缩、高可用、可靠的微服务架构。
除了上述模块外，Spring Framework还提供了一些其他模块，如Spring Web Services（用于开发Web服务）、Spring Web Flow（用于实现基于流程的Web应用程序）等，可以根据具体需求选择适合的模块进行集成。
🚩事务管理
-
Spring框架提供了强大的事务管理功能，支持编程式事务和声明式事务。通过使用Spring的事务管理功能，可以轻松地实现事务的管理和控制。
1. 什么是事务管理？
在软件开发中，事务管理是指一系列数据库操作要么全部成功，要么全部失败的一种机制。在Java开发中，使用Spring框架进行事务管理可以帮助开发人员管理数据库事务，确保数据的一致性和完整性。
2. Spring事务管理的实现原理
Spring框架提供了多种事务管理方式，包括编程式事务管理和声明式事务管理。在编程式事务管理中，开发人员需要显式地在代码中添加事务管理的逻辑，而在声明式事务管理中，可以通过注解或XML配置的方式来定义事务的属性和边界。
使用注解的方式进行事务管理：
使用aspectJ的aop进行事务的处理：
3. 声明式事务管理
声明式事务管理是Spring框架中推荐使用的事务管理方式，它主要通过注解和XML配置来实现。常见的注解包括@Transactional，用于标识事务的属性和边界，例如事务的传播行为、隔离级别、超时时间等。
3.1 事务传播行为
- REQUIRED：支持当前事务，如果当前没有事务，则新建一个事务。
- REQUIRES_NEW：新建一个事务，如果当前存在事务，则把当前事务挂起。
- NESTED：如果当前存在事务，则嵌套在当前事务中执行，如果当前没有事务，则新建一个事务。
3.2 事务隔离级别
- READ_UNCOMMITTED：允许读取未提交的数据。
- READ_COMMITTED：只能读取已提交的数据。
- REPEATABLE_READ：能够多次重复同一查询，并且每次返回的结果都是一样的。
- SERIALIZABLE：最高的隔离级别，确保事务的完全隔禅。
3.3 事务超时时间和只读属性
事务超时时间用于设置事务的最大执行时间，如果事务超过了指定时间还未执行完毕，将自动回滚事务。只读属性用于指定事务是否仅仅读取数据而不修改数据，可以用于优化事务的性能。
4. 事务管理的XML配置方式
除了注解方式，Spring框架也支持使用XML配置来实现声明式事务管理。通过在XML配置文件中定义事务管理器、事务通知等元素和属性，可以实现对数据库事务的管理。
<bean id="transactionManager" class="org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager">
<property name="dataSource" ref="dataSource"/>
</bean>
<tx:advice id="txAdvice" transaction-manager="transactionManager">
<tx:attributes>
<tx:method name="get*" read-only="true"/>
<tx:method name="*"/>
</tx:attributes>
</tx:advice>
<aop:config>
<aop:pointcut id="txPointcut" expression="execution(* com.example.*.*(..))"/>
<aop:advisor advice-ref="txAdvice" pointcut-ref="txPointcut"/>
</aop:config>5. 常见的事务管理实现
在实际开发中，Spring框架通常与其他持久化框架集成，用于实现事务管理，其中包括与Hibernate、MyBatis等持久化框架的集成。
6. 事务传播行为的应用场景
- 采用REQUIRED传播行为的服务方法A，调用了采用REQUIRED_NEW传播行为的服务方法B，当方法B出现异常时，只会回滚方法B的事务，而方法A的事务不受影响。
- 某一批量操作需要保证全部成功或全部失败，可使用REQUIRES_NEW传播行为来实现。
此外还有是spring整合Mybatis知识点也是也一个重点。
java基础知识⑤：Spring框架的一些重要模块（单独说明）
https://blog.csdn.net/qq_43544074/article/details/135064858以上是关于Spring框架的一个整体介绍，涉及的知识点非常广泛，所涉及的详细知识点，还得下来去查询相关资料！！！
本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。 如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系我的编程经验分享网邮箱：veading@qq.com进行投诉反馈，一经查实，立即删除！