第1章Spring基础.docx
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第1章Spring基础
第1章
Spring基础
本章目标
ØSpring概述
Ø相关的Java基础知识
ØIoC概述
本章能实现如下任务
Ø理解Spring基础概念
Ø理解Java反射机制
Ø理解IoC基础概念
本章简介
Spring具有很多功能，可以归纳为几个核心部件，Spring的主要特性是依赖注入（DI）和面向切面编程（AOP）。
本门课程主要讲解Spring的特性DI和AOP、Spring与ORM框架的集成、Spring与WEB框架的集成、Spring声明式事务等内容。
本章我们将会学习什么是IoC，如何实现IoC，在Eclipse中添加Spring支持等。
1.1Spring概述
1.1.1Spring基础
RodJohson在2002年编著的《ExpertonetooneJ2EEdesignanddevelopment》一书中，对JavaEE正统框架臃肿、低效、脱离现实的种种现状提出了质疑，并积极寻求探索革新之道。
以此书为指导思想，他编写了interface21框架，这是一个力图冲破JavaEE传统开发的困境，从实际需求出发，着眼于轻便、灵巧，易于开发、测试和部署的轻量级开发框架。
Spring框架即以interface21框架为基础，经过重新设计，并不断丰富其内涵，于2004年3月24日，发布了1.0正式版。
同年他又推出了一部堪称经典的力作《Expertone-to-oneJ2EEDevelopmentwithoutEJB》，该书在Java世界掀起了轩然大波，不断改变着Java开发者程序设计和开发的思考方式。
在该书中，作者根据自己多年丰富的实践经验，对EJB的各种笨重臃肿的结构进行了逐一的分析和否定，并分别以简洁实用的方式替换之。
至此一战功成，RodJohnson成为一个改变Java世界的大师级人物。
传统J2EE应用的开发效率低，应用服务器厂商对各种技术的支持并没有真正统一，导致J2EE的应用没有真正实现WriteOnce及RunAnywhere的承诺。
Spring作为开源的中间件，独立于各种应用服务器，甚至无须应用服务器的支持，也能提供应用服务器的功能，如声明式事务等。
Spring致力于J2EE应用的各层的解决方案，而不是仅仅专注于某一层的方案。
可以说Spring是企业应用开发的“一站式”选择，并贯穿表现层、业务层及持久层。
然而，Spring并不想取代那些已有的框架，而是与它们无缝地整合。
Spring具有很多功能，可以将它们归纳为几个基本部件，Spring是一个轻量级的DI和AOP容器框架。
也许这个描述并不简单，但它确实概括出了Spring的核心功能。
为了深入了解Spring，让我们把这个描述分解开来。
Ø轻量级——从大小和应用开支上说Spring都算是轻量级的。
整个Spring框架可以打成一个2.5MB多一点的JAR包，并且Spring的处理开支也非常小。
更重要的是，Spring是非侵入式的：
基于Spring开发的应用中的对象一般不依赖于Spring的类。
Ø依赖注入——Spring提供了一种松耦合的技术，称为依赖注入（DI）。
使用DI，对象是被动接收依赖类而不是自己主动去找。
你可以将DI理解为JNDI的反转——对象不是从容器中查找它的依赖类，而是容器在实例化对象的时候主动将它的依赖类注入给它。
Ø面向切面——Spring对面向切面编程提供了强大支持，通过将业务逻辑从应用服务（如监控和事务管理）中分离出来，实现了内聚开发。
应用对象只做它们该做的——业务逻辑，它们不负责（或关心）其系统问题（如日志和事务支持）。
Ø容器——Spring是一个容器，因为它包含并且管理应用对象的生命周期和配置。
你可以通过配置来设定你的Bean是单一实例，还是每次请求产生一个实例，并且设定它们之间的关联关系。
Spring有别于传统的重量级EJB容器，这些容器通常很大，很笨重。
Ø框架——Spring实现了使用简单的组件配置组合成一个复杂的应用。
在Spring中，应用中的对象是通过XML文件配置组合起来的。
并且Spring提供了很多基础功能（事务管理、持久层集成等），这使开发人员能够专注于开发应用逻辑。
总之，将Spring划分为这几个基本组件，所获得就是一个Spring框架，它能够帮助你开发出松耦合的应用代码，这些工作都是由Spring完成的，松耦合的优点（可维护性和可测试性）使得Spring更具有价值且应用范围更广。
1.1.2Spring框架构成
Spring框架是一个分层架构，由7个定义良好的模块组成。
Spring模块构建在核心容器之上，核心容器定义了创建、配置和管理bean的方式，如图1.1所示。
图1.1Spring框架结构
组成Spring框架的每个模块（或组件）都可以单独存在，或者与其他一个或多个模块联合实现。
每个模块的功能如下：
Ø核心容器：
核心容器提供Spring框架的基本功能。
核心容器的主要组件是BeanFactory，它是工厂模式的实现。
BeanFactory使用控制反转（IOC）模式将应用程序的配置和依赖性规范与实际的应用程序代码分开。
ØSpring上下文：
Spring上下文是一个配置文件，向Spring框架提供上下文信息。
Spring上下文包括企业服务，例如JNDI、EJB、电子邮件、国际化、校验和调度功能。
ØSpringAOP：
通过配置管理特性，SpringAOP模块直接将面向方面的编程功能集成到了Spring框架中。
所以，可以很容易地使Spring框架管理的任何对象支持AOP。
SpringAOP模块为基于Spring的应用程序中的对象提供了事务管理服务。
通过使用SpringAOP，不用依赖EJB组件，就可以将声明性事务管理集成到应用程序中。
ØSpringDAO：
JDBCDAO抽象层提供了有意义的异常层次结构，可用该结构来管理异常处理和不同数据库供应商抛出的错误消息。
异常层次结构简化了错误处理，并且极大地降低了需要编写的异常代码数量（例如打开和关闭连接）。
SpringDAO的面向JDBC的异常遵从通用的DAO异常层次结构。
ØSpringORM：
Spring框架插入了若干个ORM框架，从而提供了ORM的对象关系工具，其中包括JDO、Hibernate和iBatisSQLMap。
所有这些都遵从Spring的通用事务和DAO异常层次结构。
ØSpringWeb模块：
Web上下文模块建立在应用程序上下文模块之上，为基于Web的应用程序提供了上下文。
所以，Spring框架支持与JakartaStruts的集成。
Web模块还简化了处理多部分请求以及将请求参数绑定到域对象的工作。
ØSpringMVC框架：
MVC框架是一个全功能的构建Web应用程序的MVC实现。
通过策略接口，MVC框架变成为高度可配置的，MVC容纳了大量视图技术，其中包括JSP、Velocity、Tiles、iText和POI。
Spring框架的功能可以用在任何J2EE服务器中，大多数功能也适用于不受管理的环境。
Spring的核心要点是：
支持不绑定到特定J2EE服务的可重用业务和数据访问对象。
毫无疑问，这样的对象可以在不同J2EE环境（Web或EJB）、独立应用程序、测试环境之间重用。
1.1.3Spring2.0的新特性
在Spring2.0发布附带的文档里面对2.0新特性做了概要的介绍，2.0的新特性是自然是我们最关注的方面：
一、Spring的XML配置引入XMLSchema语法简化配置
二、提供了request和session范围的bean
三、集成AspectJ，可以管理容器外对象，提供了领域模型的依赖注入
四、JPA支持
五、JDBC的NamedParameterJdbcTemplate
六、SpringWebMVC功能的大幅度扩充
七、支持动态语言ruby，groovy，beanshell
八、异步JMS支持，JMX支持，JCA支持的功能完善
因此Spring是一个野心很大的框架，从现在状况来看，Spring可以说是Java开源框架之集大成者，从未来来看，Spring将提供J2EE厂商所能够提供的所有必要的功能，最终Spring将有可能取J2EE规范而代之，成为Java企业开发的事实平台和事实标准。
总体来说，Spring2.0将向未来的宏大目标又迈进了一大步。
不过对于我等普通JavaWeb项目的开发需求来说，2.0的新特性也没有特别需要的。
1.2相关的Java基础知识
1.2.1类装载器ClassLoader
类装载器主是寻找类或接口字节码文件进行解析并构造JVM内部对象表示的组件。
在Java中，类装载器把一个类装入JVM中，要经过以下步骤：
1、装载：
查找和导入Class文件；
2、链接：
执行校验、准备和解析步骤，其中解析步骤是可以选择的；
校验：
检查载入Class文件数据的正确性；
准备：
给类的静态变量分配存储空间；
解析：
将符号引用转成直接引用；
3、初始化：
对类的静态变量、静态代码块执行初始化工作。
类装载工作由ClassLoader及其子类负责，ClassLoader是一个重要的Java运行时系统组件，它负责在运行时查找和装入Class字节文件。
1.2.2Java反射机制
Class反射对象描述语义结构，可以从Class对象中获取构造函数、成员变量、方法类等元素的反射对象，并以编程的方式通过这些反射对象对目标类对象进行操作。
这些反射对象类在java.reflect包中定义，下面最主要的三个反射类。
ØConstructor：
类的构造方法反射类，通过Class类getConstructors（）方法可以获得类的所有构造方法反射对象数组。
Constructor的一个主要方法是newInstance（Object[]initargs），通过该方法可以创建一个对象类的实例，相当于new关键字。
ØMethod：
类方法的反射类，通过Class类getDeclaredMethods（）方法可以获取类的所有方法反射类对象数组Method[]。
Method最主要的方法是invoke（Objectobj,Object[]args），obj表示操作的目标对象；args为方法入参。
此外，Method还有很多用于获取类方法更多信息的方法。
1）ClassgetReturnType（）：
获取方法的返回值类型；
2）Class[]getParameterTypes（）：
获取方法的入参类型数组；
3）Class[]getExceptionTypes（）：
获取方法的异常类型数组；
4）Annotation[][]getParameterAnnotations（）：
获取方法的注解信息。
ØField：
类的成员变量的反射类，通过Class类getDeclaredFields（）方法可以获取类的成员变量的反射类，通过Class类getDeclaredFields（Stringname）方法刚可以获取某个特定名称的成员变量反射对象。
Fields类最主要的方法是set（Objectobj,Objectvalue），obj表示操作的目标对象，通过value为目标对象的成员变量设置值。
我们将从一个简单例子讲解Java反射机制，下面的Student类拥有两个构造方法、三个属性及多个常规方法。
具体代码如实例1所示：
实例1
packageorg.hopetech.reflect;
publicclassStudent{
privateStringname;
privateStringsex;
privateintage;
publicStudent（）{
}
publicStudent（Stringname,Stringsex,intage）{
this.name=name;
this.sex=sex;
this.age=age;
}
publicvoidintroduce（）{
System.out.println（"姓名:
"+name+"\n性别:
"+sex+"\n年龄:
"+age）;
}
publicStringgetName（）{
returnname;
}
publicvoidsetName（Stringname）{
this.name=name;
}
publicStringgetSex（）{
returnsex;
}
publicvoidsetSex（Stringsex）{
this.sex=sex;
}
publicintgetAge（）{
returnage;
}
publicvoidsetAge（intage）{
this.age=age;
}
}
通常，我们会使用以下代码创建Student实例：
Studentstud=newStudent（）;
stud.setName（“张三”）;
stud.setSex（“男”）;
stud.setAge（22）;
或
Studentstud=newStudent（“张三”,”男”,22）;
上述两种方法都采用传统的直接调用目标类的方式进行操作，下面我们通过Java反射机制以一种更加通用的方式间接的操作目标类，具体代码如实例2所示：
实例2
packageorg.hopetech.reflect;
importjava.lang.reflect.Constructor;
importjava.lang.reflect.Method;
publicclassRelfectTest{
publicstaticStudentinitByDefaultConst（）throwsThrowable{
ClassLoaderloader=Thread.currentThread（）.getContextClassLoader（）;
Classclazz=loader.loadClass（"org.hopetech.reflect.Student"）;
Constructorcons=clazz.getConstructor（（Class[]）null）;
Studentstud=（Student）cons.newInstance（）;
MethodsetName=clazz.getMethod（"setName",String.class）;
setName.invoke（stud,"张三"）;
MethodsetSex=clazz.getMethod（"setSex",String.class）;
setSex.invoke（stud,"男"）;
MethodsetAge=clazz.getMethod（"setAge",int.class）;
setAge.invoke（stud,22）;
returnstud;
}
publicstaticvoidmain（String[]args）throwsThrowable{
Studentstud=initByDefaultConst（）;
stud.introduce（）;
}
}
实例2运行结果如图1.2所示：
图1.2实例2运行结果
1.3Java的反射和代理实现IOC模式
1.3.1关于IoＣ与DI的概念
首先想说说IoC（InversionofControl，控制倒转）。
这是spring的核心，贯穿始终。
所谓IoC，对于spring框架来说，就是由spring来负责控制对象的生命周期和对象间的关系。
这是什么意思呢，举个简单的例子，我们是如何找女朋友的？
常见的情况是，我们到处去看哪里有长得漂亮身材又好的女孩，然后打听她们的兴趣爱好、qq号、电话号、ip号、iq号………，想办法认识她们，投其所好送其所要，这个过程是复杂深奥的，我们必须自己设计和面对每个环节。
传统的程序开发也是如此，在一个对象中，如果要使用另外的对象，就必须得到它（自己new一个，或者从JNDI中查询一个），使用完之后还要将对象销毁（比如Connection等），对象始终会和其他的接口或类藕合起来。
那么IoC是如何做的呢？
有点像通过婚介找女朋友，在我和女朋友之间引入了一个第三者：
婚姻介绍所。
婚介管理了很多男男女女的资料，我可以向婚介提出一个列表，告诉它我想找个什么样的女朋友，比如长得像李嘉欣，身材像林熙雷，唱歌像周杰伦，速度像卡洛斯，技术像齐达内之类的，然后婚介就会按照我们的要求，提供一个女孩，我们只需要去和她谈恋爱、结婚就行了。
简单明了，如果婚介给我们的人选不符合要求，我们就会抛出异常。
整个过程不再由我自己控制，而是有婚介这样一个类似容器的机构来控制。
Spring所倡导的开发方式就是如此，所有的类都会在spring容器中登记，告诉spring你是个什么东西，你需要什么东西，然后spring会在系统运行到适当的时候，把你要的东西主动给你，同时也把你交给其他需要你的东西。
所有的类的创建、销毁都由spring来控制，也就是说控制对象生存周期的不再是引用它的对象，而是spring。
对于某个具体的对象而言，以前是它控制其他对象，现在是所有对象都被spring控制，所以这叫控制反转。
IoC的一个重点是在系统运行中，动态的向某个对象提供它所需要的其他对象。
这一点是通过DI（DependencyInjection，依赖注入）来实现的。
比如对象A需要操作数据库，以前我们总是要在A中自己编写代码来获得一个Connection对象，有了spring我们就只需要告诉spring，A中需要一个Connection，至于这个Connection怎么构造，何时构造，A不需要知道。
在系统运行时，spring会在适当的时候制造一个Connection，然后像打针一样，注射到A当中，这样就完成了对各个对象之间关系的控制。
A需要依赖Connection才能正常运行，而这个Connection是由spring注入到A中的，依赖注入的名字就这么来的。
那么DI是如何实现的呢？
Java1.3之后一个重要特征是反射（reflection），它允许程序在运行的时候动态的生成对象、执行对象的方法、改变对象的属性，spring就是通过反射来实现注入的。
1.3.2实现IoC
根据前面所举的例子，我用代码方式来解决找女朋友这个问题。
首先，我们必须设计一个Girl类，根据它可以构建多个不同类型的女孩来，具体的代码如实例3所示。
实例3
packageorg.hopetech.spring;
publicclassGirl{
privateStringname;//姓名
privateIntegerage;//年龄
privateBooleanbeautiful;//是否漂亮
publicGirl（）{
}
publicIntegergetAge（）{
returnage;
}
publicvoidsetAge（Integerage）{
this.age=age;
}
publicBooleangetBeautiful（）{
returnbeautiful;
}
publicvoidsetBeautiful（Booleanbeautiful）{
this.beautiful=beautiful;
}
publicStringgetName（）{
returnname;
}
publicvoidsetName（Stringname）{
this.name=name;
}
}
然后，我们设计一个Boy类。
因为他需要约会，因此他依赖一个可以完成和他约会的女朋友。
当然，他也可以直接构建一个Girl对象，但这样一来，他的可选择性就只能是唯一的一个了。
因此，我们可以设定，他需要一个女朋友，而这个女朋友可以由婚介所来提供，这样他的可选择就大了很多。
具体代码如实例4所示。
实例4
packageorg.hopetech.spring;
publicclassBoy{
privateStringname;//姓名
privateGirlgirlFriend;//女朋友对象
publicBoy（）{
}
publicvoidsetName（Stringname）{
this.name=name;
}
/**
*注入女朋友
*
*@paramgirlFriend
*/
publicvoidsetGirlFriend（GirlgirlFriend）{
this.girlFriend=girlFriend;
}
/**
*约会
*/
publicvoidmeetting（）{
if（girlFriend.getAge（）<20）{
System.out.println（"年龄没有20岁,"+name+"与"+girlFriend.getName（）+"约会失败"）;
return;
}
if（!
girlFriend.getBeautiful（））{
System.out.println（"长的对不起观众"+name+"与"+girlFriend.getName（）+"约会失败"）;
return;
}
System.out.println（name+"拉着"+girlFriend.getName（）+"的手高兴的约会去了."）;
}
}
婚介所拟定约会对象，制定了一个约会清单，具体的代码如实例5所示。
实例5
xmlversion="1.0"encoding="UTF-8"?
>
--凤姐的资料-->
--将凤姐设为曾哥的约会对象-->
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