spring 的概述和入门


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本章节对应知识库

https://www.yuque.com/nanchengcyu/java

本内容来自尚硅谷课程,此处在知识库做了个人理解

1、概述

1.1、Spring是什么?

Spring 是一款主流的 Java EE 轻量级开源框架 ,Spring 由“Spring 之父”Rod Johnson 提出并创立,其目的是用于简化 Java 企业级应用的开发难度和开发周期。Spring的用途不仅限于服务器端的开发。从简单性、可测试性和松耦合的角度而言,任何Java应用都可以从Spring中受益。Spring 框架除了自己提供功能外,还提供整合其他技术和框架的能力。

Spring 自诞生以来备受青睐,一直被广大开发人员作为 Java 企业级应用程序开发的首选。时至今日,Spring 俨然成为了 Java EE 代名词,成为了构建 Java EE 应用的事实标准。

自 2004 年 4 月,Spring 1.0 版本正式发布以来,Spring 已经步入到了第 6 个大版本,也就是 Spring 6。本课程采用Spring当前最新发布的正式版本6.0.2

在这里插入图片描述

1.2、Spring 的狭义和广义

在不同的语境中,Spring 所代表的含义是不同的。下面我们就分别从“广义”和“狭义”两个角度,对 Spring 进行介绍。

广义的 Spring:Spring 技术栈

广义上的 Spring 泛指以 Spring Framework 为核心的 Spring 技术栈。

经过十多年的发展,Spring 已经不再是一个单纯的应用框架,而是逐渐发展成为一个由多个不同子项目(模块)组成的成熟技术,例如 Spring Framework、Spring MVC、SpringBoot、Spring Cloud、Spring Data、Spring Security 等,其中 Spring Framework 是其他子项目的基础。

这些子项目涵盖了从企业级应用开发到云计算等各方面的内容,能够帮助开发人员解决软件发展过程中不断产生的各种实际问题,给开发人员带来了更好的开发体验。

狭义的 Spring:Spring Framework

狭义的 Spring 特指 Spring Framework,通常我们将它称为 Spring 框架。

Spring 框架是一个分层的、面向切面的 Java 应用程序的一站式轻量级解决方案,它是 Spring 技术栈的核心和基础,是为了解决企业级应用开发的复杂性而创建的。

Spring 有两个最核心模块: IoC 和 AOP。

IoC:Inverse of Control 的简写,译为“控制反转”,指把创建对象过程交给 Spring 进行管理。

AOP:Aspect Oriented Programming 的简写,译为“面向切面编程”。AOP 用来封装多个类的公共行为,将那些与业务无关,却为业务模块所共同调用的逻辑封装起来,减少系统的重复代码,降低模块间的耦合度。另外,AOP 还解决一些系统层面上的问题,比如日志、事务、权限等。

1.3、Spring Framework特点

  • 非侵入式:使用 Spring Framework 开发应用程序时,Spring 对应用程序本身的结构影响非常小。对领域模型可以做到零污染;对功能性组件也只需要使用几个简单的注解进行标记,完全不会破坏原有结构,反而能将组件结构进一步简化。这就使得基于 Spring Framework 开发应用程序时结构清晰、简洁优雅。

  • 控制反转:IoC——Inversion of Control,翻转资源获取方向。把自己创建资源、向环境索取资源变成环境将资源准备好,我们享受资源注入。

  • 面向切面编程:AOP——Aspect Oriented Programming,在不修改源代码的基础上增强代码功能。

  • 容器:Spring IoC 是一个容器,因为它包含并且管理组件对象的生命周期。组件享受到了容器化的管理,替程序员屏蔽了组件创建过程中的大量细节,极大的降低了使用门槛,大幅度提高了开发效率。

  • 组件化: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 中可以使用 XML 和 Java 注解组合这些对象。这使得我们可以基于一个个功能明确、边界清晰的组件有条不紊的搭建超大型复杂应用系统。

  • 一站式:在 IoC 和 AOP 的基础上可以整合各种企业应用的开源框架和优秀的第三方类库。而且 Spring 旗下的项目已经覆盖了广泛领域,很多方面的功能性需求可以在 Spring Framework 的基础上全部使用 Spring 来实现。

1.4、Spring模块组成

官网地址:https://spring.io/

在这里插入图片描述

上图中包含了 Spring 框架的所有模块,这些模块可以满足一切企业级应用开发的需求,在开发过程中可以根据需求有选择性地使用所需要的模块。下面分别对这些模块的作用进行简单介绍。

①Spring Core(核心容器)

spring core提供了IOC,DI,Bean配置装载创建的核心实现。核心概念: Beans、BeanFactory、BeanDefinitions、ApplicationContext。

  • spring-core :IOC和DI的基本实现

  • spring-beans:BeanFactory和Bean的装配管理(BeanFactory)

  • spring-context:Spring context上下文,即IOC容器(AppliactionContext)

  • spring-expression:spring表达式语言

②Spring AOP

  • spring-aop:面向切面编程的应用模块,整合ASM,CGLib,JDK Proxy
  • spring-aspects:集成AspectJ,AOP应用框架
  • spring-instrument:动态Class Loading模块

③Spring Data Access

  • spring-jdbc:spring对JDBC的封装,用于简化jdbc操作
  • spring-orm:java对象与数据库数据的映射框架
  • spring-oxm:对象与xml文件的映射框架
  • spring-jms: Spring对Java Message Service(java消息服务)的封装,用于服务之间相互通信
  • spring-tx:spring jdbc事务管理

④Spring Web

  • spring-web:最基础的web支持,建立于spring-context之上,通过servlet或listener来初始化IOC容器
  • spring-webmvc:实现web mvc
  • spring-websocket:与前端的全双工通信协议
  • spring-webflux:Spring 5.0提供的,用于取代传统java servlet,非阻塞式Reactive Web框架,异步,非阻塞,事件驱动的服务

⑤Spring Message

  • Spring-messaging:spring 4.0提供的,为Spring集成一些基础的报文传送服务

⑥Spring test

  • spring-test:集成测试支持,主要是对junit的封装

1.5、Spring6特点

1.5.1、版本要求

(1)Spring6要求JDK最低版本是JDK17

1.5.2、本课程软件版本

(1)IDEA开发工具:2022.1.2

(2)JDK:Java17**(Spring6要求JDK最低版本是Java17)**

(3)Spring:6.0.2

2、入门

2.1、环境要求

  • JDK:Java17+(Spring6要求JDK最低版本是Java17)

  • Maven:3.6+

  • Spring:6.0.2

2.2、构建模块

(1)构建父模块spring6

在idea中,依次单击 File -> New -> Project -> New Project

在这里插入图片描述

点击“Create”

在这里插入图片描述

删除src目录

(2)构建子模块spring6-first

在这里插入图片描述

点击 Create 完成

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2.3、程序开发

2.3.1、引入依赖

https://spring.io/projects/spring-framework#learn

添加依赖:

<dependencies><!--spring context依赖--><!--当你引入Spring Context依赖之后,表示将Spring的基础依赖引入了--><dependency><groupId>org.springframework</groupId><artifactId>spring-context</artifactId><version>6.0.2</version></dependency><!--junit5测试--><dependency><groupId>org.junit.jupiter</groupId><artifactId>junit-jupiter-api</artifactId><version>5.3.1</version></dependency>
</dependencies>

查看依赖:

在这里插入图片描述

2.3.2、创建java类
package com.atguigu.spring6.bean;public class HelloWorld {public void sayHello(){System.out.println("helloworld");}
}
2.3.3、创建配置文件

在resources目录创建一个 Spring 配置文件 beans.xml(配置文件名称可随意命名,如:springs.xm)

在这里插入图片描述

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd"><!--配置HelloWorld所对应的bean,即将HelloWorld的对象交给Spring的IOC容器管理通过bean标签配置IOC容器所管理的bean属性:id:设置bean的唯一标识class:设置bean所对应类型的全类名--><bean id="helloWorld" class="com.atguigu.spring6.bean.HelloWorld"></bean></beans>
2.3.4、创建测试类测试
package com.atguigu.spring6.bean;import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;public class HelloWorldTest {@Testpublic void testHelloWorld(){ApplicationContext ac = new ClassPathXmlApplicationContext("beans.xml");HelloWorld helloworld = (HelloWorld) ac.getBean("helloWorld");helloworld.sayHello();}
}
2.3.5、运行测试程序

2.4、程序分析

1. 底层是怎么创建对象的,是通过反射机制调用无参数构造方法吗?

修改HelloWorld类:

package com.atguigu.spring6.bean;public class HelloWorld {public HelloWorld() {System.out.println("无参数构造方法执行");}public void sayHello(){System.out.println("helloworld");}
}

执行结果:

在这里插入图片描述

测试得知:创建对象时确实调用了无参数构造方法。

2. Spring是如何创建对象的呢?原理是什么?

// dom4j解析beans.xml文件,从中获取class属性值,类的全类名// 通过反射机制调用无参数构造方法创建对象Class clazz = Class.forName("com.atguigu.spring6.bean.HelloWorld");//Object obj = clazz.newInstance();Object object = clazz.getDeclaredConstructor().newInstance();

3. 把创建好的对象存储到一个什么样的数据结构当中了呢?

bean对象最终存储在spring容器中,在spring源码底层就是一个map集合,存储bean的map在DefaultListableBeanFactory类中:

private final Map<String, BeanDefinition> beanDefinitionMap = new ConcurrentHashMap<>(256);

Spring容器加载到Bean类时 , 会把这个类的描述信息, 以包名加类名的方式存到beanDefinitionMap 中,
Map<String,BeanDefinition> , 其中 String是Key , 默认是类名首字母小写 , BeanDefinition , 存的是类的定义(描述信息) , 我们通常叫BeanDefinition接口为 : bean的定义对象。

2.5、启用Log4j2日志框架

2.5.1、Log4j2日志概述

在项目开发中,日志十分的重要,不管是记录运行情况还是定位线上问题,都离不开对日志的分析。日志记录了系统行为的时间、地点、状态等相关信息,能够帮助我们了解并监控系统状态,在发生错误或者接近某种危险状态时能够及时提醒我们处理,同时在系统产生问题时,能够帮助我们快速的定位、诊断并解决问题。

Apache Log4j2是一个开源的日志记录组件,使用非常的广泛。在工程中以易用方便代替了 System.out 等打印语句,它是JAVA下最流行的日志输入工具。

Log4j2主要由几个重要的组件构成:

(1)日志信息的优先级,日志信息的优先级从高到低有TRACE < DEBUG < INFO < WARN < ERROR < FATAL
TRACE:追踪,是最低的日志级别,相当于追踪程序的执行
DEBUG:调试,一般在开发中,都将其设置为最低的日志级别
INFO:信息,输出重要的信息,使用较多
WARN:警告,输出警告的信息
ERROR:错误,输出错误信息
FATAL:严重错误

这些级别分别用来指定这条日志信息的重要程度;级别高的会自动屏蔽级别低的日志,也就是说,设置了WARN的日志,则INFO、DEBUG的日志级别的日志不会显示

(2)日志信息的输出目的地,日志信息的输出目的地指定了日志将打印到控制台还是文件中

(3)日志信息的输出格式,而输出格式则控制了日志信息的显示内容。

2.5.2、引入Log4j2依赖
<!--log4j2的依赖-->
<dependency><groupId>org.apache.logging.log4j</groupId><artifactId>log4j-core</artifactId><version>2.19.0</version>
</dependency>
<dependency><groupId>org.apache.logging.log4j</groupId><artifactId>log4j-slf4j2-impl</artifactId><version>2.19.0</version>
</dependency>
2.5.3、加入日志配置文件

在类的根路径下提供log4j2.xml配置文件(文件名固定为:log4j2.xml,文件必须放到类根路径下。)

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<configuration><loggers><!--level指定日志级别,从低到高的优先级:TRACE < DEBUG < INFO < WARN < ERROR < FATALtrace:追踪,是最低的日志级别,相当于追踪程序的执行debug:调试,一般在开发中,都将其设置为最低的日志级别info:信息,输出重要的信息,使用较多warn:警告,输出警告的信息error:错误,输出错误信息fatal:严重错误--><root level="DEBUG"><appender-ref ref="spring6log"/><appender-ref ref="RollingFile"/><appender-ref ref="log"/></root></loggers><appenders><!--输出日志信息到控制台--><console name="spring6log" target="SYSTEM_OUT"><!--控制日志输出的格式--><PatternLayout pattern="%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss SSS} [%t] %-3level %logger{1024} - %msg%n"/></console><!--文件会打印出所有信息,这个log每次运行程序会自动清空,由append属性决定,适合临时测试用--><File name="log" fileName="d:/spring6_log/test.log" append="false"><PatternLayout pattern="%d{HH:mm:ss.SSS} %-5level %class{36} %L %M - %msg%xEx%n"/></File><!-- 这个会打印出所有的信息,每次大小超过size,则这size大小的日志会自动存入按年份-月份建立的文件夹下面并进行压缩,作为存档--><RollingFile name="RollingFile" fileName="d:/spring6_log/app.log"filePattern="log/$${date:yyyy-MM}/app-%d{MM-dd-yyyy}-%i.log.gz"><PatternLayout pattern="%d{yyyy-MM-dd 'at' HH:mm:ss z} %-5level %class{36} %L %M - %msg%xEx%n"/><SizeBasedTriggeringPolicy size="50MB"/><!-- DefaultRolloverStrategy属性如不设置,则默认为最多同一文件夹下7个文件,这里设置了20 --><DefaultRolloverStrategy max="20"/></RollingFile></appenders>
</configuration>
2.5.4、测试

运行原测试程序

在这里插入图片描述

运行原测试程序,多了spring打印日志

2.5.5、使用日志
public class HelloWorldTest {private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(HelloWorldTest.class);@Testpublic void testHelloWorld(){ApplicationContext ac = new ClassPathXmlApplicationContext("beans.xml");HelloWorld helloworld = (HelloWorld) ac.getBean("helloWorld");helloworld.sayHello();logger.info("执行成功");}
}

控制台:

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