課程簡介本課程旨在全面系統地介紹Spring框架的核心概念和使用方法。從Spring的發展歷程、核心特性和體系結構開始,深入探討Spring的IoC容器、依賴注入、AOP和事務管理等重要功能,為學習使用Spring框架奠定堅實的基礎。BabyBDRR第1章Spring概述Spring框架的誕生Spring最初由RodJohnson在2003年開發,旨在簡化Java企業級應用程序的開發和配置。Spring的主要優勢Spring提供了一個簡潔、靈活的編程和配置模型,幫助開發者快速構建高質量的應用程序。Spring的廣泛應用Spring已經成為Java領域最流行和廣泛使用的框架之一,應用于各種企業級應用程序。Spring生態系統Spring生態系統包括Web應用開發、數據訪問、安全性、消息etc.為Java開發提供全方位支持。Spring的優勢1簡化開發：Spring提供了一個簡潔、靈活的編程和配置模型,大幅降低了企業級應用程序的開發和部署復雜度。依賴管理：Spring的IoC容器負責管理應用程序中的對象依賴關系,實現了松耦合和可測試性。面向切面：Spring的AOP功能支持跨多個對象的橫切關注點,如日志、安全和事務管理等。Spring的發展歷程1誕生Spring最初由RodJohnson在2003年開發,旨在簡化Java企業級應用程序的開發和配置。2快速發展憑借其簡潔、靈活的編程模型和強大的生態系統,Spring不斷獲得開發者的青睞,迅速成長為Java領域最流行的框架之一。3持續創新Spring不斷推出新版本,增加新功能,如Web應用開發、數據訪問、安全性等,持續滿足企業級應用的需求。Spring的核心特性依賴注入Spring提供了一個強大的依賴注入框架,幫助開發者管理應用程序的對象依賴關系,實現松耦合和可測試性。面向切面編程Spring的AOP功能支持跨多個對象的橫切關注點,如日志、安全和事務管理等,提高代碼的模塊化和可重用性。聲明式編程模型Spring采用了一種聲明式的編程模型,使用注解和配置文件來定義應用程序的行為,大幅減少了代碼量。生態系統豐富Spring擁有一個龐大的生態系統,涵蓋Web應用開發、數據訪問、安全性、消息隊列等眾多領域,為Java開發提供全方位支持。Spring的體系結構1應用層提供Web應用、RPC等功能2服務層實現業務邏輯和事務管理3數據訪問層封裝數據訪問操作4基礎設施層提供依賴注入、AOP等核心功能Spring框架的體系結構分為四個層次:應用層、服務層、數據訪問層和基礎設施層。應用層負責Web應用和遠程調用等功能;服務層實現業務邏輯和事務管理;數據訪問層封裝數據操作;基礎設施層提供依賴注入、面向切面等核心特性。各層之間松耦合,上層依賴下層,形成一個分層的、可擴展的架構。第2章Spring的IoC容器本章探討Spring的IoC容器,它是Spring框架的核心,負責管理應用程序中的對象及其依賴關系。我們將深入了解IoC的概念、容器的實現、BeanFactory和ApplicationContext的區別,以及Bean的生命周期和作用域等。IoC的概念IoC（InversionofControl，控制反轉）是Spring框架的核心理念之一。它通過一個依賴注入機制，將對象的創建和依賴關系的管理交給容器,而不是由應用程序自己直接控制。這種反轉使得應用程序的代碼更加模塊化、可測試和可維護。IoC容器的實現SpringIoC容器是負責對象的創建、配置和管理的核心組件。它通過依賴注入的方式,實現了應用程序對象之間的松耦合關系。容器會自動處理對象的生命周期和依賴關系,從而大大簡化了開發人員的工作。SpringIoC容器有兩種主要實現:BeanFactory和ApplicationContext。BeanFactory提供了基本的依賴注入功能,而ApplicationContext在此基礎上增加了更多企業級特性,如事件發布、資源加載等。BeanFactory和ApplicationContextBeanFactoryBeanFactory是SpringIoC容器的基礎實現。它提供了最基本的依賴注入功能,管理Bean的創建和依賴關系。BeanFactory是一個輕量級的容器,更適合于小型應用程序。ApplicationContextApplicationContext是BeanFactory的擴展。它在基礎的依賴注入功能之外,還提供了事件發布、國際化支持、資源加載等更多企業級特性。ApplicationContext更適合于大型復雜的應用程序。區別與選擇BeanFactory更加基礎和輕量級,而ApplicationContext提供了更豐富的功能。一般情況下,推薦使用ApplicationContext,除非應用程序對性能和資源有嚴格要求。生命周期管理兩者在Bean的生命周期管理和作用域方面也有一些差異。ApplicationContext提供了更加全面和靈活的生命周期管理能力。Bean的生命周期實例化IoC容器根據配置創建Bean的實例。在這一步,容器負責調用構造函數或工廠方法來初始化Bean。屬性注入容器將Bean的屬性通過Setter方法或構造函數注入到Bean實例中,滿足Bean之間的依賴關系。初始化在屬性注入完成后,容器會調用指定的初始化方法,使Bean實例進入就緒狀態。使用此時Bean已經可以被應用程序使用了。它可以一直存活直到容器關閉。銷毀當IoC容器關閉時,容器會調用Bean的銷毀方法,釋放相關資源。Bean的作用域單例(Singleton)每個SpringIoC容器只存在一個該Bean的實例,廣泛應用于框架組件。原型(Prototype)每次請求都會創建一個新的Bean實例,適用于無狀態的業務Bean。請求(Request)每個HTTP請求創建一個Bean實例,用于Web應用中的請求范圍Bean。會話(Session)每個HTTPSession創建一個Bean實例,用于跟蹤用戶會話狀態。第3章Spring的依賴注入本章將深入探討Spring的依賴注入機制。我們將了解依賴注入的核心概念,以及構造器注入、Setter注入和接口注入等具體實現方式。同時還會介紹一些高級話題,如處理循環依賴和懶加載等。依賴注入的概念依賴注入(DependencyInjection)是Spring框架的核心思想之一。它通過一種機制將對象的創建和對象之間的依賴關系交給容器管理,而不是由應用程序自己直接控制。這種控制反轉(InversionofControl)使得代碼更加模塊化、可測試和可維護。在依賴注入中,對象A需要使用對象B的功能時,不會直接創建B,而是由容器負責將B注入到A中。這種方式可以避免對象之間的緊耦合,提高了靈活性和擴展性。構造器注入構造器注入是春i春iC容器實現依賴注入的一種方式。容器會通過調用Bean類的構造函數,自動完成對象實例的創建和屬性的賦值,從而滿足Bean之間的依賴關系。相比Setter注入,構造器注入具有不可變性和強制性的特點。Setter注入Setter注入是SpringIoC容器實現依賴注入的另一種常見方式。容器會調用Bean類的Setter方法,將依賴對象注入到目標Bean中。相比構造器注入,Setter注入更加靈活,可以支持可選依賴和部分注入。這種方式也有利于代碼的可測試性和可擴展性。接口注入接口注入是依賴注入的另一種方式,它通過接口依賴來解耦對象之間的關系。容器會將依賴對象注入到目標Bean的接口屬性中,而不是直接注入具體實現類。這種方式可以提高代碼的靈活性和可測試性。接口注入要求目標Bean的屬性必須聲明為接口類型,而不是具體實現類。容器會根據配置選擇合適的實現類進行注入。這種松耦合的設計有利于代碼的擴展和維護。注入的高級話題循環依賴（CircularDependency）：Spring容器能夠檢測并解決Bean之間的循環依賴，確保應用程序的正常運行。懶加載（LazyLoading）：對于非立即需要使用的Bean,Spring容器可以延遲初始化,提高系統的性能和資源利用率。自定義作用域（CustomScope）：除了內置的作用域,開發者也可以根據需求定義并注冊自己的Bean作用域,增強容器的靈活性。第4章Spring的AOPAOP（Aspect-OrientedProgramming）是Spring框架的另一大核心概念。本章將深入探討AOP的基本原理和實現機制,幫助您理解切面、連接點和通知等AOP的關鍵元素。我們還將學習如何使用AOP解決實際開發中的常見問題。AOP的概念AOP（Aspect-OrientedProgramming）是Spring框架的另一大核心概念,它通過將橫切關注點從主業務邏輯中分離出來,以更加模塊化和可擴展的方式來管理應用程序的復雜性。AOP允許開發者定義切面（Aspect）來封裝跨多個類或方法的功能,如日志記錄、性能監控和安全檢查等。與傳統面向對象編程（OOP）關注如何組織代碼的繼承和組合,AOP關注如何組織影響多個類或方法的功能。通過AOP,開發者可以專注于編寫主業務邏輯,而將橫切關注點移到獨立的切面中,從而提高了代碼的可維護性和可擴展性。AOP的實現方式代理模式（ProxyPattern）SpringAOP通過動態代理的方式實現切面織入。容器會為目標Bean創建一個代理對象,在調用目標方法時執行切面邏輯。這種基于接口的動態代理適用于簡單場景,更復雜的情況可以使用CGLIB字節碼增強技術。編譯時織入（Compile-timeWeaving）使用AspectJ編譯器可以在編譯階段將切面邏輯直接"織入"到目標類中。這種靜態織入方式可以提高運行時性能,但需要特殊的編譯過程,不太靈活。載入時織入（Load-timeWeaving）通過Java代理或者AspectJ的LTW機制,可以在類加載時動態地將切面邏輯織入到目標類中。這種方式靈活性介于動態代理和編譯時織入之間。運行時織入（RuntimeWeaving）Spring提供了基于JDK動態代理和CGLIB的運行時織入實現,允許在應用程序運行時動態地"織入"切面邏輯。這種方式靈活性強,但可能會影響性能。切面、連接點、切點切面（Aspect）切面是AOP的基本單元,封裝了跨多個類或方法的功能,如日志記錄、性能監控和安全檢查等。切面包含了通知（Advice）和切點（Pointcut）。連接點（Joinpoint）連接點是程序執行過程中能夠應用通知的一個具體位置,通常對應方法的執行、異常的拋出等。切點用于選擇感興趣的連接點。切點（Pointcut）切點是用于定位連接點的表達式,描述了通知應該被應用的位置。SpringAOP支持多種切點表達式語言,如execution、within等。通知類型Before通知Before通知在目標方法執行之前被調用,可用于在方法執行前執行預處理邏輯。After通知After通知在目標方法執行之后被調用,可用于在方法執行后進行后處理。Around通知Around通知可以在目標方法執行前后都介入,提供對方法調用的完全控制權。Throwing通知Throwing通知在目標方法拋出異常時被調用,用于處理異常并提供自定義的錯誤處理邏輯。使用AOP解決問題AOP是Spring框架提供的一種強大的解決方案,它能夠幫助開發者從主業務邏輯中分離出橫跨多個類或方法的功能,如日志記錄、性能監控和安全檢查等。通過在切面中封裝這些關注點,開發者可以更加專注于編寫核心業務邏輯,從而提高代碼的可維護性和可擴展性。舉個例子,我們可以通過AOP實現一個全局的日志記錄功能。只需要定義一個切面,在其中編寫通知邏輯,然后將其應用到目標方法上。無需在每個需要日志記錄的地方手動添加代碼,大大簡化了開發和維護的工作。同樣的方式,我們還可以使用AOP來實現性能監控、安全檢查等橫切關注點。第5章Spring的事務管理在企業級應用開發中,事務管理是不可或缺的重要功能。本章將深入探討Spring中豐富的事務管理機制,包括事務的概念、傳播行為和隔離級別等核心知識。我們將學習如何通過編程式和聲明式兩種方式來管理事務,從而確保系統的數據完整性和一致性。事務的概念事務是一組原子性的操作,要么全部成功執行,要么全部失敗回滾。事務具有ACID特性:原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔離性（Isolation）和持久性（Durability）。事務管理確保了數據的完整性和一致性,是企業級應用開發中不可或缺的重要功能。事務的傳播行為1REQUIRED當前事務必須被執行2SUPPORTS如果存在事務,則加入該事務3REQUIRES_NEW創建新的事務,原有事務掛起4NOT_SUPPORTED不支持事務,若有事務則掛起事務的傳播行為描述了當一個事務方法被另一個事務方法調用時,事務應該如何傳播。Spring支持多種傳播行為,開發者可以根據實際需求選擇合適的傳播策略,以確保數據一致性。事務的隔離級別事務的隔離級別決定了事務在并發執行時的可見性。Spring支持以下四種隔離級別:讀未提交（ReadUncommitted）事務可以讀取未被提交的數據,可能會出現臟讀。讀已提交（ReadCommitted）事務只能讀取已被提交的數據,可防止臟讀但可能出現不可重復讀。可重復讀（RepeatableRead）事務在整個過程中看到的數據是一致的,可防止不可重復讀但可能出現幻讀。串行化（Serializable）事務嚴格按順序執行,可防止所有并發問題但性能較差。編程式事務管理編程式事務管理允許開發者直接使用底層的事務API來控制事務的行為。這種方式提供了最大的靈活性,可以精細地管理事務的各個方面,如傳播行為和隔離級別等