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(史上最全的)Spring6框架学习教程

2024/10/6 6:01:34 来源:https://blog.csdn.net/qq_62325622/article/details/140754791  浏览:    关键词:(史上最全的)Spring6框架学习教程

一、什么是Spring

1.javaWeb框架发展史

1、Servlet+JSP+JavaBean(跳转页面、业务逻辑判断、数据库查询)

2、MVC三层架构(M Model =pojo(User)V-view(USP)C-(controller-servlet))
(
web-跳转页面
service-业务逻辑判断   new UserService0;
dao-数据库查询 new UserDao();
)

3、使用EJB进行应用的开发,但是EJB是重量级框架(在使用的时候,过多的接口和依赖,侵入性强),在使用上比较麻烦 UserService imp extends

4、Struts1/Struts2+Hibernate+Spring
Spring
(
web-跳转页面 Struts
service-业务逻辑判断
dao-数据库查询Hibernate
)--------SSH

5、SpringMVC+Mybatis+Spring
(
web-跳转页面 SpringMVC(出现BUG,使用毕竟麻烦)
service-业务逻辑判断
dao-数据库查询 myBatis
)-------SSM
6、SpringBoot开发,约定大于配置SSM搭建架构需要大量XML配置文件

7、mvvm架构
Model(模型):负责处理应用程序的数据逻辑,比如数据库读写等数据源的操作。
View(视图):负责显示数据(即模型层的数据)并且接收用户操作界面的界面。
ViewModel(视图模型):作为Model和View之间的桥梁,从Model层获取数据后,处理并返回给View层显示。ViewModel 还负责处理View层的用户界面操作,将相关事件转发到Model层。

2.Spring框架简介

Spring框架英文全称Spring framework,是由Spring团队研发的模块化、轻量级开源框架。其主要目的 是为了简化项目开发。在项目开发中,可以说没有刻意使用Spring,却处处有着Spring存在,用官网对Spring框架的介绍:Spring框架核心功能包含依赖注入、事务管理、Web应用、数据访问、消息发送等等。

Spring框架的设计理念基于以下核心原则:
轻量级设计:

轻量级设计是Spring框架的首要原则之一。通过采用轻量级的设计,Spring能够在应用程序开发中提供高效、简单的解决方案。相比于其他重型框架,Spring注重简洁性,使得开发者能够更专注于业务逻辑的实现,而不必被繁琐的框架细节所困扰。

非侵入性的设计:

Spring框架强调非侵入性,这意味着开发者不需要修改已有的Java类来适应框架,从而保持了代码的整洁性和可维护性。非侵入性设计的优势在于,开发者可以更灵活地选择使用和配置框架的功能,而不会影响到已有的代码结构。

3.Spring loC/Dl 详解

3.1、IoC/DI简介

 因为loC/Dl是 Spring Framework的基础。Spring Framework 其他所有功能都是在loC/DI 基础上 研发的。

loc: Inversion of Control控制反转
Dl:DependencyInjection 依赖注入

控制(对象创建权利)被反转:
之前:由程序员控制对象创建
UserService(new UserDao())-------->UserDao ;强耦合,再小的代码变更都会引起BUG的可能性之后:依赖Spring注入(DI)
Spring(newUserService(); new UserDao();)如果需要用到Spring管理的对象,需要依赖Spring注入(DI)

下图是没有使用IoC/DI前和使用了之后的对比图 

 

 3.2、IoC/DI的优缺点

优点:

  1. 解耦合:降低组件之间的依赖,使代码更易于理解和维护。
  2. 提高灵活性:便于在运行时替换依赖,增加系统的灵活性。
  3. 易于测试:支持单元测试,可以轻松注入模拟对象。
  4. 代码重用:相同的组件可以在不同的上下文中重用。
  5. 提高可读性:依赖关系明确,代码意图清晰。

缺点:

  1. 学习曲线:需要时间理解和掌握IoC和DI的概念。
  2. 配置复杂性:在复杂系统中,容器的配置可能变得复杂。
  3. 性能开销:可能引入一些性能开销,尤其是在应用程序启动时。
  4. 过度依赖框架:可能使得代码过于依赖特定的框架,降低可移植性。
  5. 引入复杂性:在一些简单应用中,可能会引入不必要的复杂性。

3.3、IoC/DI在项目中的应用场景

Java EE企业应用开发
IoC和DI是解耦组件之间复杂关系的利器。Spring IoC模块就是IoC模式的一种实现,通过依赖注入和AOP切面增强了为JavaBean这样的POJO对象赋予事务管理、生命周期管理等基本功能。

EJB模式
在EJB模式中,应用开发人员需要编写EJB组件,满足EJB容器的规范,才能运行在EJB容器中。Spring通过IoC提供了一个基本的JavaBean容器,管理依赖关系,降低了应用开发对传统J2EE技术规范的依赖。

Web应用程序
在Web应用程序中,控制器(Controller)和视图(View)之间的依赖关系可以通过DI来管理。这样可以降低代码的耦合度,提高可维护性和可扩展性。

服务层
在服务层中,服务类之间也可以通过DI来传递依赖对象。这种方式使得组件可以独立于其他组件进行开发和测试,提高了开发效率和代码质量。

数据访问层
在数据访问层中,DAO(Data Access Object)对象也可以通过DI来注入数据库连接信息。这种方式简化了代码的配置,使得依赖关系管理更加灵活和可维护。

二、基于Springboot快速启动Spring

点击下一步就可以创建一个SpringBoot项目并且Springboot项目我们也可以从下面图片看到SpringBoot中是依赖了Spring的。

三、SpringIoc核心容器

1.什么是Bean

1.1 Bean的简述

 Bean 是由Spring容器创建并管理的对象实例。Spring通过依赖注入(DI)和控制反转(IoC)机制管理这些对象的生命周期和依赖关系。

1.2 如何配置Bean

  1. <bean class="">
  2. @Component 写在类上面
    1. @Service
    2. @Repository
    3. @Configuration
    4. ...
  3. @Bean
    1. 写在方法上面
    2. 通常写在配置类里面
      1. @Bean方法调用另外一个@Bean方法,会从spring容器中去获取
    3. 可以干预bean的实例化过程的,jar包中的类如果要配置bean就需要用@Bean
    4. 在方法中声明的参数spring会帮我们自动注入进来
  4. @lmport
    1. @Import必须写在类上面
    2. 标记的类必须是一个bean否则不会起作用
    3. 普通类-----直接@lmport(UserService.class)普通类,把普通类注入spring
       
    4. lmportSelector-----lmportSelector -用于根据完整限定名字符串批量注入Bean
      • 定义一个类实现
      • ii.批量注册bean(通过实现selectlmports,返回bean的完整类路径字符串数组)
        ii.@lmport(实现lmportSelector.class)

1.3 实例化Bean

1.3.1 使用默认构造函数

这是最常见的方式,Spring容器会调用Bean类的默认无参构造函数来创建实例。

@Component
public class MyBean {public MyBean() {// 构造函数逻辑}
}

1.3.2 使用实例工厂方法实例化--@Bean

        可以自由的选择构造函数进行实例化

1.3.3 使用工厂类

        通过实现BeanFactory接口或使用FactoryBean接口来创建Bean实例。这种方式提供了更高的灵活性,允许你控制Bean的创建和初始化过程。

public class MyBeanFactory implements FactoryBean<MyBean> {public MyBean getObject() throws Exception {return new MyBean();}public Class<MyBean> getObjectType() {return MyBean.class;}
}

2.依赖注入

2.1 @Autowired注解

 要实现自动装配一定要用@Autowired

  1. @Bean 方法的参数默认会自动装配
  2. Bean的有参构造函数默认会自动装配(前提只能有一个有参构造函数)

@Autowired特性

@Autowired可以写在构造函数、方法、字段、参数

  1. 构造函数
    1. 如果bean只有一个有参构造函数,是省略@Autowired,会自动注入构造函数的参数。
    2. 如果有多个有参构造函数,并且没有无参构造函数:会报错, 解决:使用@Autowired指定某一个构造函数
    3. 构造函数上指定的@Autowired(required=false);会失效

     2.参数:
        如果想设置构造函数上面的参数为不是必须注入:单独去设置

        @Autowired(required = false)

        @Autowired(value = "specificBean")

2.2 @Inject和@Resource

 @Inject和@Resource
都是由JDK官方提供的。
Idea为什么不建议在字段上面使用@autowired

  1. 通过@Autowired注入私有字段不建议字段private,建议通过构造函数或者方法来进行自动注入
  2. @autowired受框架的限制

@Inject
不能设置required=false属性

<dependency><groupId>jakarta.inject</groupId><artifactId>jakarta.inject-api</artifactId><version>2.0.1</version>
</dependency>

@Resource
会先根据名字找,再根据类型找 

2.3 @Value

接受前端请求参数---pojo , 把数据库查询到的数据---pojo
user{ name ,age ..}

1. 直接值(基本类型,String等)

  @Value("ltx")private String name;@Value("18")private Integer age;

2.对外部属性(SpringBoot配置文件)文件的引用 


@Component
public class MovieRecommender {private final String catalog;public MovieRecommender(@Value("${catalog.name}") String catalog) {this.catalog = catalog;}
}

3.默认值

@Component
public class MovieRecommender {private final String catalog;public MovieRecommender(@Value("${catalog.name:defaultCatalog}") String catalog) {this.catalog = catalog;}
}

3.自动注入顺序

3.1  @Order改变自动注入顺序

 用于改变自动装配时:如果一个类型, 有多个bean, 可以List来承接装备的类型。 在List里面的bean可以通过@Order来改变。

@Component
//@Order(9)
class A implements I {public A() {System.out.println("A");}
}@Component
//@Order(0)
public class B implements I{public B() {System.out.println("B");}
}
@SpringBootTest
public class TestOrder {@Testpublic void test(@Autowired List<I> i){System.out.println(i);// 输出的A 在前面B在后面}
}
@Component
@Order(9)
class A implements I {public A() {System.out.println("A");}
}@Component
@Order(0)
public class B implements I{public B() {System.out.println("B");}
}
@SpringBootTest
public class TestOrder {@Testpublic void test(@Autowired List<I> i){System.out.println(i);// 输出的B 在前面A在后面}
}

 

3.2 @DependsOn改变Bean创建顺序

 Bean创建: (@Componet class A --b---> 容器加载 new ApplicationContext()------>
new A(); DI ... ; )


new A () 负载数据库查询
new B()数据库连接

@DependsOn("d")
public class C {public C() {System.out.println("C");}
}

4.懒加载bean

懒加载作用:
默认的bean会在启动的时候就会创建, 如果说某些Bean非常大, 如果在启动的时候就创建就会影响启动速度, 就可以把那些大的Bean设置成懒加载, 这样可以优化启动速度

懒加载Bean创建: (@Componet class A --b---> 容器加载 new ApplicationContext()------> )
用到的时候才会创建(new A(); DI ... ; ):

SpringBoot将所有的bean都配置为懒加载

spring.main.lazy-initialization=true

5.@Scope作用域

默认Bean单例(只会new 一次,不管@autowired多少次,只会创建一次)
好处: 节省内存空间(有线程安全风险)

多例Bean(只会new 一次,不管@autowired多少次,只会创建一次)
好处: 节省内存空间(有线程安全风险)

Bean 是单例的,会不会有线程安全问题?

线程安全问题: 多线程并发的情况下, 同时对同一个共享资源(Bean)进行读写,就出现线程不安全,问题:(脏读、数据串改)

会不会有线程安全问题: 会!
但是! 只要不在单例bean中声明一些共享的类成员变量(共享资源),并且不对共享资源进行读写, 也不会出现线程安全问题, 所以基本上bean就会使用默认的单例(节省内存开销)。

 单例

@Scope("singleton")
@Component
public class SingletonBean {// ...
}

原型

@Scope("prototype")
@Component
public class PrototypeBean {// ...
}

6.循环依赖

new applicationContext(); ----> new BeanA(); ——>解析@autowired----->去容器中获取BeanB(容器容器中没有B,创建B)----> ----> new BeanB(); ——>解析@autowired----->去容器中获取BeanA(容器容器中没有A,创建A)---->循环执行......

问题的根本Bean要经过依赖注入完(解析@autowired之后)后才会放到spring容器

解决

1.在配置文件中放开循环依赖的限制

# 放开循环依赖的限制#spring.main.allow-circular-references=true

2.代码设计层面:
        a. 把依赖的方法, 直接写在本类中,断绝其中一方依赖关系
        b. 添加一个中间类, 中间类去依赖A、B, 然后让中间类去组织他们的依赖方法。

3.延迟注入
        a.添加需要依赖的构造函数参数
        b.添加@Lazy注解

@Lazy
public BeanA(BeanB beanb) {this.beanb = beanb;
}@Lazy
public Bean(BeanA beana) {this.beana = beana;
}

四、SpringAOP面相切面编程

 AOP:Aspect Oriented Programming 面向切面编程 编程思想

4.1 为什么要用到AOP

所有业务功能都已经实现,但是最后我想在所有的功能里面加一个公共的功能,(记录所有的请求的用时), 利用AOP, 切面(需要增强的公共的、跟业务没有关系的公共代码)。可以在不改变原有业务代码的基础上进行了增强。
如何在Spring中创建一个所谓切面?
切面里面的代码怎么运行在业务方法(之前、之后)

4.2 AOP快速上手

第一步:引入pom.xml依赖

        <dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-aop</artifactId></dependency>

 通过下面的图片我们可以看到AOP包中其实还有aspect,aspect是一个成熟的AOP框架

 

第二步:编写业务代码

package com.ltx.springtest.service;import org.springframework.stereotype.Service;@Service
public class UserService {//添加用户public void addUser(){System.out.println("添加用户");}//删除用户public void deleteUser(){System.out.println("删除用户");}//修改用户public void updateUser(){System.out.println("修改用户");}
}

第三步:编写aop切面类

之前说过AOP就是面向切面编程, OK大家现在可以直观的看到切面了,我们现在就是要面向这个切面类来编程,增强业务方法,记录日志:

package com.ltx.springtest;import org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint;
import org.aspectj.lang.annotation.Around;
import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
import org.springframework.stereotype.Component;@Aspect
@Component
public class LogAspect {/*** 切面环绕通知,针对UserService接口的所有方法执行进行监控。* 使用 ProceedingJoinPoint 参数来获取方法信息并控制方法的执行。* 该通知将在方法执行前、执行后以及发生异常时打印日志信息。** @param proceedingJoinPoint AOP联盟提供的 ProceedingJoinPoint 类型的参数,用于获取方法信息和继续方法的执行。* @return 返回方法的执行结果。* @throws Throwable 如果方法执行过程中抛出异常,则重新抛出异常。*/@Around("execution(* com.ltx.springtest.service.UserService.*(..))")public Object before(ProceedingJoinPoint proceedingJoinPoint){System.out.println("方法进入");Object proceed=null;try {proceed = proceedingJoinPoint.proceed();} catch (Throwable e) {System.out.println("方法异常");throw new RuntimeException(e);}finally {System.out.println("方法执行完毕");}System.out.println("方法返回");return proceed;}
}

第四步:测试

测试类

package com.ltx.springtest;import com.ltx.springtest.service.UserService;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;@SpringBootTest
class SpringTestApplicationTests {@Testvoid contextLoads(@Autowired UserService userService) {userService.addUser();}}

结果如下所示:

 

所以spring可以在不改变原有业务代码的基础上进行了增强
如何在Spring中创建一个所谓切面?

@Aspect+@Component+通知+切点

4.3 AOP详细使用

 4.3.1 @EnableAspectJAutoProxy

 启用AOP,没有这个注解AOP功能无法使用

@EnableAspectJAutoProxy是否一定要加?
为什么没有加AOP也起作用了?
SpringBoot其实会通过启动类自动帮我们加上@EnableAspectJAutoProxy,所以可以省略。
但是依然建议加上@EnableAspectJAutoProxy,在Spring中是要加的。

4.3.2 通知

 通知分类

后置通知@After:目标方法之后执行

异常通知@AfterThrowing:目标方法出现了异常执行
返回通知@AfterReturning:目标方法返回值执行
环绕通知@Around:可以把代码增强在目标方法的任意地方,更通用

前置通知实例

// 前置通知
@Before("execution(* com.example.c4_aop.advice.UserServce.*(..) )")
public void before(JoinPoint joinPoint){
// 记录当前方法的方法名,参数
String methodName = joinPoint.getSignature().getName();// 参数
Object[] args = joinPoint.getArgs();// 目标对象
Object target = joinPoint.getTarget();System.out.println("当前执行的方法是"+target.getClass()+"."+methodName+";参数"+ Arrays.toString(args));}

执行顺序:
正常:前置-->目标方法-->返回通知--->后置通知(finally)
异常: 前置-->目标方法-->异常通知--->后置通知(finally)

4.3.3 切点 

4.3.3.1 表达式抽取
@Pointcut("execution( public int cn.ltx.inter.MyCalculator.*(int,int))")public void myPoint(){}@Before("myPoint()")public static void start(JoinPoint joinPoint){Object[] args = joinPoint.getArgs();String name = joinPoint.getSignature().getName();System.out.println(name+"方法开始执行,参数是:"+ Arrays.asList(args));}@AfterReturning(value = "myPoint()",returning = "result")public static void stop(JoinPoint joinPoint,Object result){String name = joinPoint.getSignature().getName();System.out.println(name+"方法执行完成,结果是:"+result);}@AfterThrowing(value = "myPoint()",throwing = "exception")public static void logException(JoinPoint joinPoint,Exception exception){String name = joinPoint.getSignature().getName();System.out.println(name+"方法出现异常:"+exception.getMessage());}@After("myPoint()")private int end(JoinPoint joinPoint){String name = joinPoint.getSignature().getName();System.out.println(name+"方法执行结束了......");return 0;}
}
4.3.3.2 切点表达式 

Spring AOP支持使用以下AspectJ切点标识符(PCD),用于切点表达式:
切点标识符:规定匹配的位置

  • execution: 用于匹配方法执行连接点。 这是使用Spring AOP时使用的主要切点标识符。 可以匹配到方法级别 ,细粒度

  • 访问修饰符:不写代表所有
  • 返回值:*代表所有
  • 完整限定名
      • com.xs.service
      • com.xs.*=com.xs.service com.xs.dao com.xs.xxx 名字任意,不代表层级任意
      • com.xs..= com.xs.service.imple 层级任意
      • *
      • com.xs..*=com.xs.service.imple.任意包. 任意类
      • 参数: 不写代表没有参数的方法, .. 代表任意参数 

五、Spring声明式事务

5.1 事务是什么

  一组关联的数据库操作 (转账);要么都成功,要么都失败,保证业务操作完整性的一种数据库机制。

ACID四大特性

A  原子性:原子性指的是 在一组业务操作下 要么都成功 要么都失败
在一组增删改查的业务下 要么都提交 要么都回滚
C  一致性:事务前后的数据要保证数据的一致性
在一组的查询业务下 必须要保证前后关联数据的一致性
I  隔离性:在并发情况下 事物之间要相互隔离。
D  持久性:数据一旦保存就是持久性的。

5.2 使用@Transactional注解

Spring的@Transactional注解是最常用的声明式事务管理方式。你可以将其添加到类或方法上,来声明事务的边界。

示例代码:

import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;@Service
public class UserService {// 声明类级别的事务,类中的所有方法都会应用这个事务配置@Transactionalpublic void createUser(User user) {// 创建用户的业务逻辑}public void updateUser(User user) {// 更新用户的业务逻辑}// 声明方法级别的事务,只对这个方法生效@Transactional(readOnly = true)public User getUser(Long id) {// 获取用户的业务逻辑return user;}
}

5.3. 事务属性

@Transactional注解支持多个属性来定义事务的行为:

  • propagation:定义事务的传播行为,默认为Propagation.REQUIRED
  • isolation:定义事务的隔离级别,默认为Isolation.DEFAULT
  • timeout:定义事务的超时时间,默认为-1(不超时)。
  • readOnly:定义事务是否为只读,默认为false
  • rollbackFor:定义哪些异常会导致事务回滚,默认为Throwable
  • noRollbackFor:定义哪些异常不会导致事务回滚。

示例代码

@Transactional(readOnly = true, propagation = Propagation.SUPPORTS, rollbackFor = Exception.class)public User getUser(Long id) 
{ // 获取用户的业务逻辑 return user; 
}

5.4. 事务传播行为

事务的传播行为定义了当事务方法被另一个事务方法调用时,事务如何传播:

  • Propagation.REQUIRED:如果当前存在事务,则加入该事务;如果当前没有事务,则创建一个新的事务。
  • Propagation.SUPPORTS:如果当前存在事务,则加入该事务;如果当前没有事务,则以非事务方式执行。
  • Propagation.MANDATORY:如果当前存在事务,则加入该事务;如果当前没有事务,则抛出异常。
  • Propagation.REQUIRES_NEW:无论当前是否存在事务,都创建一个新的事务。
  • Propagation.NOT_SUPPORTED:以非事务方式执行,如果当前存在事务,则挂起当前事务。
  • Propagation.NEVER:以非事务方式执行,如果当前存在事务,则抛出异常。

示例代码

@Transactional(propagation = Propagation.REQUIRES_NEW) 
public void createUser(User user) 
{ // 创建用户的业务逻辑 
}

5.5. 事务隔离级别

事务的隔离级别定义了事务在执行过程中对数据的可见性:

  • Isolation.DEFAULT:使用后端数据库的默认隔离级别。
  • Isolation.READ_UNCOMMITTED:最低的隔离级别,允许读取未提交的数据。
  • Isolation.READ_COMMITTED:保证读取的都是已提交的数据。
  • Isolation.REPEATABLE_READ:保证在同一个事务中,多次读取同一数据的结果是一致的。
  • Isolation.SERIALIZABLE:最高的隔离级别,完全串行执行事务。

脏读(Dirty Read):一个事务读取到了另一个事务未提交的数据。如果那个事务最终回滚,读取到的数据将是无效的。

不可重复读(Non-repeatable Read):在一个事务中,多次读取同一数据集合时,由于其他事务的修改,可能会得到不同的结果。这违反了事务的隔离性。

幻读(Phantom Read):一个事务在执行过程中,由于其他事务的插入或删除操作,导致读取到之前不存在的行,或者丢失了之前存在的行。

丢失更新(Lost Update):两个或多个事务同时修改同一数据,其中一个事务的修改可能会覆盖另一个事务的修改。特别是当两个事务读取同一数据,然后各自修改并提交时

死锁(Deadlock):两个或多个事务相互等待对方持有的资源,导致无法继续执行。这通常发生在事务试图获取多个资源的锁时。

示例代码

@Transactional(isolation = Isolation.REPEATABLE_READ)
public void updateUser(User user) 
{ // 更新用户的业务逻辑 
}

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