Spring是什么?Spring在开发中起什么作用?Spring的实现原理是什么?

1.Spring是一个轻量级的开源框架,是为解决企业级应用开发的复杂性而创建的,通过核心的Bean factory实现了底层的类的实例化和生命周期的管理。
       Spring的最根本使命是:简化java开发。
1)第一种理解

ioc的思想最核心的地方在于,资源不由使用资源的双方管理,而由不使用资源的第三方管理,这可以带来很多好处。第一,资源集中管理,实现资源的可配置和易管理。第二,降低了使用资源双方的依赖程度,也就是我们说的耦合度。

也就是说,甲方要达成某种目的不需要直接依赖乙方,它只需要达到的目的告诉第三方机构就可以了,比如甲方需要一双袜子,而乙方它卖一双袜子,它要把袜子卖出去,并不需要自己去直接找到一个卖家来完成袜子的卖出。它也只需要找第三方,告诉别人我要卖一双袜子。这下好了,甲乙双方进行交易活动,都不需要自己直接去找卖家,相当于程序内部开放接口,卖家由第三方作为参数传入。甲乙互相不依赖,而且只有在进行交易活动的时候,甲才和乙产生联系。反之亦然。这样做什么好处么呢,甲乙可以在对方不真实存在的情况下独立存在,而且保证不交易时候无联系,想交易的时候可以很容易的产生联系。甲乙交易活动不需要双方见面,避免了双方的互不信任造成交易失败的问题。因为交易由第三方来负责联系,而且甲乙都认为第三方可靠。那么交易就能很可靠很灵活的产生和进行了。

这就是ioc的核心思想。生活中这种例子比比皆是,支付宝在整个淘宝体系里就是庞大的ioc容器,交易双方之外的第三方,提供可靠性可依赖可灵活变更交易方的资源管理中心。另外人事代理也是,雇佣机构和个人之外的第三方。

在以上的描述中,诞生了两个专业词汇,依赖注入和控制反转

所谓的依赖注入,则是,甲方开放接口,在它需要的时候,能够讲乙方传递进来(注入)

所谓的控制反转,甲乙双方不相互依赖,交易活动的进行不依赖于甲乙任何一方,整个活动的进行由第三方负责管理。

2)第二种理解

要了解控制反转( Inversion of Control ), 我觉得有必要先了解软件设计的一个重要思想:依赖倒置原则(Dependency Inversion Principle )

什么是依赖倒置原则?假设我们设计一辆汽车:先设计轮子,然后根据轮子的大小设计底盘,接着根据底盘设计车身,最后根据车身设计好整个汽车。这里就出现了一个“依赖”关系:汽车依赖车身,车身依赖底盘,底盘依赖轮子

这样的设计看起来没问题,但是可维护性却很低。假设设计完工之后,上司却突然说根据市场需求的变动,要我们把车子的轮子设计都改大一码。这下我们就蛋疼了:因为我们是根据轮子的尺寸设计的底盘,轮子的尺寸一改,底盘的设计就得修改;同样因为我们是根据底盘设计的车身,那么车身也得改,同理汽车设计也得改——整个设计几乎都得改!

我们现在换一种思路。我们先设计汽车的大概样子,然后根据汽车的样子来设计车身,根据车身来设计底盘,最后根据底盘来设计轮子。这时候,依赖关系就倒置过来了:轮子依赖底盘, 底盘依赖车身, 车身依赖汽车。

 

  

 这时候,上司再说要改动轮子的设计,我们就只需要改动轮子的设计,而不需要动底盘,车身,汽车的设计了。

这就是依赖倒置原则——把原本的高层建筑依赖底层建筑“倒置”过来,变成底层建筑依赖高层建筑。高层建筑决定需要什么,底层去实现这样的需求,但是高层并不用管底层是怎么实现的。这样就不会出现前面的“牵一发动全身”的情况。


控制反转(Inversion of Control) 就是依赖倒置原则的一种代码设计的思路。具体采用的方法就是所谓的依赖注入(Dependency Injection)。其实这些概念初次接触都会感到云里雾里的。说穿了,这几种概念的关系大概如下:

 

 为了理解这几个概念,我们还是用上面汽车的例子。只不过这次换成代码。我们先定义四个Class,车,车身,底盘,轮胎。然后初始化这辆车,最后跑这辆车。代码结构如下:

  这样,就相当于上面第一个例子,上层建筑依赖下层建筑——每一个类的构造函数都直接调用了底层代码的构造函数。假设我们需要改动一下轮胎(Tire)类,把它的尺寸变成动态的,而不是一直都是30。我们需要这样改:

 

 由于我们修改了轮胎的定义,为了让整个程序正常运行,我们需要做以下改动:

 

 由此我们可以看到,仅仅是为了修改轮胎的构造函数,这种设计却需要修改整个上层所有类的构造函数!在软件工程中,这样的设计几乎是不可维护的——在实际工程项目中,有的类可能会是几千个类的底层,如果每次修改这个类,我们都要修改所有以它作为依赖的类,那软件的维护成本就太高了。

所以我们需要进行控制反转(IoC),及上层控制下层,而不是下层控制着上层。我们用依赖注入(Dependency Injection)这种方式来实现控制反转。所谓依赖注入,就是把底层类作为参数传入上层类,实现上层类对下层类的“控制”。这里我们用构造方法传递的依赖注入方式重新写车类的定义:

 

 这里我们再把轮胎尺寸变成动态的,同样为了让整个系统顺利运行,我们需要做如下修改:

 

  看到没?这里我只需要修改轮胎类就行了,不用修改其他任何上层类。这显然是更容易维护的代码。不仅如此,在实际的工程中,这种设计模式还有利于不同组的协同合作和单元测试:比如开发这四个类的分别是四个不同的组,那么只要定义好了接口,四个不同的组可以同时进行开发而不相互受限制;而对于单元测试,如果我们要写Car类的单元测试,就只需要Mock一下Framework类传入Car就行了,而不用把Framework, Bottom, Tire全部new一遍再来构造Car。

这里我们是采用的构造函数传入的方式进行的依赖注入。其实还有另外两种方法:Setter传递接口传递。这里就不多讲了,核心思路都是一样的,都是为了实现控制反转

 

 看到这里你应该能理解什么控制反转和依赖注入了。那什么是控制反转容器(IoC Container)呢?其实上面的例子中,对车类进行初始化的那段代码发生的地方,就是控制反转容器。

 

 显然你也应该观察到了,因为采用了依赖注入,在初始化的过程中就不可避免的会写大量的new。这里IoC容器就解决了这个问题。这个容器可以自动对你的代码进行初始化,你只需要维护一个Configuration(可以是xml可以是一段代码),而不用每次初始化一辆车都要亲手去写那一大段初始化的代码。这是引入IoC Container的第一个好处。

IoC Container的第二个好处是:我们在创建实例的时候不需要了解其中的细节。在上面的例子中,我们自己手动创建一个车instance时候,是从底层往上层new的:

 

 这个过程中,我们需要了解整个Car/Framework/Bottom/Tire类构造函数是怎么定义的,才能一步一步new/注入。

而IoC Container在进行这个工作的时候是反过来的,它先从最上层开始往下找依赖关系,到达最底层之后再往上一步一步new(有点像深度优先遍历):

 

 这里IoC Container可以直接隐藏具体的创建实例的细节,在我们来看它就像一个工厂:

 

  我们就像是工厂的客户。我们只需要向工厂请求一个Car实例,然后它就给我们按照Config创建了一个Car实例。我们完全不用管这个Car实例是怎么一步一步被创建出来。

实际项目中,有的Service Class可能是十年前写的,有几百个类作为它的底层。假设我们新写的一个API需要实例化这个Service,我们总不可能回头去搞清楚这几百个类的构造函数吧?IoC Container的这个特性就很完美的解决了这类问题——因为这个架构要求你在写class的时候需要写相应的Config文件,所以你要初始化很久以前的Service类的时候,前人都已经写好了Config文件,你直接在需要用的地方注入这个Service就可以了。这大大增加了项目的可维护性且降低了开发难度。


想要深入了解的话,可以上网查阅一些更权威的资料。这里推荐一下 Dependency injection Inversion of Control Containers and the Dependency Injection pattern 这两篇文章,讲的很好很详细。Inversion of Control Containers and the Dependency Injection pattern 之读书笔记一 - Lance Ma - 博客园 (cnblogs.com) 

2.Spring是一个三层架构,也为J2EE应用程序开发提供集成的框架;
            Web层:Spring MVC;
            业务层 :Spring的IoC;
            持久层 :Spring的JDBC、ORM、等持久层框架;

  3.一些重要的Spring Framework模块是:

  • Spring Core: 基础,可以说 Spring 其他所有的功能都需要依赖于该类库。主要提供 IOC 依赖注入功能。
  • **Spring Aspects ** : 该模块为与AspectJ的集成提供支持。
  • Spring AOP :提供了面向方面的编程实现。
  • Spring JDBC : Java数据库连接。
  • Spring JMS :Java消息服务。
  • Spring ORM : 用于支持Hibernate等ORM工具。
  • Spring Web : 为创建Web应用程序提供支持。
  • Spring Test : 提供了对 JUnit 和 TestNG 测试的支持。
   
  4.Spring的核心是:控制反转(IoC)和面向切面编程(AOP);

IoC(Inverse of Control:控制反转)而是一种设计思想,就是 将原本在程序中手动创建对象的控制权,交由Spring框架来管理。 IoC 在其他语言中也有应用,并非 Spirng 特有。 IoC 容器是 Spring 用来实现 IoC 的载体, IoC 容器实际上就是个Map(key,value),Map 中存放的是各种对象。

将对象之间的相互依赖关系交给 IOC 容器来管理,并由 IOC 容器完成对象的注入。这样可以很大程度上简化应用的开发,把应用从复杂的依赖关系中解放出来。 IOC 容器就像是一个工厂一样,当我们需要创建一个对象的时候,只需要配置好配置文件/注解即可,完全不用考虑对象是如何被创建出来的。 在实际项目中一个 Service 类可能有几百甚至上千个类作为它的底层,假如我们需要实例化这个 Service,你可能要每次都要搞清这个 Service 所有底层类的构造函数,这可能会把人逼疯。如果利用 IOC 的话,你只需要配置好,然后在需要的地方引用就行了,这大大增加了项目的可维护性且降低了开发难度。

Spring 时代我们一般通过 XML 文件来配置 Bean,后来开发人员觉得 XML 文件来配置不太好,于是 SpringBoot 注解配置就慢慢开始流行起来。

推荐阅读:

Spring IOC的初始化过程:

IOC源码阅读

                 IoC :控制反转:
        ①:控制反转模式(也称依赖性介入),主要是不创建对象,但是描述创建它们的方式,在代码中不直接与对象和服务连接,但在配文件中描述哪一组件需要哪一个服务;  
                 ②:IoC的设计目标是与JavaBean组件一起使用;
                 ③:直接作用在功能的底层;
                 ④:Spring里面最高级的抽象是BeanFactory(对应的是工厂模式);
                        BeanFactory有两种模式:单态、原型;
                        单态:查询时对具有特定名称的对象共享实例进行检索;  eg:Singleton
                        原型:每次检索都会创建单独的对象,(在每个用户都需要自己的对象时,原型模式是最适合的);
 
AOP

AOP(Aspect-Oriented Programming:面向切面编程)能够将那些与业务无关,却为业务模块所共同调用的逻辑或责任(例如事务处理、日志管理、权限控制等)封装起来,便于减少系统的重复代码降低模块间的耦合度,并有利于未来的可拓展性和可维护性

Spring AOP就是基于动态代理的,如果要代理的对象,实现了某个接口,那么Spring AOP会使用JDK Proxy,去创建代理对象,而对于没有实现接口的对象,就无法使用 JDK Proxy 去进行代理了,这时候Spring AOP会使用Cglib ,这时候Spring AOP会使用 Cglib 生成一个被代理对象的子类来作为代理,如下图所示:

  当然你也可以使用 AspectJ ,Spring AOP 已经集成了AspectJ ,AspectJ 应该算的上是 Java 生态系统中最完整的 AOP 框架了。

使用 AOP 之后我们可以把一些通用功能抽象出来,在需要用到的地方直接使用即可,这样大大简化了代码量。我们需要增加新功能时也方便,这样也提高了系统扩展性。日志功能、事务管理等等场景都用到了 AOP 。

AOP :面向切面编程
                  ①:可以说是oop(Object Oriented Programming,面向对象编程)的补充和完善;
                                        (OOP :引入封装、继承、多态等概念来建立一种对象层次结构,用于模拟公共行为的集合,OOP允许开发者定义纵向的关系,但并不适合定义横向的关系,例如日志功能。日志代码往往横向地散布在所有对象层次中,而与它对应的对象的核心功能毫无关系对于其他类型的代码,如安全性,异常处理和透明的持续性也都是如此,这种散布在各处的无关的代码被称为横切(cross cutting),在OOP设计中,它导致了大量代码的重复,而不利于各个模块的重用);
                  ②:AOP用的是和oop相反的一种叫"横切"的技术,打比方,一个类里面同样实现两个方法的那一段,就是将那些影响到多个类的公共行为都封装到一个可重用模块,这就是AOP中的A (Aspect,切面,与业务无关,主要是减少代码的复用);
                  ③:横切把系统分为两个部分:核心关注点 (业务处理的主要流程) 和 横切关注点 (在核心关注点里的多出,各处基本相同);
                  ④:AOP的作用在于分离系统中的各种关注点,将核心关注点和横切关注点分离开来;
                  ⑤ :横切关注点:eg:对哪些方法进行拦截,拦截后的处理;
                  ⑥ :切面 :类是对物体特征的抽象,切面就是对横切关注点的抽象;               
                  ⑦ :Spring中AOP代理由Spring的IoC容器负责生成、管理、依赖关系也由IoC容器负责管理(AOP代理可以直接使用容器中的其它bean实例作为目标,这种关系可由IOC容器的依赖注入提供;
                  ⑧:Spring的代理默认使用java动态代理来创建AOP代理,这样可以为任何接口实例创建代理;
                  ⑨:当需要代理的类不是代理接口的时候,Spring会切换为使用CGLIB代理;
                                CGLIB:就是一个强大的,高性能的代码生成库,主要通过 对字节码的操作为对象引入间接级别,以控制对象的访问);
posted @ 2020-04-24 12:13  初仰  阅读(8408)  评论(0编辑  收藏  举报