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看起来很长但还是有用的 Spring 学习笔记

SegmentFault思否 · 公众号 · 程序员 · 2017-11-19 08:00

正文

Spring致力于提供一种方法管理你的业务对象。在大量Java EE的应用中，随处可见Spring。今天我将简单的介绍一下Spring这个框架。

本文适合读者：

想学Spring的Java开发者
刚用Spring不久的人

Why

为什么要使用Spring？

Spring主要两个有功能为我们的业务对象管理提供了非常便捷的方法：

DI（Dependency Injection，依赖注入）
AOP（Aspect Oriented Programming，面向切面编程）

Java Bean

每一个类实现了Bean的规范才可以由Spring来接管，那么Bean的规范是什么呢？

必须是个公有(public)类
有无参构造函数
用公共方法暴露内部成员属性(getter,setter)

实现这样规范的类，被称为Java Bean。即是一种可重用的组件。

额外补充： Java 帝国之Java bean (上） Java 帝国之Java bean（下）

DI-依赖注入

简单来说，一个系统中可能会有成千上万个对象。如果要手工维护它们之间的关系，这是不可想象的。我们可以在Spring的XML文件描述它们之间的关系，由Spring自动来注入它们——比如A类的实例需要B类的实例作为参数set进去。

扩展： Spring 的本质系列(1) -- 依赖注入

AOP-面向切面编程

就以日志系统为例。在执行某个操作前后都需要输出日志，如果手工加代码，那简直太可怕了。而且等代码庞大起来，也是非常难维护的一种情况。这里就需要面向切面来编程

扩展： Spring本质系列(2)-AOP

How

关于Bean

Bean的生命周期

如你所见，在bean准备就绪之前，bean工厂执行了若干启动步骤。我们对图进行详细描述：

Spring对bean进行实例化；
Spring将值和bean的引用注入到bean对应的属性中；
如果bean实现了BeanNameAware接口，Spring将bean的ID传递给setBean-Name()方法；
如果bean实现了BeanFactoryAware接口，Spring将调用setBeanFactory()方法，将BeanFactory容器实例传入；
如果bean实现了ApplicationContextAware接口，Spring将调用setApplicationContext()方法，将bean所在的应用上下文的引用传入进来；
如果bean实现了BeanPostProcessor接口，Spring将调用它们的post-ProcessBeforeInitialization()方法；
如果bean实现了InitializingBean接口，Spring将调用它们的after-PropertiesSet()方法。类似地，如果bean使用init-method声明了初始化方法，该方法也会被调用；
如果bean实现了BeanPostProcessor接口，Spring将调用它们的post-ProcessAfterInitialization()方法；
此时，bean已经准备就绪，可以被应用程序使用了，它们将一直驻留在应用上下文中，直到该应用上下文被销毁；
如果bean实现了DisposableBean接口，Spring将调用它的destroy()接口方法。同样，如果bean使用destroy-method声明了销毁方法，该方法也会被调用。

Bean的作用域

Spring定义了多种Bean作用域，可以基于这些作用域创建bean，包括：

单例（Singleton）：在整个应用中，只创建bean的一个实例。
原型（Prototype）：每次注入或者通过Spring应用上下文获取的时候，都会创建一个新的bean实例。
会话（Session）：在Web应用中，为每个会话创建一个bean实例。
请求（Rquest）：在Web应用中，为每个请求创建一个bean实例。

在代码里看起来是这样的：

@Scope(ConfigurableBeanFactory.SCOPE_PROTOTYPE)
public class MyIsBean{...}

XML版本：

 




    
id="BEANID" class="com.my.beans" scope="prototype">

在默认情况下，Spring应用上下文中所有bean都是作为以单例（singleton）的形式创建的。也就是说，不管给定的一个bean被注入到其他bean多少次，每次所注入的都是同一个实例。

在大多数情况下，单例bean是很理想的方案。初始化和垃圾回收对象实例所带来的成本只留给一些小规模任务，在这些任务中，让对象保持无状态并且在应用中反复重用这些对象可能并不合理。

有时候，可能会发现，你所使用的类是易变的（mutable），它们会保持一些状态，因此重用是不安全的。在这种情况下，将class声明为单例的bean就不是什么好主意了，因为对象会被污染，稍后重用的时候会出现意想不到的问题。

声明Bean

以下是声明Bean的注解：

@Component 组件，没有明确的角色
@Service 在业务逻辑层使用
@Repository 在数据访问层使用
@Controller 在展现层使用(MVC -> Spring MVC)使用
在这里，可以指定bean的id名：Component("yourBeanName")
同时，Spring支持将@Named作为@Component注解的替代方案。两者之间有一些细微的差异，但是在大多数场景中，它们是可以互相替换的。

关于依赖注入

注入Bean的注解

@Autowired Spring提供的注解

不仅仅是对象，还有在构造器上，还能用在属性的Setter方法上。

不管是构造器、Setter方法还是其他的方法，Spring都会尝试满足方法参数上所声明的依赖。假如有且只有一个bean匹配依赖需求的话，那么这个bean将会被装配进来。

如果没有匹配的bean，那么在应用上下文创建的时候，Spring会抛出一个异常。为了避免异常的出现，你可以将@Autowired的required属性设置为false。

将required属性设置为false时，Spring会尝试执行自动装配，但是如果没有匹配的bean的话，Spring将会让这个bean处于未装配的状态。但是，把required属性设置为false时，你需要谨慎对待。如果在你的代码中没有进行null检查的话，这个处于未装配状态的属性有可能会出现NullPointerException。

@Inject注解来源于Java依赖注入规范，该规范同时还为我们定义了@Named注解。在自动装配中，Spring同时支持@Inject和@Autowired。尽管@Inject和@Autowired之间有着一些细微的差别，但是在大多数场景下，它们都是可以互相替换的。

@Autowired 是最常见的注解之一，但在老项目中，你可能会看到这些注解，它们的作用和 @Autowired 相近：

@Inject 是JSR-330提供的注解
@Resource 是JSR-250提供的注解

条件化的Bean

假设你希望一个或多个bean只有在应用的类路径下包含特定的库时才创建。或者我们希望某个bean只有当另外某个特定的bean也声明了之后才会创建。我们还可能要求只有某个特定的环境变量设置之后，才会创建某个bean。

在Spring 4之前，很难实现这种级别的条件化配置，但是Spring 4引入了一个新的 @Conditional 注解，它可以用到带有@Bean注解的方法上。如果给定的条件计算结果为true，就会创建这个bean，否则的话，这个bean会被忽略。

通过ConditionContext，我们可以做到如下几点：

借助getRegistry()返回的BeanDefinitionRegistry检查bean定义；
借助getBeanFactory()返回的ConfigurableListableBeanFactory检查bean是否存在，甚至探查bean的属性；
借助getEnvironment()返回的Environment检查环境变量是否存在以及它的值是什么；
读取并探查getResourceLoader()返回的ResourceLoader所加载的资源；
借助getClassLoader()返回的ClassLoader加载并检查类是否存在。

处理自动装配的歧义性

标示首选的bean

在声明bean的时候，通过将其中一个可选的bean设置为首选（primary）bean能够避免自动装配时的歧义性。当遇到歧义性的时候，Spring将会使用首选的bean，而不是其他可选的bean。实际上，你所声明就是“最喜欢”的bean。

限定自动装配的bean

设置首选bean的局限性在于@Primary无法将可选方案的范围限定到唯一一个无歧义性的选项中。它只能标示一个优先的可选方案。当首选bean的数量超过一个时，我们并没有其他的方法进一步缩小可选范围。

与之相反，Spring的限定符能够在所有可选的bean上进行缩小范围的操作，最终能够达到只有一个bean满足所规定的限制条件。如果将所有的限定符都用上后依然存在歧义性，那么你可以继续使用更多的限定符来缩小选择范围。

@Qualifier注解是使用限定符的主要方式。它可以与@Autowired和@Inject协同使用，在注入的时候指定想要注入进去的是哪个bean。例如，我们想要确保要将IceCream注入到setDessert()之中：

@Autowired
@Qualifier("iceCream")
public




    
 void setDessert(Dessert dessert){
  this.dessert = dessert;
}

这是使用限定符的最简单的例子。为@Qualifier注解所设置的参数就是想要注入的bean的ID。所有使用@Component注解声明的类都会创建为bean，并且bean的ID为首字母变为小写的类名。因此，@Qualifier("iceCream")指向的是组件扫描时所创建的bean，并且这个bean是IceCream类的实例。

实际上，还有一点需要补充一下。更准确地讲，@Qualifier("iceCream")所引用的bean要具有String类型的“iceCream”作为限定符。如果没有指定其他的限定符的话，所有的bean都会给定一个默认的限定符，这个限定符与bean的ID相同。因此，框架会将具有“iceCream”限定符的bean注入到setDessert()方法中。这恰巧就是ID为iceCream的bean，它是IceCream类在组件扫描的时候创建的。

基于默认的bean ID作为限定符是非常简单的，但这有可能会引入一些问题。如果你重构了IceCream类，将其重命名为Gelato的话，那此时会发生什么情况呢？如果这样的话，bean的ID和默认的限定符会变为gelato，这就无法匹配setDessert()方法中的限定符。自动装配会失败。

这里的问题在于setDessert()方法上所指定的限定符与要注入的bean的名称是紧耦合的。对类名称的任意改动都会导致限定符失效。

SpringEL

Value实现资源的注入

Bean的初始化和销毁

Java配置方式：initMethod和destoryMethod
注解：@PostConstruct和@PreDestory

Profile

提供在不同的环境下使用不同的配置

激活Profile

Spring在确定哪个profile处于激活状态时，需要依赖两个独立的属性：spring.profiles.active和spring.profiles.default。如果设置了spring.profiles.active属性的话，那么它的值就会用来确定哪个profile是激活的。但如果没有设置spring.profiles.active属性的话，那Spring将会查找spring.profiles.default的值。如果spring.profiles.active和spring.profiles.default均没有设置的话，那就没有激活的profile，因此只会创建那些没有定义在profile中的bean。

使用profile进行测试

当运行集成测试时，通常会希望采用与生产环境（或者是生产环境的部分子集）相同的配置进行测试。但是，如果配置中的bean定义在了profile中，那么在运行测试时，我们就需要有一种方式来启用合适的profile。

Spring提供了@ActiveProfiles注解，我们可以使用它来指定运行测试时要激活哪个profile。在集成测试时，通常想要激活的是开发环境的profile。

比如Profile("dev")

Application Event

使用 Application Event 可以做到Bean与Bean之间的通信

Spring的事件需要遵循如下流程：

自定义事件，集成ApplicationEvent
定义事件监听器，实现ApplicationListener
使用容器发布事件

关于AOP

名词介绍

通知（Advice）

通知定义了 切面是什么以及何时使用 。除了描述切面要完成的工作，通知还解决了何时执行这个工作的问题。它应该应用在某个方法被调用之前？之后？之前和之后都调用？还是只在方法抛出异常时调用？

Spring切面可以应用5种类型的通知：

前置通知（Before）：在目标方法被调用之前调用通知功能；
后置通知（After）：在目标方法完成之后调用通知，此时不会关心方法的输出是什么；
返回通知（After-returning）：在目标方法成功执行之后调用通知；
异常通知（After-throwing）：在目标方法抛出异常后调用通知；
环绕通知（Around）：通知包裹了被通知的方法，在被通知的方法调用之前和调用之后执行自定义的行为。

对应注解：

注　　解	通　　知
@After	通知方法会在目标方法返回或抛出异常后调用
@AfterReturning	通知方法会在目标方法返回后调用
@AfterThrowing	通知方法会在目标方法抛出异常后调用
@Around	通知方法会将目标方法封装起来
@Before	通知方法会在目标方法调用之前执行

连接点（Join point）

连接点是在应用执行过程中能够插入切面的一个点。这个点可以是调用方法时、抛出异常时、甚至修改一个字段时。切面代码可以利用这些点插入到应用的正常流程之中，并添加新的行为。

切点（Pointcut）

如果说通知定义了切面的“什么”和“何时”的话，那么切点就定义了 “何处” 。切点的定义会匹配通知所要织入的一个或多个连接点。我们通常使用明确的类和方法名称，或是利用正则表达式定义所匹配的类和方法名称来指定这些切点。有些AOP框架允许我们创建动态的切点，可以根据运行时的决策（比如方法的参数值）来决定是否应用通知。

切面（Aspect）

通知+切点=切面

引入（Introduction）

引入允许我们向现有的类添加新方法或属性

织入（Weaving）

织入是把切面应用到目标对象并创建新的代理对象的过程。切面在指定的连接点被织入到目标对象中。在目标对象的生命周期里有多个点可以进行织入：

编译期：切面在目标类编译时被织入。这种方式需要特殊的编译器。AspectJ的织入编译器就是以这种方式织入切面的。
类加载期：切面在目标类加载到JVM时被织入。这种方式需要特殊的类加载器（ClassLoader），它可以在目标类被引入应用之前增强该目标类的字节码。AspectJ 5的加载时织入（load-time weaving，LTW）就支持以这种方式织入切面。
运行期：切面在应用运行的某个时刻被织入。一般情况下，在织入切面时，AOP容器会为目标对象动态地创建一个代理对象。 Spring AOP就是以这种方式织入切面的。

Spring对AOP的支持：

基于代理的经典Spring AOP；
纯POJO切面（4.x版本需要XML配置）；
@AspectJ注解驱动的切面；
注入式AspectJ切面（适用于Spring各版本）。

前三种都是Spring AOP实现的变体， Spring AOP构建在动态代理基础之上，因此，Spring对AOP的支持局限于方法拦截 。也就是说，AspectJ才是王道。

另外在代理类中包裹切面，Spring在运行期把切面织入到Spring管理的bean中。如下图所示，代理类封装了目标类，并拦截被通知方法的调用，再把调用转发给真正的目标bean。当代理拦截到方法调用时，在调用目标bean方法之前，会执行切面逻辑。 直到应用需要被代理的bean时，Spring才创建代理对象。 如果使用的是ApplicationContext的话，在ApplicationContext从BeanFactory中加载所有bean的时候，Spring才会创建被代理的对象。因为Spring运行时才创建代理对象，所以我们不需要特殊的编译器来织入Spring AOP的切面。

例子

public interface Performance(){
  public void perform();
}

现在来写一个切点表达式，这个表达式能够设置当perform()方法执行时触发通知的调用。

execution(* concert.Performance.perform(..))
//execution：在方法执行时触发
//*：返回任意类型
//concert.Performance：方法所属类
//perform：方法名
//(..)：使用任意参数

不仅如此，还可以写的更复杂一点

execution(* concert.Performance.perform(..)&&within(concert.*))
//增加了一个与操作，当concert包下的任意类方法被调用时也会触发

在切点中选择bean

execution(*concert.Performance.perform()) and bean('woodstock')
//限定bean id为woodstock

来个完整的切面

@Aspect
public class Audience{
  @Before("execution(**concert.Performance.perform(..))")
  public void silenceCellPhones(){
    System.out.println("Silencing cell phones");
  }
  @Before("execution{** concert.Performance.perform{..}}")
  public void taskSeats(){
    System.out.println("Talking seats");
  




    
}
  @AfterReturning("execution{** concert.Performance.perform{..}}")
  public void applause(){
    System.out.println("CLAP CLAP CLAP!!!");
  }
  @AfterThrowing("execution{** concert.Performance.perform{..}}")
  public void demanRefund(){
    System.out.println("Demanding a refund");
  }
}

可以简化一下

@Aspect
public class Audience{
  //避免频繁使用切点表达式
  @Pointcut("execution(** concert.Performance.perform(..))")
  




    
public void performance(){}
  @Before("performance()")
  public void silenceCellPhones(){
    System.out.println("Silencing cell phones");
  }
  @Before("performance()")
  public void taskSeats(){
    System.out.println("Talking seats");
  }
  @AfterReturning("performance()")
  public 




    
void applause(){
    System.out.println("CLAP CLAP CLAP!!!");
  }
  @AfterThrowing("performance()")
  public void demanRefund(){
    System.out.println("Demanding a refund");
  }
}

`XML中声明切面`

AOP配置元素	用途
	定义AOP通知器
	定义AOP后置通知（不管被通知的方法是否执行成功）
	定义AOP返回通知
	定义AOP异常通知
	定义AOP环绕通知
	定义一个切面
	启用@AspectJ注解驱动的切面
	定义一个AOP前置通知
	顶层的AOP配置元素。大多数的元素必须包含在元素内
	以透明的方式为被通知的对象引入额外的接口
	定义一个切点

来个栗子

public class Audience{
  public void silenceCellPhones(){
    System.out.println("Silencing cell phones");
  }
  public void taskSeats(){
    System.out.println("Talking seats");
  }
  public void applause(){
    System.out.println("CLAP CLAP CLAP!!!");
  }
  public void demandRefund(){
    System.