【Spring】Spring是什么?

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前言

前面我们学习了 servlet 的相关知识,但是呢?使用 servlet 进行网站的开发步骤还是比较麻烦的,而我们本身程序员就属于是比较懒的群体,所以为了解决咱们的这个 servlet 步骤较为复杂的情况,一些大佬就在 servlet 的基础上开发出了 Spring 框架,而 Spring 也因为其轻量和开发效率高的特点,成为了 Java 圈子中非常受欢迎的一种框架。那么这篇文章我将为大家介绍一下什么是 Spring。

什么是Spring

我们通常说的 Spring 指的是 Spring FrameWork。Spring 是一个开源的轻量级框架,它是为了简化企业级应用开发而设计的。Spring 提供了控制反转(IOC)和面向切面编程(AOP)等核心功能,使得开发者可以更加专注于业务逻辑的实现,而不需要关注底层的实现细节。Spring可以与各种第三方库和框架集成,如Hibernate、Struts等,使得这些库和框架可以更加方便地在Spring应用程序中使用。此外,Spring还提供了一些模板类,用于简化常见的开发任务,如数据访问、事务管理等。

让我们看看官方的解释:什么是Spring?https://spring.io/why-spring
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用一句话概括 Spring:Spring 是包含了众多工具方法的 IoC 容器。

那问题来了,什么是容器?什么是 IoC 容器?接下来我们一起来看。

什么是容器

Spring容器是Spring框架的核心组成部分,它负责管理Spring bean的生命周期和依赖关系。Spring容器是一个bean工厂(BeanFactory),它负责实例化、配置和管理bean。在Spring应用程序中,所有的bean都存储在Spring容器内,并通过IoC(控制反转)技术进行管理。Spring容器通过自动装配(autowiring)的方式将各个bean之间建立联系,从而减少了手动配置的工作量。同时,Spring容器还提供了丰富的扩展机制,使得开发者可以根据自己的需求对bean进行定制化配置。

什么是 IoC

Spring IoC即控制反转(Inversion of Control),是一种设计思想,它通过将对象的创建和管理权交给Spring容器,降低了程序之间的耦合性,提高了系统的可维护性和可重用性。在Spring框架中,IoC主要通过XML配置文件、注解或Java配置等方式实现。通过使用IoC,应用程序的各个模块可以以松耦合的方式协同工作,提高了应用程序的可扩展性和可维护性。

传统程序开发

如何理解上面这段话呢?我们通过一个例子来解释。

假设我们现在构建一辆车的程序,实现思路是这样的。

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构建一辆车(Car Class),然而车需要依赖车身(FrameWork Class),而车身需要依赖底盘(BottomClass),而底盘需要依赖轮胎(Tire Class),最终程序的实现代码如下:

public class NewCarExample {
	public static void main(String[] args) {
		Car car = new Car();
		car.init();
	} 
	
	/**
	* 汽车对象
	*/
	static class Car {
		public void init() {
			// 依赖车身
			Framework framework = new Framework();
			framework.init();
		}
	}
	
	/**
	* 车身类
	*/
	static class Framework {
		public void init() {
			// 依赖底盘
			Bottom bottom = new Bottom();
			bottom.init();
		}
	} 
	
	/**
	* 底盘类
	*/
	static class Bottom {
		public void init() {
			// 依赖轮胎
			Tire tire = new Tire();
			tire.init();
		}
	}

	/**
	* 轮胎类
	*/
	static class Tire {
		// 尺寸
		private int size = 30;
		public void init() {
			System.out.println("轮胎尺寸:" + size);
		}
	}
}

以上程序中,轮胎的尺寸的固定的,然而随着对的车的需求量越来越大,个性化需求也会越来越多,这时候我们就需要加工多种尺寸的轮胎,那这个时候就要对上面的程序进行修改了,修改后的代码如下所示:

public class NewCarUpdateExample {
	public static void main(String[] args) {
		Car car = new Car(20);
		car.run();
	} 
	
	/**
	* 汽车对象
	*/
	static class Car {
		private Framework framework;
		public Car(int size) {
			framework = new Framework(size);
		} 
		
		public void run() {
			// 依赖车身
			framework.init();
		}
	} 
	
	/**
	* 车身类
	*/
	static class Framework {
		private Bottom bottom;
		public Framework(int size) {
			bottom = new Bottom(size);
		} 
		
		public void init() {
			// 依赖底盘
			bottom.init();
		}
	} 
	
	/**
	* 底盘类
	*/
	static class Bottom {
		private Tire tire;
		public Bottom(int size) {
			tire = new Tire(size);
		} 
	
		public void init() {
			// 依赖轮胎
			tire.init();
		}
	} 
	
	/**
	* 轮胎类
	*/
	static class Tire {
		// 尺寸
		private int size;
		public Tire(int size) {
			this.size = size;
		} 
		
		public void init() {
			System.out.println("轮胎尺寸:" + size);
		}
	}
}

从以上代码可以看出,以上程序的问题是:当最底层代码改动之后,整个调用链上的所有代码都需要修改。

那么如何解决这个问题呢?

我们可以尝试不在每个类中自己创建下级类,如果自己创建下级类就会出现当下级类发生改变操作,自己也要跟着修改。

此时,我们只需要将原来由自己创建的下级类,改为传递的方式(也就是注入的方式),因为我们不需要在当前类中创建下级类了,所以下级类即使发生变化(创建或减少参数),当前类本身也无需修改任何代码,这样就完成了程序的解耦。

解耦指的是解决了代码的耦合性,耦合性也可以换一种叫法叫程序相关性。好的程序代码的耦合性(代码之间的相关性)是很低的,也就是代码之间要实现解耦。

这就好比我们打造一辆完整的汽车,如果所有的配件都是自己造,那么当客户需求发生改变的时候,比如轮胎的尺寸不再是原来的尺寸了,那我们要自己动手来改了,但如果我们是把轮胎外包出去,那么即使是轮胎的尺寸发生变变了,我们只需要向代理工厂下订单就行了,我们自身是不需要出力的。

控制反转式程序开发

我们把调用汽车的程序示例改造一下,把创建子类的方式,改为注入传递的方式,具体实现代码如下:

public class IocCarExample {
	public static void main(String[] args) {
		Tire tire = new Tire(20);
		Bottom bottom = new Bottom(tire);
		Framework framework = new Framework(bottom);
		Car car = new Car(framework);
		car.run();
	} 
	
	static class Car {
		private Framework framework;
		
		public Car(Framework framework) {
			this.framework = framework;
		} 
	
		public void run() {
			framework.init();
		}
	} 
	
	static class Framework {
		private Bottom bottom;
		public Framework(Bottom bottom) {
			this.bottom = bottom;
		}
		
		public void init() {
			bottom.init();
		}
	} 
	
	static class Bottom {
		private Tire tire;
		public Bottom(Tire tire) {
			this.tire = tire;
		}
		
		public void init() {
			tire.init();
		}
	} 
	
	static class Tire {
		private int size;
		public Tire(int size) {
			this.size = size;
		} 
		
		public void init() {
			System.out.println("轮胎:" + size);
		}
	}
}

代码经过以上调整,无论底层类如何变化,整个调用链是不用做任何改变的,这样就完成了代码之间的解耦,从而实现了更加灵活、通用的程序设计了。

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在传统的代码中对象创建顺序是:Car -> Framework -> Bottom -> Tire
改进之后解耦的代码的对象创建顺序是:Tire -> Bottom -> Framework -> Car

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通用程序的实现代码,类的创建顺序是反的,传统代码是 Car 控制并创建了
Framework,Framework 创建并创建了 Bottom,依次往下,而改进之后的控制权发生的反转,不再是上级对象创建并控制下级对象了,而是下级对象把注入将当前对象中,下级的控制权不再由上级类控制了,这样即使下级类发生任何改变,当前类都是不受影响的,这就是典型的控制反转,也就是 IoC 的实现思想。

理解Spring IoC

在传统的程序设计中,对象之间的依赖关系通常是由程序内部通过new关键字创建对象来实现的。这种方式会导致程序内部与具体的对象实现紧密耦合,一旦对象实现发生改变,程序其他部分的代码也需要相应地进行修改。这不仅增加了开发成本,也增加了代码的维护难度。

而Spring IoC则将对象的创建和管理权交给了Spring容器。在Spring容器中,所有的对象都被称为bean,并通过配置文件或注解等方式进行注册。当程序需要使用某个bean时,Spring容器会负责查找和注入该bean,而程序本身并不需要关心具体的bean实例化和管理。这种方式将对象的创建和管理权从程序转移到了Spring容器,从而实现了控制反转。

控制反转的好处在于:

  1. 降低耦合性:通过将对象的创建和管理权交给Spring容器,程序与其他对象之间的耦合性降低,使得程序更加灵活、可维护和可重用。
  2. 提高可扩展性:由于对象的创建和管理权交给了Spring容器,当需要添加新的功能或模块时,只需要在Spring容器中注册相应的bean即可。这使得应用程序可以更加方便地进行扩展和升级。
  3. 简化开发:使用Spring IoC可以简化开发过程。开发者只需要关注业务逻辑的实现,而不需要花费过多的精力在对象的创建和管理上。
  4. 提高性能:虽然使用Spring IoC会增加一些额外的开销,但在大多数情况下,这种开销是微不足道的。而且,通过使用Spring IoC,可以减少不必要的对象创建和销毁,从而提高应用程序的性能。

DI

说到 IoC 不得不提的一个词就是“DI”,DI 是 Dependency Injection 的缩写,翻译成中文是“依赖注入”的意思。

DI(Dependency Injection)是一种软件设计模式,它用于实现松耦合和可测试性的代码结构。在常规的编程模式中,对象通常自己负责创建和管理它所依赖的其他对象,这导致了高度的依赖性,使得对象难以重用和测试。而DI通过将对象的依赖关系交给外部系统来管理,以解耦对象之间的关系,并提供了更高的灵活性和可测试性。

DI的主要实现方式包括构造函数注入、属性注入和方法注入。构造函数注入是最常见的DI方式,它通过在对象的构造函数中传递依赖对象来实现。属性注入是通过设置对象的属性来注入依赖对象。方法注入是一种更灵活的DI方式,它通过在对象的方法中传递依赖对象来实现。

DI的好处包括:文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-753642.html

  1. 降低耦合性:通过将对象的依赖关系交给外部系统来管理,DI使得对象之间的关系更加松散,提高了代码的可维护性和可重用性。
  2. 提高可测试性:DI使得对象的依赖关系可以通过外部系统进行配置和管理,这使得单元测试更加容易,提高了代码的可测试性。
  3. 提高灵活性:DI使得对象之间的依赖关系可以动态地改变和管理,这使得代码更加灵活,可以根据实际需求进行定制和扩展。

Spring帮助网站

  1. Spring官方网站:https://spring.io/
  2. Spring Framework官方文档:https://docs.spring.io/spring-framework/docs/current/reference/html/
  3. Spring Boot官方文档:https://docs.spring.io/spring-boot/docs/current/reference/htmlsingle/
  4. Spring Cloud官方文档:https://spring.io/projects/spring-cloud#learn
  5. Spring社区论坛:https://community.spring.io/
  6. Spring源代码仓库:https://github.com/spring-projects/spring-framework
  7. Spring源代码仓库中文文档:https://www.docs4dev.com/docs/zh/spring-framework/5.1.3.RELEASE/reference/
  8. Spring Boot中文文档:https://www.docs4dev.com/docs/zh/spring-boot/2.1.3.RELEASE/reference/
  9. Spring Cloud中文文档:https://www.docs4dev.com/docs/zh/spring-cloud/Finchley.SR2/reference/
    Spring官方博客:https://spring.io/blog

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