spring 的概述和入门

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本章节对应知识库

https://www.yuque.com/nanchengcyu/java

本内容来自尚硅谷课程，此处在知识库做了个人理解

1、概述

1.1、Spring是什么？

Spring 是一款主流的 Java EE 轻量级开源框架 ，Spring 由“Spring 之父”Rod Johnson 提出并创立，其目的是用于简化 Java 企业级应用的开发难度和开发周期。Spring的用途不仅限于服务器端的开发。从简单性、可测试性和松耦合的角度而言，任何Java应用都可以从Spring中受益。Spring 框架除了自己提供功能外，还提供整合其他技术和框架的能力。

Spring 自诞生以来备受青睐，一直被广大开发人员作为 Java 企业级应用程序开发的首选。时至今日，Spring 俨然成为了 Java EE 代名词，成为了构建 Java EE 应用的事实标准。

自 2004 年 4 月，Spring 1.0 版本正式发布以来，Spring 已经步入到了第 6 个大版本，也就是 Spring 6。本课程采用Spring当前最新发布的正式版本6.0.2。

1.2、Spring 的狭义和广义

在不同的语境中，Spring 所代表的含义是不同的。下面我们就分别从“广义”和“狭义”两个角度，对 Spring 进行介绍。

广义的 Spring：Spring 技术栈

广义上的 Spring 泛指以 Spring Framework 为核心的 Spring 技术栈。

经过十多年的发展，Spring 已经不再是一个单纯的应用框架，而是逐渐发展成为一个由多个不同子项目（模块）组成的成熟技术，例如 Spring Framework、Spring MVC、SpringBoot、Spring Cloud、Spring Data、Spring Security 等，其中 Spring Framework 是其他子项目的基础。

这些子项目涵盖了从企业级应用开发到云计算等各方面的内容，能够帮助开发人员解决软件发展过程中不断产生的各种实际问题，给开发人员带来了更好的开发体验。

狭义的 Spring：Spring Framework

狭义的 Spring 特指 Spring Framework，通常我们将它称为 Spring 框架。

Spring 框架是一个分层的、面向切面的 Java 应用程序的一站式轻量级解决方案，它是 Spring 技术栈的核心和基础，是为了解决企业级应用开发的复杂性而创建的。

Spring 有两个最核心模块： IoC 和 AOP。

IoC：Inverse of Control 的简写，译为“控制反转”，指把创建对象过程交给 Spring 进行管理。

AOP：Aspect Oriented Programming 的简写，译为“面向切面编程”。AOP 用来封装多个类的公共行为，将那些与业务无关，却为业务模块所共同调用的逻辑封装起来，减少系统的重复代码，降低模块间的耦合度。另外，AOP 还解决一些系统层面上的问题，比如日志、事务、权限等。

1.3、Spring Framework特点

• 非侵入式：使用 Spring Framework 开发应用程序时，Spring 对应用程序本身的结构影响非常小。对领域模型可以做到零污染；对功能性组件也只需要使用几个简单的注解进行标记，完全不会破坏原有结构，反而能将组件结构进一步简化。这就使得基于 Spring Framework 开发应用程序时结构清晰、简洁优雅。
  
• 控制反转：IoC——Inversion of Control，翻转资源获取方向。把自己创建资源、向环境索取资源变成环境将资源准备好，我们享受资源注入。
  
• 面向切面编程：AOP——Aspect Oriented Programming，在不修改源代码的基础上增强代码功能。
  
• 容器：Spring IoC 是一个容器，因为它包含并且管理组件对象的生命周期。组件享受到了容器化的管理，替程序员屏蔽了组件创建过程中的大量细节，极大的降低了使用门槛，大幅度提高了开发效率。
  
• 组件化：Spring 实现了使用简单的组件配置组合成一个复杂的应用。在 Spring 中可以使用 XML 和 Java 注解组合这些对象。这使得我们可以基于一个个功能明确、边界清晰的组件有条不紊的搭建超大型复杂应用系统。
  
• 一站式：在 IoC 和 AOP 的基础上可以整合各种企业应用的开源框架和优秀的第三方类库。而且 Spring 旗下的项目已经覆盖了广泛领域，很多方面的功能性需求可以在 Spring Framework 的基础上全部使用 Spring 来实现。
  

1.4、Spring模块组成

官网地址：https://spring.io/

上图中包含了 Spring 框架的所有模块，这些模块可以满足一切企业级应用开发的需求，在开发过程中可以根据需求有选择性地使用所需要的模块。下面分别对这些模块的作用进行简单介绍。

①Spring Core（核心容器）

spring core提供了IOC,DI,Bean配置装载创建的核心实现。核心概念： Beans、BeanFactory、BeanDefinitions、ApplicationContext。

• spring-core ：IOC和DI的基本实现
  
• spring-beans：BeanFactory和Bean的装配管理(BeanFactory)
  
• spring-context：Spring context上下文，即IOC容器(AppliactionContext)
  
• spring-expression：spring表达式语言
  

②Spring AOP

• spring-aop：面向切面编程的应用模块，整合ASM，CGLib，JDK Proxy
• spring-aspects：集成AspectJ，AOP应用框架
• spring-instrument：动态Class Loading模块

③Spring Data Access

• spring-jdbc：spring对JDBC的封装，用于简化jdbc操作
• spring-orm：java对象与数据库数据的映射框架
• spring-oxm：对象与xml文件的映射框架
• spring-jms： Spring对Java Message Service(java消息服务)的封装，用于服务之间相互通信
• spring-tx：spring jdbc事务管理

④Spring Web

• spring-web：最基础的web支持，建立于spring-context之上，通过servlet或listener来初始化IOC容器
• spring-webmvc：实现web mvc
• spring-websocket：与前端的全双工通信协议
• spring-webflux：Spring 5.0提供的，用于取代传统java servlet，非阻塞式Reactive Web框架，异步，非阻塞，事件驱动的服务

⑤Spring Message

• Spring-messaging：spring 4.0提供的，为Spring集成一些基础的报文传送服务

⑥Spring test

• spring-test：集成测试支持，主要是对junit的封装

1.5、Spring6特点

1.5.1、版本要求

（1）Spring6要求JDK最低版本是JDK17

1.5.2、本课程软件版本

（1）IDEA开发工具：2022.1.2

（2）JDK：Java17**（Spring6要求JDK最低版本是Java17）**

（3）Spring：6.0.2

2、入门

2.1、环境要求

• JDK：Java17+（Spring6要求JDK最低版本是Java17）
  
• Maven：3.6+
  
• Spring：6.0.2
  

2.2、构建模块

（1）构建父模块spring6

在idea中，依次单击 File -> New -> Project -> New Project

点击“Create”

删除src目录

（2）构建子模块spring6-first

点击 Create 完成

2.3、程序开发

2.3.1、引入依赖

https://spring.io/projects/spring-framework#learn

添加依赖：

<dependencies>
    <!--spring context依赖-->
    <!--当你引入Spring Context依赖之后，表示将Spring的基础依赖引入了-->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework</groupId>
        <artifactId>spring-context</artifactId>
        <version>6.0.2</version>
    </dependency>
    <!--junit5测试-->
    <dependency>
        <groupId>org.junit.jupiter</groupId>
        <artifactId>junit-jupiter-api</artifactId>
        <version>5.3.1</version>
    </dependency>
</dependencies>

查看依赖：

2.3.2、创建java类

package com.atguigu.spring6.bean;
public class HelloWorld {
    public void sayHello(){
        System.out.println("helloworld");
    }
}

2.3.3、创建配置文件

在resources目录创建一个 Spring 配置文件 beans.xml（配置文件名称可随意命名，如：springs.xm）

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">
    <!--
    配置HelloWorld所对应的bean，即将HelloWorld的对象交给Spring的IOC容器管理
    通过bean标签配置IOC容器所管理的bean
    属性：
        id：设置bean的唯一标识
        class：设置bean所对应类型的全类名
  -->
    <bean id="helloWorld" class="com.atguigu.spring6.bean.HelloWorld"></bean>
</beans>

2.3.4、创建测试类测试

package com.atguigu.spring6.bean;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;
public class HelloWorldTest {
    @Test
    public void testHelloWorld(){
        ApplicationContext ac = new ClassPathXmlApplicationContext("beans.xml");
        HelloWorld helloworld = (HelloWorld) ac.getBean("helloWorld");
        helloworld.sayHello();
    }
}

2.3.5、运行测试程序

2.4、程序分析

1. 底层是怎么创建对象的，是通过反射机制调用无参数构造方法吗？

修改HelloWorld类：

package com.atguigu.spring6.bean;
public class HelloWorld {
    public HelloWorld() {
        System.out.println("无参数构造方法执行");
    }
    public void sayHello(){
        System.out.println("helloworld");
    }
}

执行结果：

测试得知：创建对象时确实调用了无参数构造方法。

2. Spring是如何创建对象的呢？原理是什么？

// dom4j解析beans.xml文件，从中获取class属性值，类的全类名
 // 通过反射机制调用无参数构造方法创建对象
 Class clazz = Class.forName("com.atguigu.spring6.bean.HelloWorld");
 //Object obj = clazz.newInstance();
 Object object = clazz.getDeclaredConstructor().newInstance();

3. 把创建好的对象存储到一个什么样的数据结构当中了呢？

bean对象最终存储在spring容器中，在spring源码底层就是一个map集合，存储bean的map在DefaultListableBeanFactory类中：

private final Map<String, BeanDefinition> beanDefinitionMap = new ConcurrentHashMap<>(256);

Spring容器加载到Bean类时 , 会把这个类的描述信息, 以包名加类名的方式存到beanDefinitionMap 中,

Map<String,BeanDefinition> , 其中 String是Key , 默认是类名首字母小写 , BeanDefinition , 存的是类的定义(描述信息) , 我们通常叫BeanDefinition接口为 : bean的定义对象。

2.5、启用Log4j2日志框架

2.5.1、Log4j2日志概述

在项目开发中，日志十分的重要，不管是记录运行情况还是定位线上问题，都离不开对日志的分析。日志记录了系统行为的时间、地点、状态等相关信息，能够帮助我们了解并监控系统状态，在发生错误或者接近某种危险状态时能够及时提醒我们处理，同时在系统产生问题时，能够帮助我们快速的定位、诊断并解决问题。

Apache Log4j2是一个开源的日志记录组件，使用非常的广泛。在工程中以易用方便代替了 System.out 等打印语句，它是JAVA下最流行的日志输入工具。

Log4j2主要由几个重要的组件构成：

（1）日志信息的优先级，日志信息的优先级从高到低有TRACE < DEBUG < INFO < WARN < ERROR < FATAL

TRACE：追踪，是最低的日志级别，相当于追踪程序的执行

DEBUG：调试，一般在开发中，都将其设置为最低的日志级别

INFO：信息，输出重要的信息，使用较多

WARN：警告，输出警告的信息

ERROR：错误，输出错误信息

FATAL：严重错误

这些级别分别用来指定这条日志信息的重要程度；级别高的会自动屏蔽级别低的日志，也就是说，设置了WARN的日志，则INFO、DEBUG的日志级别的日志不会显示

（2）日志信息的输出目的地，日志信息的输出目的地指定了日志将打印到控制台还是文件中；

（3）日志信息的输出格式，而输出格式则控制了日志信息的显示内容。

2.5.2、引入Log4j2依赖

<!--log4j2的依赖-->
<dependency>
    <groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
    <artifactId>log4j-core</artifactId>
    <version>2.19.0</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
    <artifactId>log4j-slf4j2-impl</artifactId>
    <version>2.19.0</version>
</dependency>

2.5.3、加入日志配置文件

在类的根路径下提供log4j2.xml配置文件（文件名固定为：log4j2.xml，文件必须放到类根路径下。）

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<configuration>
    <loggers>
        <!--
            level指定日志级别，从低到高的优先级：
                TRACE < DEBUG < INFO < WARN < ERROR < FATAL
                trace：追踪，是最低的日志级别，相当于追踪程序的执行
                debug：调试，一般在开发中，都将其设置为最低的日志级别
                info：信息，输出重要的信息，使用较多
                warn：警告，输出警告的信息
                error：错误，输出错误信息
                fatal：严重错误
        -->
        <root level="DEBUG">
            <appender-ref ref="spring6log"/>
            <appender-ref ref="RollingFile"/>
            <appender-ref ref="log"/>
        </root>
    </loggers>
    <appenders>
        <!--输出日志信息到控制台-->
        <console name="spring6log" target="SYSTEM_OUT">
            <!--控制日志输出的格式-->
            <PatternLayout pattern="%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss SSS} [%t] %-3level %logger{1024} - %msg%n"/>
        </console>
        <!--文件会打印出所有信息，这个log每次运行程序会自动清空，由append属性决定，适合临时测试用-->
        <File name="log" fileName="d:/spring6_log/test.log" append="false">
            <PatternLayout pattern="%d{HH:mm:ss.SSS} %-5level %class{36} %L %M - %msg%xEx%n"/>
        </File>
        <!-- 这个会打印出所有的信息，
            每次大小超过size，
            则这size大小的日志会自动存入按年份-月份建立的文件夹下面并进行压缩，
            作为存档-->
        <RollingFile name="RollingFile" fileName="d:/spring6_log/app.log"
                     filePattern="log/$${date:yyyy-MM}/app-%d{MM-dd-yyyy}-%i.log.gz">
            <PatternLayout pattern="%d{yyyy-MM-dd 'at' HH:mm:ss z} %-5level %class{36} %L %M - %msg%xEx%n"/>
            <SizeBasedTriggeringPolicy size="50MB"/>
            <!-- DefaultRolloverStrategy属性如不设置，
            则默认为最多同一文件夹下7个文件，这里设置了20 -->
            <DefaultRolloverStrategy max="20"/>
        </RollingFile>
    </appenders>
</configuration>

2.5.4、测试

运行原测试程序

运行原测试程序，多了spring打印日志

2.5.5、使用日志

public class HelloWorldTest {
    private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(HelloWorldTest.class);
    @Test
    public void testHelloWorld(){
        ApplicationContext ac = new ClassPathXmlApplicationContext("beans.xml");
        HelloWorld helloworld = (HelloWorld) ac.getBean("helloWorld");
        helloworld.sayHello();
        logger.info("执行成功");
    }
}

控制台：