Spring高手之路

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Spring高手之路

2023-06-02 15:15| 来源: 网络整理| 查看: 265

文章目录 1. 配置类的编写与Bean的注册2. 注解驱动IOC的依赖注入与XML依赖注入对比3. Spring中组件的概念4. 组件注册5. 组件扫描5.1 使用@ComponentScan的组件扫描5.2 xml中启用component-scan组件扫描5.3 不使用@ComponentScan的组件扫描 6. 组件注册的其他注解7. 将注解驱动的配置与XML驱动的配置结合使用8. 思考总结8.1 为什么我们需要注册组件,这与Bean注册有什么区别?8.2 什么是组件扫描,为什么我们需要它,它是如何工作的?

1. 配置类的编写与Bean的注册

  XML配置中,我们通常采用ClassPathXmlApplicationContext,它能够加载类路径下的XML配置文件来初始化Spring应用上下文。然而,在注解驱动的配置中,我们则使用以Annotation开头和ApplicationContext结尾的类,如AnnotationConfigApplicationContext。

  对比于 XML 文件作为驱动,注解驱动需要的是配置类。一个配置类就可以类似的理解为一个 XML 。配置类没有特殊的限制,只需要在类上标注一个 @Configuration 注解即可。

我们创建一个 Book 类:

public class Book { private String title; private String author; public String getTitle() { return title; } public void setTitle(String title) { this.title = title; } public String getAuthor() { return author; } public void setAuthor(String author) { this.author = author; } }

在 xml 中声明 Bean 是通过 标签

那么在配置类中替换掉 标签,使用 @Bean 注解

我们创建一个配置类来注册这个 Book bean:

import org.springframework.context.annotation.Bean; import org.springframework.context.annotation.Configuration; @Configuration public class LibraryConfiguration { @Bean public Book book() { Book book = new Book(); book.setTitle("Java Programming"); book.setAuthor("Unknown"); return book; } }

  在这个配置中,我们使用了 @Configuration 注解来表示这是一个配置类,类似于一个 XML 文件。我们在 book() 方法上使用了 @Bean 注解,这意味着这个方法将返回一个由 Spring 容器管理的对象。这个对象的类型就是 Book,bean 的名称id就是方法的名称,也就是 “book”。

  类似于 XML 配置的 标签,@Bean 注解负责注册一个 bean。你可以把 @Bean 注解看作是 标签的替代品。

  如果你想要更改这个 bean 的名称,你可以在 @Bean 注解中使用 name 属性:

@Bean(name="mybook") public Book book() { Book book = new Book(); book.setTitle("Java Programming"); book.setAuthor("Unknown"); return book; }

  这样,这个 Book bean 的名称就变成了 “mybook”。

启动并初始化注解驱动的IOC容器

@SpringBootApplication public class DemoApplication { public static void main(String[] args) { ApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(LibraryConfiguration.class); // 从容器中获取 Book bean LibraryConfiguration libraryConfiguration = context.getBean(LibraryConfiguration.class); System.out.println(libraryConfiguration.book().getTitle()); System.out.println(libraryConfiguration.book().getAuthor()); } }

打印结果:

IOC

Java Programming和Unknown被打印,执行成功。

注意:@SpringBootApplication是一个复合注解,它等效于同时使用了@Configuration,@EnableAutoConfiguration和@ComponentScan。这三个注解的作用是:

@Configuration:指明该类是一个配置类,它可能会有零个或多个@Bean注解,方法产生的实例由Spring容器管理。

@EnableAutoConfiguration:告诉Spring Boot根据添加的jar依赖自动配置你的Spring应用。

@ComponentScan:Spring Boot会自动扫描该类所在的包以及子包,查找所有的Spring组件,包括@Configuration类。

  在非Spring Boot的传统Spring应用中,我们通常使用AnnotationConfigApplicationContext或者ClassPathXmlApplicationContext等来手动创建和初始化Spring的IOC容器。

  "非Spring Boot的传统Spring应用"是指在Spring Boot项目出现之前的Spring项目,这些项目通常需要手动配置很多东西,例如数据库连接、事务管理、MVC控制器等。这种类型的Spring应用通常需要开发者对Spring框架有深入的了解,才能做出正确的配置。

  Spring Boot是Spring项目的一个子项目,它旨在简化Spring应用的创建和配置过程。Spring Boot提供了一系列的"起步依赖",使得开发者只需要添加少量的依赖就可以快速开始项目的开发。此外,Spring Boot还提供了自动配置的特性,这使得开发者无需手动配置数据库连接、事务管理、MVC控制器等,Spring Boot会根据项目的依赖自动进行配置。

  因此,"非Spring Boot的传统Spring应用"通常需要手动创建和初始化Spring的IOC容器,比如使用AnnotationConfigApplicationContext或ClassPathXmlApplicationContext等。在Spring Boot应用中,这个过程被自动化了,开发者只需要在main方法中调用SpringApplication.run方法,Spring Boot就会自动创建和初始化Spring的IOC容器。SpringApplication.run(Application.class, args);语句就是启动Spring Boot应用的关键。它会启动一个应用上下文,这个上下文会加载所有的Spring组件,并且也会启动Spring的IOC容器。在这个过程中,所有通过@Bean注解定义的bean都会被创建,并注册到IOC容器中。

2. 注解驱动IOC的依赖注入与XML依赖注入对比

我们就以上面的例子来说,假设配置类注册了两个bean,并设置相关的属性:

import org.springframework.context.annotation.Bean; import org.springframework.context.annotation.Configuration; @Configuration public class LibraryConfiguration { @Bean public Book book() { Book book = new Book(); book.setTitle("Java Programming"); book.setAuthor("Unknown"); return book; } @Bean public Library library() { Library library = new Library(); library.setBook(book()); return library; } }

  这里的方法有@Bean注解,这个注解告诉Spring,这个方法返回的对象需要被注册到Spring的IOC容器中。

如果不用注解,要实现相同功能的话,对应的XML配置如下:

  在这个XML配置中,我们定义了两个元素,分别用来创建Book对象和Library对象。在创建Book对象时,我们使用了元素来设置title和author属性。在创建Library对象时,我们也使用了元素,但是这次我们使用了ref属性来引用已经创建的Book对象,这就相当于将Book对象注入到Library对象中。

3. Spring中组件的概念

  在Spring框架中,"组件"是一个广泛的概念,它包括任何Spring管理的对象,而不仅仅是那些定义为Bean的对象。当我们说Spring在进行"组件扫描"时,我们实际上是指Spring在寻找应用程序中所有可以由Spring自动管理的类。

  这些类可能包括标有@Component、@Service、@Repository、@Controller等注解的类。所有这些注解都是@Component的特殊形式或者说派生形式,并且它们都表明它们所注解的类是Spring组件。

  Spring在执行@ComponentScan时,会自动创建这些组件的实例,并注册到Spring上下文中,这就是为什么我们通常会说这些组件被"Spring管理"。实际上,这些组件在被Spring实例化后就成为了Spring Bean。

  @ComponentScan可以被理解为"Bean扫描",但实际上,它在概念上更广泛一些,它查找并管理的是应用中所有的Spring组件。

4. 组件注册

这里Library 标注 @Configuration 注解,即代表该类会被注册到 IOC 容器中作为一个 Bean。

@Component public class Library { }

相当于 xml 中的:

如果想指定 Bean 的名称,可以直接在 @Configuration 中声明 value 属性即可

@Component("libra") public class Library { }

  @Component("libra")就将这个bean的名称改为了libra,如果不指定 Bean 的名称,它的默认规则是 “类名的首字母小写”(例如Library 默认名称是 library )

5. 组件扫描

如果我们只写了@Component, @Configuration 这样的注解,IOC容器是找不到这些组件的。

5.1 使用@ComponentScan的组件扫描

忽略掉之前的例子,在这里我们需要运行的代码如下:

@Component public class Book { private String title = "Java Programming"; private String author = "Unknown"; public String getTitle() { return title; } public void setTitle(String title) { this.title = title; } public String getAuthor() { return author; } public void setAuthor(String author) { this.author = author; } } @Component public class Library { @Resource private Book book; public Book getBook() { return book; } public void setBook(Book book) { this.book = book; } }

如果不写@ComponentScan,而且@Component注解标识的类不在当前包或者子包,那么就会报错。

IOC

  难道@Component注解标识的类在当前包或者当前包的子包就可以不写@ComponentScan了吗?

  是的!前面说了,@SpringBootApplication 包含了 @ComponentScan,其实已经帮我们写了!只有组件和主程序不在一个共同的根包下,才需要显式地使用 @ComponentScan 注解。由于 Spring Boot 的设计原则是“约定优于配置”,所以推荐将主应用类放在根包下。

  在应用中,我们的组件(带有 @Component、@Service、@Repository、@Controller 等注解的类)和主配置类位于不同的包中,并且主配置类或者启动类没有使用 @ComponentScan 指定扫描这些包,那么在运行时就会报错,因为Spring找不到这些组件。

主程序:

@SpringBootApplication @ComponentScan(basePackages = "com.example") public class DemoApplication { public static void main(String[] args) { ApplicationContext context = SpringApplication.run(DemoApplication.class, args); Library library = context.getBean(Library.class); System.out.println(library.getBook().getTitle()); System.out.println(library.getBook().getAuthor()); } } IOC

  @ComponentScan 不一定非要写在主程序(通常是指 Spring Boot 的启动类)上,它可以写在任何配置类(标记有 @Configuration 注解的类)上。@ComponentScan 注解会告诉 Spring 从哪些包开始进行组件扫描。

  为了简化配置,我们通常会将 @ComponentScan 放在主程序上,因为主程序一般会位于根包下,这样可以扫描到所有的子包。这里为了演示,并没有把主程序放在根目录。

5.2 xml中启用component-scan组件扫描

对应于 @ComponentScan 的 XML 配置是 标签

  在这段 XML 配置中, 标签指定了 Spring 需要扫描 com.example 包及其子包下的所有类,这与 @ComponentScan 注解的功能是一样的。

  注意:在使用 标签时,需要在 XML 配置文件的顶部包含 context 命名空间和相应的 schema 位置(xsi:schemaLocation)。

5.3 不使用@ComponentScan的组件扫描

如果我们不写@ComponentScan注解,那么这里可以把主程序改为如下:

@SpringBootApplication public class DemoApplication { public static void main(String[] args) { ApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext("com.example"); Library library = context.getBean(Library.class); System.out.println(library.getBook().getTitle()); System.out.println(library.getBook().getAuthor()); } }

  AnnotationConfigApplicationContext 的构造方法中有一个是填写basePackages路径的,可以接受一个或多个包的名字作为参数,然后扫描这些包及其子包。

IOC

运行结果如下:

IOC

  在这个例子中,Spring 将会扫描 com.example 包及其所有子包,查找并注册所有的 Bean,达到和@ComponentScan注解一样的效果。

  我们也可以手动创建一个配置类来注册bean,那么想要运行得到一样的效果,需要的代码如下:

// 这里不要写@Component public class Book { private String title = "Java Programming"; private String author = "Unknown"; public String getTitle() { return title; } public void setTitle(String title) { this.title = title; } public String getAuthor() { return author; } public void setAuthor(String author) { this.author = author; } } // 这里不要写@Component public class Library { // 因为配置类里手动调用set方法注入,不需要写@Resource private Book book; public Book getBook() { return book; } public void setBook(Book book) { this.book = book; } } @Configuration public class LibraryConfiguration { @Bean public Book book() { Book book = new Book(); book.setTitle("Java Programming"); book.setAuthor("Unknown"); return book; } @Bean public Library library() { Library library = new Library(); library.setBook(book()); return library; } }

主程序:

@SpringBootApplication @ComponentScan("com.example") public class DemoApplication { public static void main(String[] args) { ApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(LibraryConfiguration.class); Library library = context.getBean(Library.class); System.out.println(library.getBook().getTitle()); System.out.println(library.getBook().getAuthor()); } }

运行结果如下:

IOC

  我们创建了一个配置类LibraryConfiguration,用于定义Book和Library这两个bean。然后我们使用了SpringApplication.run(DemoApplication.class, args)来创建Spring的IOC容器(Spring应用上下文就是Spring IOC容器),并加载应用所有的配置类。因为主程序不在根目录,@ComponentScan指定扫描目录。

  注意,这里运行配置类需要去掉Book和Library类的@Component注解,不然会报错A bean with that name has already been defined。这是因为如果同时在 Book 和 Library 类上使用了 @Component 注解,并且配置类LibraryConfiguration被 @ComponentScan 扫描到,那么 Book 和 Library 的实例将会被创建并注册两次。正确的做法是,要么在配置类中通过 @Bean 注解的方法创建Book 和 Library 的实例,要么在 Book 和 Library 类上写 @Component 注解。

为什么要有配置类出现?直接用@ComponentScan注解不就能解决了吗?

  我们在使用一些第三方库时,需要对这些库进行一些特定的配置。这些配置信息,我们可能无法直接通过注解或者XML来完成,或者通过这些方式完成起来非常麻烦。而配置类可以很好地解决这个问题。通过配置类,我们可以在Java代码中完成任何复杂的配置逻辑。

  假设你正在使用 MyBatis,在这种情况下可能需要配置一个SqlSessionFactory,在大多数情况下,我们无法(也不应该)直接修改第三方库的代码,所以无法直接在SqlSessionFactory类或其他类上添加@Configuration、@Component等注解。为了能够在Spring中使用和配置这些第三方库,我们需要创建自己的配置类,并在其中定义@Bean方法来初始化和配置这些类的实例。这样就可以灵活地控制这些类的实例化过程,并且可以利用Spring的依赖注入功能。

下面是一个使用@Configuration和@Bean来配置MyBatis的例子:

@Configuration @MapperScan("com.example.demp.mapper") public class MyBatisConfig { @Bean public SqlSessionFactory sqlSessionFactory(DataSource dataSource) throws Exception { SqlSessionFactoryBean factoryBean = new SqlSessionFactoryBean(); factoryBean.setDataSource(dataSource); factoryBean.setMapperLocations( new PathMatchingResourcePatternResolver().getResources("classpath*:com/example/demo/mapper/*Mapper.xml") ); return factoryBean.getObject(); } }

  sqlSessionFactory方法创建一个SqlSessionFactoryBean对象,并使用DataSource(Spring Boot默认为你配置的一个Bean)进行初始化。然后,它指定MyBatis mapper XML文件的位置,最后返回SqlSessionFactory对象。

  通过这种方式,你可以灵活地配置MyBatis,并将其整合到Spring应用中。这是一种比使用XML配置文件或仅仅依赖于自动配置更为灵活和强大的方式。

6. 组件注册的其他注解

  @Controller, @Service, @Repository和@Component 一样的效果,它们都会被 Spring IoC 容器识别,并将类实例化为 Bean。让我们来看这些注解:

@Controller:这个注解通常标注在表示表现层(比如 Web 层)的类上,如Spring MVC 中的控制器。它们处理用户的 HTTP 请求并返回响应。虽然 @Controller 与 @Component 在功能上是类似的,但 @Controller 注解的使用表示了一种语义化的分层结构,使得控制层代码更加清晰。 IOC @Service:这个注解通常用于标注业务层的类,这些类负责处理业务逻辑。使用 @Service 注解表明该类是业务处理的核心类,使得代码更具有语义化。 IOC @Repository:这个注解用于标记数据访问层,也就是数据访问对象或DAO层的组件。在数据库操作的实现类上使用 @Repository 注解,这样Spring将自动处理与数据库相关的异常并将它们转化为Spring的DataAccessExceptions。 IOC

  在实际开发中,几乎很少看到@Repository,而是利用 MyBatis 的 @Mapper 或 @MapperScan 实现数据访问,通常做法是,@MapperScan 注解用于扫描特定包及其子包下的接口,这些接口被称为 Mapper 接口。Mapper 接口方法定义了 SQL 查询语句的签名,而具体的 SQL 查询语句则通常在与接口同名的 XML 文件中定义。

  @MapperScan("com.example.**.mapper") 会扫描 com.example 包及其所有子包下的名为 mapper 的包,以及 mapper 包的子包。 ** 是一个通配符,代表任意深度的子包。

举个例子,以下是一个 Mapper 接口的定义:

package com.example.demo.mapper; public interface BookMapper { Book findBookById(int id); }

对应的 XML 文件(通常位于 resources 目录下,并且与接口在相同的包路径中)

DOCTYPE mapper PUBLIC "-//mybatis.org//DTD Mapper 3.0//EN" "http://mybatis.org/dtd/mybatis-3-mapper.dtd"> SELECT title, author FROM book WHERE id = #{id}

  注意:在 XML 文件中的 namespace 属性值必须与 Mapper 接口的全限定类名相同, 标签的 id 属性值必须与接口方法名相同。

然后,在 Spring Boot 的主类上,我们使用 @MapperScan 注解指定要扫描的包:

@SpringBootApplication @MapperScan("com.example.**.mapper") public class Application { public static void main(String[] args) { SpringApplication.run(Application.class, args); } }

  这样,MyBatis 就会自动为 UserMapper 接口创建一个实现类(实际上是一个代理对象),并将其注册到 Spring IOC 容器中,你就可以在你的服务类中直接注入 BookMapper 并使用它。

可能有小伙伴注意到了,这几个注解中都有这么一段代码

@AliasFor( annotation = Component.class ) String value() default "";

  @AliasFor 是 Spring 框架的注解,它允许你在一个注解属性上声明别名。在 Spring 的许多核心注解中,@AliasFor 用于声明一个或多个别名属性。

  举个例子,在 @Controller, @Service, @Repository注解中,value() 方法上的 @AliasFor 声明了一个别名属性,它的目标注解是 @Component,具体的别名属性是 value。也就是说,当我们在 @Controller, @Service, @Repository 注解上使用 value() 方法设置值时,实际上也就相当于在 @Component 注解上设置了 name 属性的值。同时,这也表明了 @Controller, @Service, @Repository注解本身就是一个特殊的 @Component。

7. 将注解驱动的配置与XML驱动的配置结合使用

  有没有这么一种可能,一个旧的Spring项目,里面有很多旧的XML配置,现在你接手了,想要全部用注解驱动,不想再写XML配置了,那应该怎么兼容呢?

假设我们有一个旧的Spring XML配置文件 old-config.xml:

这个文件定义了一个名为 “oldBean” 的bean。

然后,我们编写一个新的注解驱动的配置类:

package com.example; import org.springframework.context.annotation.Bean; import org.springframework.context.annotation.Configuration; import org.springframework.context.annotation.ImportResource; @Configuration @ImportResource("classpath:old-config.xml") public class NewConfig { @Bean public NewBean newBean() { return new NewBean(); } }

  在这个新的配置类中,我们使用 @ImportResource 注解来引入旧的XML配置文件,并定义了一个新的bean “newBean”。@ImportResource("classpath:old-config.xml")告诉Spring在初始化AppConfig配置类时,去类路径下寻找old-config.xml文件,并加载其中的配置。

  当我们启动应用程序时,Spring会创建一个 ApplicationContext,这个 ApplicationContext 会包含 old-config.xml 文件中定义的所有beans(例如 “oldBean”),以及 NewConfig 类中定义的所有beans(例如 “newBean”)。

package com.example; import org.springframework.context.ApplicationContext; import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext; public class Application { public static void main(String[] args) { ApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(NewConfig.class); OldBean oldBean = context.getBean("oldBean", OldBean.class); NewBean newBean = context.getBean("newBean", NewBean.class); System.out.println(oldBean); System.out.println(newBean); } }

  在以上的main方法中,我们通过使用AnnotationConfigApplicationContext并传入NewConfig.class作为参数,初始化了一个Spring上下文。在这个上下文中,既包含了从old-config.xml导入的bean,也包含了在NewConfig配置类中使用@Bean注解定义的bean。

  所以,通过使用 @ImportResource,可以在新的注解配置中引入旧的XML配置,这样就可以在不打断旧的XML配置的基础上逐步迁移至新的注解配置。

上面我们说到类路径,什么是类路径?

  resources目录就是类路径(classpath)的一部分。所以当我们说"类路径下"的时候,实际上也包含了"resources"目录。JVM在运行时,会把"src/main/resources"目录下的所有文件和文件夹都添加到类路径中。

  例如有一个XML文件位于"src/main/resources/config/some-context.xml",那么可以用以下方式来引用它:

@Configuration @ImportResource("classpath:config/some-context.xml") public class AppConfig { //... }

这里可以描述为在类路径下的’config’目录中查找’some-context.xml’文件。

为什么说JVM在运行时,会把"src/main/resources"目录下的所有文件和文件夹都添加到类路径中?

  当你编译并运行一个Java项目时,JVM需要知道去哪里查找.class文件以及其他资源文件。这个查找的位置就是所谓的类路径(Classpath)。类路径可以包含文件系统上的目录,也可以包含jar文件。简单的说,类路径就是JVM查找类和资源的地方。

  在一个标准的Maven项目结构中,Java源代码通常在src/main/java目录下,而像是配置文件、图片、静态网页等资源文件则放在src/main/resources目录下。

  当你构建项目时,Maven(或者其他的构建工具,如Gradle)会把src/main/java目录下的.java文件编译成.class文件,并把它们和src/main/resources目录下的资源文件一起复制到项目的输出目录(通常是target/classes目录)。

IOC IOC

  然后当你运行程序时,JVM会把target/classes目录(即编译后的src/main/java和src/main/resources)添加到类路径中,这样JVM就可以找到程序运行所需的类和资源了。

  如果有一个名为application.properties的文件在src/main/resources目录下,就可以使用类路径来访问它,就像这样:classpath:application.properties。在这里classpath:前缀告诉JVM这个路径是相对于类路径的,所以它会在类路径中查找application.properties文件。因为src/main/resources在运行时被添加到了类路径,所以JVM能找到这个文件。

8. 思考总结 8.1 为什么我们需要注册组件,这与Bean注册有什么区别?

  在Spring框架中,Bean对象是由Spring IoC容器创建和管理的。通常Bean对象是应用程序中的业务逻辑组件,如数据访问对象(DAO)或其他服务类。

  组件注册,或者说在Spring中通过@Component或者其派生注解(@Service, @Controller, @Repository等)标记的类,是告诉Spring框架这个类是一个组件,Spring需要创建它的实例并管理它的生命周期。这样当使用到这个类的时候,Spring就可以自动地创建这个类的实例并注入到需要的地方。

  Bean注册和组件注册其实是非常类似的,都是为了让Spring知道它需要管理哪些类的实例。区别在于Bean注册通常发生在配置类中,使用@Bean注解来明确地定义每一个Bean,而组件注册则是通过在类上使用@Component或者其派生注解来告诉Spring,这个类是一个组件,Spring应该自动地为其创建实例。

8.2 什么是组件扫描,为什么我们需要它,它是如何工作的?

  组件扫描是Spring的一种机制,用于自动发现应用程序中的Spring组件,并自动地为这些组件创建Bean定义,然后将它们注册到Spring的应用上下文中,我们可以通过使用@ComponentScan注解来启动组件扫描。

  我们需要组件扫描是因为它可以大大简化配置过程,我们不再需要为应用程序中的每个类都显式地创建Bean。而是通过简单地在类上添加@Component或者其派生注解,并启动组件扫描,就可以让Spring自动地为我们的类创建Bean并管理它们。

  组件扫描的工作过程如下:使用@ComponentScan注解并指定一个或多个包路径时,Spring会扫描这些包路径及其子包中的所有类。对于标记了@Component或者其派生注解的类,Spring会在应用上下文启动时为它们创建Bean,并将这些Bean定义注册到Spring的应用上下文中。当需要使用这些类的实例时,Spring就可以自动注入这些实例。

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