【SpringFramework】Spring初体验

本文涉及的产品
日志服务 SLS,月写入数据量 50GB 1个月
简介: Spring是一款由Rod Johnson创立的主流Java EE轻量级开源框架,它旨在简化Java企业级项目开发,提供一站式轻量级解决方案,取代复杂的EJB。Spring的核心功能包括IoC(控制反转)和AOP(面向切面编程),并支持非侵入式开发、组件化和容器管理。这篇文章简要描述相关知识点和初始springframework。

一、Spring简介

1. Spring是一款主流的JavaEE轻量级开源框架(企业级JavaEE应用开发框架)

2. Spring之父: Rod Johnson

3. Spring于2002年在Rod Johnson的著作《Expert One-on-One J2EE Development without EJB》中首次被介绍,

   2003年2月发布0.9版本,2004年4月发布1.0版本,截止目前(2024-11-8)最新版6.0.x

4. 目标:简化Java企业级项目开发,取代EJB的另一种简化的一站式轻量级解决方案。

5. 广义的Spring:Spring技术栈(全家桶),包括:Spring Framework、Spring MVC、Spring Boot、Spring Cloud、Spring Data、Spring Security等

6. 狭义的Spring:Spring FrameWork,它是所有Spring技术栈的基础与核心(==本次学习重点在这里==)

7. Spring FrameWork的量大核心模块:Ioc/DI(控制反转Inverse of Control/依赖注入Dependency Injection) 和 AOP(面向切面编程Aspect Oriented Programming)

8. Spring FrameWork的特点:

    1. 非侵入式:Spring只对被Spring容器管理(xml或注解)的类有影响,不会影响应用程序结构,反而能将组件结构进一步简化,结构清晰、简洁优雅。

    2. 控制反转:IOC(Inverse of Control),对程序员而言,原来需要向环境获取对象(new)的方式,转变为环境主动准备对象(注入,容器初始化)的方式。

    3. 面向切面编程:AOP(Aspect Oriented Programming),将遍布应用程序的所有关注点(比如日志、事务、安全性)抽取出来,

       以代码的方式管理,形成可重用的模块,减少重复代码,提高开发效率。(可以在不修改源代码的基础上增强功能)。

    4. 容器:Spring IoC容器,管理对象生命周期,注入对象依赖,组装对象等,屏蔽了组件创建的细节,降低使用门槛,提高开发效率。

    5. 组件化:Spring实现了使用简单组件组很撑一个复杂应用。基于XML和注解组合对象,使得我们可以基于一个个功能明确、边界清晰的组件搭建大型复杂应用系统。

    6. 一站式:在IoC和AOP基础上,可以整合各种开源框架和第三方类库,并且Spring自身也提供了很多常用功能的实现。

9. Spring官网:https://spring.io/

10. Spring组成:

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

二、Spring初体验

(1)开发环境说明

因为我使用IDEA版本为2021.1.1,最高只支持jdk8,而Spring6最低支持jdk17,所以使用Spring5.3.31版本(最低支持jdk8)

  • 操作系统:Windows 10
  • JDK:openjdk version "1.8.0_312"
  • IDEA:2021.1.1
  • Maven:3.6.3
  • Spring:5.3.31

(2)Spring环境搭建

1. 引入依赖

<dependencies>
  <dependency>
    <groupId>org.springframework</groupId>
    <artifactId>spring-context</artifactId>
    <version>5.3.31</version>
  </dependency>
</dependencies>

2. 更新仓库后,可以看到自动引入如下依赖

3. 引入依赖后就能在创建xml中看到如下选项

4. 创建的Spring配置xml如下

public class HelloWorld {
    public HelloWorld() {
        System.out.println("Construction Method Execute ...");
    }
    public String sayHello() {
        System.out.println("Hello World!");
        return "Hello World!";
    }
}
<?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
        属性:
            id:设置对象(bean)的唯一标识
            class:设置对象(bean)的全类名
    -->
    <bean id="helloWorld" class="com.sheeprunner.spring.b.one.HelloWorld" />
</beans>

5. 为了更好的测试,我们引入Junit和log4j2,Junit用于测试(Junit4或5都可以,这里我们用4),log4j2用于记录日志(还需要引入配置文件)

<dependency>
    <groupId>junit</groupId>
    <artifactId>junit</artifactId>
    <version>4.13.2</version>
    <scope>test</scope>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
    <artifactId>log4j-core</artifactId>
    <version>2.23.1</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
    <artifactId>log4j-slf4j-impl</artifactId>
    <version>2.23.1</version>
</dependency>

6. 运行结果

测试代码:

public class TestHelloWorld {
    @Test
    public void testHelloWorld(){
        HelloWorld helloWorld = new HelloWorld();
        Assert.assertEquals("Hello World!", helloWorld.sayHello());
        ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
        HelloWorld helloWorldBean = context.getBean(HelloWorld.class);
        Assert.assertEquals("Hello World!", helloWorldBean.sayHello());
    }
}
使用Spring容器,向容器索取对象:2024-11-09 15:11:24 978 [main] DEBUG org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext - Refreshing org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext@6ab7a896
2024-11-09 15:11:25 063 [main] DEBUG org.springframework.beans.factory.xml.XmlBeanDefinitionReader - Loaded 1 bean definitions from class path resource [applicationContext.xml]
2024-11-09 15:11:25 084 [main] DEBUG org.springframework.beans.factory.support.DefaultListableBeanFactory - Creating shared instance of singleton bean 'helloWorld'
Construction Method Execute ...
Hello World!

(3)原理分析

  1. 首先,在Spring容器启动时,会通过dom4j扫描(解析)xml配置文件中的bean标签,通过反射调用class属性对应的构造方法实例化bean,并放入spring容器中,以bean的id为key,bean为value;
  2. 创建好bean对象,将其存储到一个map集合中(即spring容器),在DefaultListableBeanFactory类中,定义如下;

private final Map<String, BeanDefinition> beanDefinitionMap = new ConcurrentHashMap<>(256);,String为key默认是类名首字母小写,BeanDefinition存放类的买书信息;

  1. 通过log4j打印的输出,可以看到Spring的运行轨迹
  1. 刷新ClassPathXmlApplicationContext,即刷新spring容器
  2. 此时会扫描xml配置文件中的bean标签,找到一个bean定义
  3. 实例化bean,放入spring容器中,可以看到此时默认创建的是单例对象

   本质是从xml配置中读取bean标签中的class属性,获取该类路径,通过反射实例化对象,只不过这一切由Spring容器完成了。

2024-11-09 15:11:24 978 [main] DEBUG org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext
 - Refreshing org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext@6ab7a896
2024-11-09 15:11:25 063 [main] DEBUG org.springframework.beans.factory.xml.XmlBeanDefinitionReader
 - Loaded 1 bean definitions from class path resource [applicationContext.xml]
2024-11-09 15:11:25 084 [main] DEBUG org.springframework.beans.factory.support.DefaultListableBeanFactory
 - Creating shared instance of singleton bean 'helloWorld'
Construction Method Execute ...
Hello World!

(4)扩展

Log4j2日志框架

在日常开发和运维中,日志非常重要,记录运行情况亦或定位线上问题,都离不开对日志的分析。

Apache Log4j2是一个开发的日志记录组件,在开发中可以通过配置,将日志信息输出到控制台、文件、数据库等,目前已是Java世界中最流行的日志输入工具。

Log4j2的概念组成:

  1. 日志优先级:TRACE < DEBUG < INFO < WARN < ERROR < FATAL
  1. TRACE:追踪,是最低的日志级别,相当于追踪程序的执行
  2. DEBUG:调试,一般在开发中,都将其设置为最低的日志级别
  3. INFO:信息,输出重要的信息,使用较多
  4. WARN:警告,输出警告的信息
  5. ERROR:错误,输出错误信息
  6. FATAL:严重错误

  级别高的日志会覆盖级别低的日志,比如配置为INFO则不显示DEBUG日志,而配置为WARN则不显示INFO级别日志。

  1. 日志输出位置:控制台、文件、数据库等
  2. 日志输出格式:控制日志信息的显示内容,格式等
  3. 引入依赖
<!--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>
  1. log4j2.xml配置文件
<?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>
  1. 使用Log4j2
private static final org.slf4j.Logger logger = org.slf4j.LoggerFactory.getLogger(HelloWorld.class);
public void method() {
    logger.info("第一个是new的对象:{}", "helloWorld1");
}
  1. ```
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