Spring实战（第五版）学习笔记——一、Spring起步

胡图图225
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1.1 什么是Spring

1.1.1 简单介绍

  很久之前，人们想吃饭就得自己做，既需要自己准备各种食材，又需要自己切菜，烧火，按照步骤把食材放入锅内，还要把握好佐料的量。一旦步骤没做对，做出来的饭菜可能会很难吃。这时候就很难受了，重新做一份嫌麻烦，吃下去嫌难吃，进退两难，只能自己忍受。直到一个叫Spring的人开了个餐馆，人们可以不用自己做饭了，想吃什么可以直接在菜单上点，想要什么样的口味可以写在菜的后面。之后就等着服务员上菜就可以了。餐馆呢，根据客人的需求做饭菜，做好了就让服务员端给食客。如果食客觉得上的饭菜难吃、不满意，就不吃，告诉服务员哪道菜哪里出了问题，让重新做一份。

  Spring就像上面的餐馆一样。Spring提供了一个容器，相当于上面的餐馆。这个容器通常称为Spring上下文，他们会创建和管理应用组件，这些组件相当于上面的食材、佐料。这些组件，即bean会在Spring应用上下文中装配在一起，形成一个完整的应用程序，相当于做菜，按照食材和佐料，按照工序做在一起就做成了一道菜。

1.1.2 Spring IoC和DI

  SpringIoC是Spring的核心，贯穿Spring的始终。而DI是IoC动态的向某个对象提供所需的其他对象的实现。

下面阐述内容参考了Iteye的开涛这位技术牛人对Spring框架的IOC的理解，原文地址：IoC之2.1 IoC基础 ——跟我学Spring3 。有些地方与原文理解不同，请自己选择。

  1. SpringIoC（Spring invertion of Control），即“控制反转”，将设计好的类交给容器控制，而不是在对象内部直接控制。一看这个词就知道重点在于，“控制”和“反转”两个词。不经想到“谁控制谁，控制了什么？”，“什么是反转，反转了什么？”。这也是控制反转的重点。

    • 谁控制谁，控制什么：传统的Java SE程序设计，是在对象内部通过new进行创建对象，是程序主动创建对象，也就是程序控制对象的创建；而IoC有一个专门的容器用来控制对象的创建，也就是容器控制对象的创建。对象创建需要外部资源，所以控制的是外部资源的获取（包括基本数据、对象等）。
    • 什么是反转，反转什么：“反转”一般会联想到“正”。“正”指的是传统应用程序是在对象中主动去获取依赖对象；而“反转”则是由容器创建并注入对象所依赖的对象。即，对象被动的等待容器查找或创建并注入依赖对象。因为在传统设计中，依赖对象的获取是主动创建并注入的，但是在IoC中是由容器来实现的，所以依赖对象的获取方式反转了，由主动变成了被动。

  2. DI（Dependency Injection），即“依赖注入”。组件之间是存在依赖关系的，在IoC中这种依赖关系是由容器在运行时决定的，即在运行时，由容器动态的将某个以来关系注入到组件之间。依赖注入明显的提高了组建的宠用频率，为系统搭建了一个灵活、可扩展的平台。 正因为依赖注入的存在，程序员只需要通过简单的配置，而无需任何代码就可指定目标需要的资源，完成自身的业务逻辑，而不需要关心具体的资源来自何处，由谁实现。

    理解DI的关键是：“谁依赖谁，为什么需要依赖，谁注入谁，注入了什么”，那我们来深入分析一下：

    • 谁依赖谁： 对象依赖于外部资源。
    • 为什么需要依赖： 某些业务逻辑需要多个组件共同完成，所以组件之间需要依赖（其实是存在更好）。
    • 谁注入谁： IoC容器注入应用程序某个依赖于外部资源的对象。
    • 注入了什么： 注入某个依赖于外部资源的对象所需要的外部资源（基本数据、对象、常量数据）。

1.2初始化Spring应用

  初始化Spring应用的方案很多。下面介绍Spring Initializr方式

1.2.1 Spring Initializr方式

  Spring Initializr是一个基于浏览器的Web应用，同时也是一个REST API，能够生产一个Spring项目结构的骨架，我们还可以使用各种想要的功能来填充它。使用Spring Initializr的几种方式如下：

  1. 通过地址为start.spring.io/ 的web应用；
  2. 在命令行中使用curl命令；
  3. 在命令行中使用Spring Boot命令行接口；
  4. 在Spring Tool Suite中创建新项目；
  5. 在IntelliJ IDEA中创建新项目；
  6. 在NetBeans中创建新项目。

1.2.2 使用IDEA初始化Spring项目

  要在IDEA初始化Spring项目，首先点击New Project，点击后会出现新的对话框如图1.2。

图1.2.png

图1.2 在IDEA中使用Initializr初始化一个新项目

  接下来选择Spring Initializr，默认Default是选中的。之后点击next会出现图1.3。

图1.3.png

图1.3 为应用指定通用的项目信息

  Group是组织名称，Artifact是项目2名称，Type是选择项目组织方式，language是编程语言，Packaging是项目压缩格式，version是语言版本。根据自己的需求填写这些信息。之后点击next。会弹出图1.4的新对话框。

图1.4.png

图1.4 选择Starter依赖

  在这个界面选择依赖项、Spring Boot版本等。点击Next后出现图1.5。

图1.5.png

图1.5 项目名称及地址

  在图1.5填写项目名称及项目地址。这样一个Spring项目就初始化好了。

1.2.3Maven新建项目目录结构及每个目录的作用

Program Name

|——src

|  |——main

|  |  |——java //源码

|  |  |  |——com.hututublogs.tacocloud

|  |  |  |  |——TacoCloudApplication.java //Spring Boot主类，会启动项目

|  |  |——resources //资源

|  |  |  |——static //存放为浏览器服务的静态内容（图片、样式表、JavaScript）

|  |  |  |——templates //存放用于渲染内容到浏览器的模板文件

|  |  |  |——application.properties //提供了改写配置属性的地方

|  |——test

|  |  |——java //测试代码

|  |  |  |——com.hututublogs.tacocloud

|  |  |  |  |——TacoCloudApplicationTests.java

|  |——.gitignore

|  |——HELP.md

|  |——mvnw //Maven包装器（wrapper）脚本。

|  |——mvnw.cmd //Maven包装器（wrapper）脚本。

|  |——pom.xml //Maven构建规范

|  |——taco-cloud.iml

探索构建规范

  在填充Initializr表单的时候，我们声明项目要使用Maven来进行构建。因此Spring Initializr所生成的pom.xml文件已经包含了我们所选择的依赖。程序清单1.1展示了Initializr为我们提供的完整pom.xml。

 程序清单1.1 初始的Maven构建规范

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 https://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>2.4.3</version>
        <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
    </parent>
    <groupId>com.hututublogs</groupId>
    <artifactId>taco-cloud</artifactId>
    <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
    <packaging>jar</packaging>   ⬅打包为JAR
    <name>taco-cloud</name>
    <description>Demo project for Spring Boot</description>
    <properties>
        <java.version>11</java.version>
    </properties>
    <dependencies>               ⬅Starter依赖
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-thymeleaf</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-devtools</artifactId>
            <scope>runtime</scope>
            <optional>true</optional>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>junit</groupId>
            <artifactId>junit</artifactId>
            <version>4.13</version>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
    </dependencies>

    <build>
        <plugins>
            <plugin>             ⬅Spring Boot插件
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>

</project>

   parent 元素，更具体来说是他的 version 子元素。这表明我们的项目要以Spring-boot-starter-parent作为父POM。除了其他的伊邪功能之外，这个父POM为Spring项目常用的一些库提供了依赖管理，现在不需要指定他们的版本，因为这是通过父POM来管理的。这里的2.4.3表明要使用Spring Boot2.4.3。

  注意到3个依赖的artifact ID上都有Starter这个单词。Spring Boot starter 依赖的特别之处在于他们本身并不包含库代码，而是传递性地拉去其他的库。这种starter依赖主要由3个好处：

  • 构建文件会显著健翔并且易于管理，因为这样不必为每个所需的依赖库都声明依赖。
  • 我们能够根据他们所提供的功能来思考依赖，而不是根据库的名称。如果是开发Web应用，那么你只需要添加web starter就可以了，而不必添加一堆单独的库再编写Web应用。
  • 我们不必再担心库版本的问题。你可以直接相信给定版本的Spring Boot，传递性的引入的库的版本是兼容的。现在，你只需要关心使用的是哪个版本的Spring Boot就可以了。

  最后，构建规范还包含一个Spring Boot插件。这个插件提供了一些重要的功能。

  • 它提供了一个Maven goal，允许我们使用Maven来运行应用。
  • 它会确保依赖的所有库都会包含在可执行JAR中，并且能够保证它们在运行时类路径下是可用的。
  • 它会生成一个manifest文件，将引导类（....Application.java）声明为可执行JAR的主类。

1.3 Spring Boot DevTools

  提供了一些便利的开发期工具，其中包括

  1. 代码变更后应用会自动重启：

  DevTools 会检测变更，当项目中的代码和属性文件发生变化后，这些变更很快就能发挥作用。准确来说，DevTools运行时，应用程序会被加载到Java虚拟机两个独立的类加载器中。其中一个类加载器加载经常变动的内容，也就是Java代码、属性文件和项目中”src/main/“路径下的几乎所有文件。另一个加载器加载不太可能经常发生变化的内容，也就是依赖库。

  当探测到变化时，DevTools只会重新加载包含项目代码的类加载器，并重启Spring的应用上下文，在这个过程中另外一个类加载器和JVM会不动。这样只重新加载一个类加载器，能够减少应用重启的时间。

  这种策略的一个不足之处就是自动重启无法反映依赖项的变化。因为包含依赖项的类加载器不会自动重新加载。

  1. 当面向浏览器的资源（如模板、JavaScript、样式表）等发生变化时，会自动刷新浏览器；自动禁用模板缓存；

  像Thymeleaf和FreeMarker这样的模板方案在配置时会缓存模板解析的结果。这样，在为每个请求提供服务的时候，就可以不用重新解析模板了。这种方式在生产环境中能够带来性能上的提升，但是在开发阶段就不是那么好了。因为，如果缓存模板，就算我们刷新浏览器也无法看到变更的效果，除非我们重新启动应用。

  DevTools通过禁用模板缓存解决了这个问题。DevTools会和应用程序同时自动启动一个LiveReload服务器。这个服务器本身没多大作用，但是结合浏览器的插件就能够在模板、图片、样式表、JavaScript等发生变化时自动刷新浏览器。

  1. 如果使用H2数据库的话，内置了H2控制台。

  如果使用H2数据库进行开发，DevTools将会自动启用H2.这样我们就能通过浏览器访问http://localhost:8080/h2-console ，看到应用所使用的数据。

1.4俯瞰Spring风景线

  要想了解Spring的整体状况，只需查看完整的Spring Initializr Web表单上的那一堆复选框列表即可。

1.4.1 Spring核心框架

  Spring核心框架是Spring领域中一切的基础。它提供了核心容器和依赖注入框架，另外还提供了一些其他重要的特性。

1.4.2 Spring Boot

  我们已经看到了Spring Boot带来的很多收益，包括starter依赖和自动配置。除了这些，Spring Boot还提供了大量其他有用的特性：

  • Actuator能够洞察应用运行时的内部工作状况，包括指标、线程dump、应用的健康状况以及应用可用的环境属性；
  • 灵活的环境属性规范；
  • 在核心框架的测试辅助功能之上提供了对测试的额外支持。   除此之外Spring Boot还提供了一个基于Groovy脚本的编程模型，称为Spring Boot命令行接口（Command-Line Interface，CLI）。使用CLI可以讲真各应用编写为Groovy脚本的集合，并通过命令行运行它们。

1.4.3 Spring Data

  尽管Spring核心框架提供了基础的数据持久化支持，但是Spring Data提供了非常令人惊叹的功能：将应用程序的数据repository定义为简单的Java接口，在定义驱动存储和检索数据的方法时使用一种命名约定即可。
  此外，Spring Data能够处理多种不同类型的数据库，包括关系型数据库（JPA）、文档数据库（Mongo）、图数据库（Neo4j）等。

1.4.4 Spring Security

  Spring Security是Spring健壮的安全框架，包括身份验证、授权和API安全性。

1.4.5 Spring Integration 和 Spring Batch

  Spring Integration和Spring Batch为基于Spring的应用程序提供了集成其他应用或本应用其他组件的模式。

1.4.6 Spring Cloud

  微服务是一个热门话题，解决了开发期和运行期的一些实际问题。然而这样做的过程中，带来了一些挑战。Spring Cloud是使用Spring开发云原生应用程序的一组项目，直面解决这些挑战。

附录、注解

  1. @SpringBootApplication:一个组合注解，组合了以下三个注解：

    @SpringBootConfiguration: 将该类声明为配置类；

    @EnableAutoConfiguration:启用Spring Boot 的自动配置；

    @ComponentScan:启用组件扫描。

  2. @RunWith:是JUnit的注解，它会提供一个测试运行器（runner）来指导JUnit如何运行测试。

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