开发框架Spring核心技术含Resource接口详细讲解

2023-06-21 Java码农之路

前言

Spring 是 JAVA EE 编程领域的一款轻量级的开源框架，由被称为“Spring 之父”的 Rod Johnson 于 2002 年提出并创立，它的目标就是要简化 Java 企业级应用程序的开发难度和周期。

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。

1. Spring简介

Spring是一个分层的Java SE/EE应用一站式的轻量级开源框架。Spring核心是IOC和AOP。

Spring主要优点包括：

方便解耦，简化开发，通过Spring提供的IoC容器，我们可以将对象之间的依赖关系交由Spring进行控制，避免硬编码造成的程序耦合度高。
AOP编程的支持，通过Spring提供的AOP功能，方便进行面向切面编程。
声明式事务的支持，在Spring中，我们可以从单调烦闷的事务管理代码中解脱出来，通过声明式方式灵活地进行事务的管理，提高开发效率和质量。
方便程序的测试，可以用非容器依赖的编程方式进行几乎所有的测试工作。
方便集成各种优秀框架，Spring提供了对各种优秀框架的直接支持。

2. Spring体系结构

如下图所示，整个spring框架按其所属功能可以划分为五个主要模块，这五个模块几乎为企业应用提供了所需的一切，从持久层、业务层到表现层都拥有相应的支持，这就是为什么称Spring是一站式框架的原因。

2.1 核心模块(Core ContAIner)

Spring的核心模块实现了IoC的功能，它将类和类之间的依赖从代码中脱离出来，用配置的方式进行依赖关系描述。由IoC容器负责类的创建，管理，获取等。BeanFactory接口是Spring框架的核心接口，实现了容器很多核心的功能。

Context模块构建于核心模块之上，扩展了BeanFactory的功能，包括国际化，资源加载，邮件服务，任务调度等多项功能。ApplicationContext是Context模块的核心接口。

表达式语言(Expression Language)是统一表达式语言(EL)的一个扩展，支持设置和获取对象属性，调用对象方法，操作数组、集合等。使用它可以很方便的通过表达式和Spring IoC容器进行交互。

2.2 AOP模块

Spring AOP模块提供了满足AOP Alliance规范的实现，还整合了AspectJ这种AOP语言级的框架。通过AOP能降低耦合。

2.3 数据访问集成模块（Data Access/Integration ）

该模块包括了JDBC、ORM、OXM、JMS和事务管理：

事务模块：该模块用于Spring管理事务，只要是Spring管理对象都能得到Spring管理事务的好处，无需在代码中进行事务控制了，而且支持编程和声明性的事务管理。
JDBC模块：提供了一个JBDC的样例模板，使用这些模板能消除传统冗长的JDBC编码还有必须的事务控制，而且能享受到Spring管理事务的好处。
ORM模块：提供与流行的“对象-关系”映射框架的无缝集成，包括hibernate、JPA、MyBatis等。而且可以使用Spring事务管理，无需额外控制事务。
OXM模块：提供了一个对Object/XML映射实现，将Java对象映射成XML数据，或者将XML数据映射成java对象，Object/XML映射实现包括JAXB、Castor、XMLBeans和XStream。
JMS模块：用于JMS(Java Messaging Service)，提供一套“消息生产者、消息消费者”模板用于更加简单的使用JMS，JMS用于在两个应用程序之间，或分布式系统中发送消息，进行异步通信。

2.4 Web模块

该模块建立在ApplicationContext模块之上，提供了Web应用的功能，如文件上传、FreeMarker等。Spring可以整合Struts2等MVC框架。此外，Spring自己提供了MVC框架Spring MVC。

2.5 测试模块

Spring可以用非容器依赖的编程方式进行几乎所有的测试工作，支持JUnit和TestNG等测试框架。

3. 初识Ioc与DI

我们首先来讲解一下IoC的概念。IoC(控制反转:Inverse of Control)是Spring容器的核心，但是IoC这个概念却比较晦涩，让人不太容易望文生义。

3.1 IoC控制反转和DI依赖注入

传统程序设计中，我们需要使用某个对象的方法，需要先通过new创建一个该对象，我们这时是主动行为；而IoC是我们将创建对象的控制权交给IoC容器，这时是由容器帮忙创建及注入依赖对象，我们的程序被动的接受IoC容器创建的对象，控制权反转，所以叫控制反转。

由于IoC确实不够开门见山，所以提出了DI（依赖注入：Dependency Injection）的概念，即让第三方来实现注入，以移除我们类与需要使用的类之间的依赖关系。总的来说，IoC是目的，DI是手段，创建对象的过程往往意味着依赖的注入。我们为了实现IoC，让生成对象的方式由传统方式(new)反转过来，需要创建相关对象时由IoC容器帮我们注入(DI)。

简单的说，就是我们类里需要另一个类，只需要让Spring帮我们创建，这叫做控制反转；然后Spring帮我们将需要的对象设置到我们的类中，这叫做依赖注入。

3.2 常见的几种注入方法

使用有参构造方法注入

public class  User{
    private String name;
    public User(String name){
        this.name=name;
    }
} 

    User user=new User("tom");

使用属性注入

public class  User{
    private String name;
    public void setName(String name){
        this.name=name;
    }
}

     User user=new User();
     user.setName("jack");

使用接口注入

// 将调用类所有依赖注入的方法抽取到接口中，调用类通过实现该接口提供相应的注入方法。 

public interface Dao{
    public void delete(String name);
} 

public class DapIml implements Dao{
    private String name;
    public void delete(String name){
        this.name=name;
    }
}

通过容器完成依赖关系的注入

上面的注入方式都需要我们手动的进行注入，如果有一个第三方容器能帮助我们完成类的实例化，以及依赖关系的装配，那么我们只需要专注于业务逻辑的开发即可。Spring就是这样的容器，它通过配置文件或注解描述类和类之间的依赖关系，自动完成类的初始化和依赖注入的工作。

3.3 Spring的IoC例子

(1) 创建工程，导入jar包

这里我们只是做IoC的操作，所以只需要导入核心模块里的jar包，beans、core、context、expression等。因为spring中并没有日志相关的jar包，所以我们还需要导入log4j和commons-logging。

(2) 创建一个类

public class User {
    public void add(){
        System.out.println("add.....");
    }
}

(3) 创建一个xml配置文件

<?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"> 

    //配置要创建的类  
    <bean id="user" class="com.cad.domain.User"/>        
</beans>

(4) 进行测试

//这只是用来测试的代码，后期不会这么写
public class Test {

    @org.junit.Test
    public void test(){
        //加载配置文件
        ApplicationContext context=new ClassPathXmlApplicationContext("bean.xml");
        //获取对象
        User user=(User) context.getBean("user");
        System.out.println(user);
        //调用方法
        user.add();
    }
}

在容器启动时，Spring会根据配置文件的描述信息，自动实例化Bean并完成依赖关系的装配，从容器中即可获得Bean实例，就可以直接使用。Spring为什么仅凭一个简单的配置文件，就能神奇的实例化并配置好程序使用的Bean呢？答案是通过 Java的反射技术。

3.4 Spring的DI例子

我们的service层总是用到dao层，以前我们总是在Service层new出dao对象，现在我们使用依赖注入的方式向Service层注入dao层。

// UserDao
public class UserDao {
    public void add(){
        System.out.println("dao.....");
    }
}

// UserService
public class UserService {
    UserDao userdao;
    public void setUserdao(UserDao userdao){
        this.userdao=userdao;
    }

    public void add(){
        System.out.println("service.......");
        userdao.add();
    }
}

----------------------------------------------------

// 配置文件
<bean id="userdao" class="com.cad.domain.UserDao"></bean> 
//这样在实例化service的时候，同时装配了dao对象，实现了依赖注入
<bean id="userservice" class="com.cad.domain.UserService">
    //ref为dao的id值
    <property name="userdao" ref="userdao"></property>
</bean>

4. Spring资源访问神器——Resource接口

JDK提供的访问资源的类(如java.NET.URL,File)等并不能很好很方便的满足各种底层资源的访问需求。Spring设计了一个Resource接口，为应用提供了更强的访问底层资源的能力，该接口拥有对应不同资源类型的实现类。

4.1 Resource接口的主要方法

boolean exists()：资源是否存在
boolean isOpen()：资源是否打开
URL getURL()：返回对应资源的URL
File getFile()：返回对应的文件对象
InputStream getInputStream()：返回对应资源的输入流

Resource在Spring框架中起着不可或缺的作用，Spring框架使用Resource装载各种资源，包括配置文件资源，国际化属性资源等。

4.2 Resource接口的具体实现类

ByteArrayResource：二进制数组表示的资源
ClassPathResource：类路径下的资源，资源以相对于类路径的方式表示
FileSystemResource：文件系统资源，资源以文件系统路径方式表示，如d:/a/b.txt
InputStreamResource：对应一个InputStream的资源
ServletContextResource：为访问容器上下文中的资源而设计的类。负责以相对于web应用根目录的路径加载资源
UrlResource：封装了java.net.URL。用户能够访问任何可以通过URL表示的资源，如Http资源，Ftp资源等

4.3 Spring的资源加载机制

为了访问不同类型的资源，必须使用相应的Resource实现类，这是比较麻烦的。Spring提供了一个强大的加载资源的机制，仅通过资源地址的特殊标识就可以加载相应的资源。

Spring定义了一套资源加载的接口。ResourceLoader接口仅有一个getResource(String location)的方法，可以根据资源地址加载文件资源。资源地址仅支持带资源类型前缀的地址，不支持Ant风格的资源路径表达式。ResourcePatternResolver扩展ResourceLoader接口，定义新的接口方法getResources(String locationPattern)，该方法支持带资源类型前缀以及Ant风格的资源路径的表达式。
PathMatchingResourcePatternResolver是Spring提供的标准实现类。