Spring核心知识总结及底层源码分析

本文对Spring框架的核心知识进行总结，并对Spring底层进行分析！
全部是个人对Spring知识的理解及整理，内容持续更新中… …
欢迎评论一起讨论！！！

Spring 基础阶段

一、初始Spring

1.1 spring 是什么

Spring 是分层的 Java SE/EE 应用 full-stack 轻量级开源框架，以 IoC（Inverse Of Control：反转控制）和 AOP（Aspect Oriented Programming：面向切面编程）为内核，提供了展现层 Spring MVC 和持久层 Spring JDBC 以及业务层事务管理等众多的企业级应用技术，还能整合开源世界众多著名的第三方框架和类库，逐渐成为使用最多的 Java EE 企业应用开源框架。

Spring 就是让我们在程序开发中进行解耦合，利用反射动态创建管理对象，更加方便开发。同时增加AOP切面编程功能，对程序拓展更加方便。

Spring 体系架构

1.2 spring 的优势

轻量级
体积小，对代码没有侵入性
控制反转，方便解耦，简化开发
通过 Spring 提供的 IoC 容器，可以将对象间的依赖关系交由 Spring 进行控制，避免硬编码所造成的过度程序耦合。用户也不必再为单例模式类、属性文件解析等这些很底层的需求编写代码，可以更专注于上层的应用。
AOP 编程的支持
通过 Spring 的 AOP 功能，方便进行面向切面的编程，许多不容易用传统 OOP 实现的功能可以通过 AOP 轻松应付。
声明式事务的支持
可以将我们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的进行事务的管理，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，测试不再是昂贵的操作，而是随手可做的事情。
方便集成各种优秀框架
Spring 可以降低各种框架的使用难度，提供了对各种优秀框架（Struts、Hibernate、Hessian、Quartz等）的直接支持。
降低 JavaEE API 的使用难度
Spring 对 JavaEE API（如 JDBC、JavaMail、远程调用等）进行了薄薄的封装层，使这些 API 的使用难度大为降低。
Java源码是经典学习范例
Spring 的源代码设计精妙、结构清晰、匠心独用，处处体现着大师对 Java 设计模式灵活运用以及对 Java 技术的高深造诣。它的源代码无意是 Java 技术的最佳实践的范例。

二、Spring IoC(控制反转)

2.1 什么是程序的耦合

耦合性(Coupling)，也叫耦合度，是对模块间关联程度的度量。耦合的强弱取决于模块间接口的复杂性、调用模块的方式以及通过界面传送数据的多少。模块间的耦合度是指模块之间的依赖关系，包括控制关系、调用关系、数据传递关系。模块间联系越多，其耦合性越强，同时表明其独立性越差( 降低耦合性，可以提高其独立性)。耦合性存在于各个领域，而非软件设计中独有的，但是我们只讨论软件工程中的耦合。在软件工程中，耦合指的就是就是对象之间的依赖性。对象之间的耦合越高，维护成本越高。因此对象的设计应使类和构件之间的耦合最小。软件设计中通常用耦合度和内聚度作为衡量模块独立程度的标准。

划分模块的一个准则就是高内聚低耦合。

它有如下分类：

（1）内容耦合： 当一个模块直接修改或操作另一个模块的数据时，或一个模块不通过正常入口而转入另一个模块时，这样的耦合被称为内容耦合。内容耦合是最高程度的耦合，应该避免使用之。

（2）公共耦合： 两个或两个以上的模块共同引用一个全局数据项，这种耦合被称为公共耦合。在具有大量公共耦合的结构中，确定究竟是哪个模块给全局变量赋了一个特定的值是十分困难的。

（3） 外部耦合： 一组模块都访问同一全局简单变量而不是同一全局数据结构，而且不是通过参数表传递该全局变量的信息，则称之为外部耦合。

（4） 控制耦合： 一个模块通过接口向另一个模块传递一个控制信号，接受信号的模块根据信号值而进行适当的动作，这种耦合被称为控制耦合。

（5）标记耦合： 若一个模块 A 通过接口向两个模块 B 和 C 传递一个公共参数，那么称模块 B 和 C 之间存在一个标记耦合。

（6） 数据耦合： 模块之间通过参数来传递数据，那么被称为数据耦合。数据耦合是最低的一种耦合形式，系统中一般都存在这种类型的耦合，因为为了完成一些有意义的功能，往往需要将某些模块的输出数据作为另一些模块的输入数据。

（7） 非直接耦合： 两个模块之间没有直接关系，它们之间的联系完全是通过主模块的控制和调用来实现的。

总结：

耦合是影响软件复杂程度和设计质量的一个重要因素，在设计上我们应采用以下原则：如果模块间必须存在耦合，就尽量使用数据耦合，少用控制耦合，限制公共耦合的范围，尽量避免使用内容耦合。

内聚与耦合

内聚标志一个模块内各个元素彼此结合的紧密程度，它是信息隐蔽和局部化概念的自然扩展。内聚是从功能角度来度量模块内的联系，一个好的内聚模块应当恰好做一件事。它描述的是模块内的功能联系。耦合是软件结构中各模块之间相互连接的一种度量，耦合强弱取决于模块间接口的复杂程度、进入或访问一个模块的点以及通过接口的数据。程序讲究的是低耦合，高内聚。就是同一个模块内的各个元素之间要高度紧密，但是各个模块之间的相互依存度却要不那么紧密。内聚和耦合是密切相关的，同其他模块存在高耦合的模块意味着低内聚，而高内聚的模块意味着该模块同其他模块之间是低耦合。在进行软件设计时，应力争做到高内聚，低耦合。

2.3 IoC和DI

IoC (Inverse of Control) 控制反转，通过Spring对象工厂完成对象的创建
DI (Dependency Injection)依赖注入，在Spring完成对象创建的同时依赖Spring容器完成对象属性的赋值

总结：IoC就是通过Spring对象工程帮助我们完成对象创建，通过Bean标签配置，DI是实现对象中属性的依赖注入，例如在Bean的标签体内通过property标签进行属性的赋值。
因此： 我们可以理解为，Spring的IOC其实是包含DI的。

2.2 DI依赖注入的三种方式

Spring容器加载配置文件之后，通过反射创建类的对象，并给属性赋值；
Spring容器通过反射实现属性注入有三种方式：

set方法注入
在bean标签中通过配置property标签给属性属性赋值，实际上就是通过反射调用set方法完成属性的注入
构造器注入
使用constructor-arg标签进行属性注入即可
接口注入（不常用）

2.3 Spring Bean标签

作用：

用于配置对象让 spring 来创建的。

默认情况下它调用的是类中的无参构造函数。如果没有无参构造函数则不能创建成功。

属性：

id：给对象在容器中提供一个唯一标识。用于获取对象。

class：指定类的全限定类名。用于反射创建对象。默认情况下调用无参构造函数。

scope：指定对象的作用范围。

singleton :默认值，单例的.

prototype :多例的.

request :WEB 项目中,Spring 创建一个 Bean 的对象,将对象存入到 request 域中.

session :WEB 项目中,Spring 创建一个 Bean 的对象,将对象存入到 session 域中.

global session :WEB 项目中,应用在 Portlet 环境.如果没有 Portlet 环境，那么globalSession 相当于 session.

init-method：指定类中的初始化方法名称。

destroy-method：指定类中销毁方法名称。

2.4 Spring Bean 的作用域

在bean标签可以通过scope属性指定对象的的作用域

scope=“singleton” 表示当前bean是单例模式（默认饿汉模式，Spring容器初始化阶段就会完成此对象的创建；当在bean标签中设置 lazy-init="true"变为懒汉模式）
scope=“prototype” 表示当前bean为非单例模式，每次通过Spring容器获取此bean的对象时都会创建一个新的对象

2.5 Spring Bean的生命周期

单例对象：scope=“singleton”

一个应用只有一个对象的实例。它的作用范围就是整个引用。

生命周期：

对象出生：当应用加载，创建容器时，对象就被创建了。

对象活着：只要容器在，对象一直活着。

对象死亡：当应用卸载，销毁容器时，对象就被销毁了。

多例对象：scope=“prototype”

每次访问对象时，都会重新创建对象实例。

生命周期：

对象出生：当使用对象时，创建新的对象实例。

对象活着：只要对象在使用中，就一直活着。

对象死亡：当对象长时间不用时，被 java 的垃圾回收器回收了

在bean标签中通过init-method属性指定当前bean的初始化方法，初始化方法在构造器执行之后执行，通过destroy-method属性指定当前bean的销毁方法，销毁方法在对象销毁之前执行

2.6 BeanFactory 和 ApplicationContext 的区别

BeanFactory 是 Spring 容器中的顶层接口。

ApplicationContext 是它的子接口。

BeanFactory 和 ApplicationContext 的区别：

创建对象的时间点不一样。

ApplicationContext：只要一读取配置文件，默认情况下就会创建对象。

BeanFactory：什么时候使用什么时候创建对象。

2.7 ApplicationContext 接口的实现类

ClassPathXmlApplicationContext：

它是从类的根路径下加载配置文件（推荐使用这种）

FileSystemXmlApplicationContext：

它是从磁盘路径上加载配置文件，配置文件可以在磁盘的任意位置。

AnnotationConfigApplicationContext:

当我们使用注解配置容器对象时，需要使用此类来创建 spring 容器。它用来读取注解。

2.8 Spring 自动装配

自动装配：Spring在实例化当前bean的时候从Spring容器中找到匹配的实例赋值给当前bean的属性

自动装配策略有两种：

byName 根据当前Bean的属性名在Spring容器中寻找匹配的对象，如果根据name找打了bean但是类型不匹配则抛出异常
byType 根据当前Bean的属性类型在Spring容器中寻找匹配的对象，如果根据类型找到了多个bean也会抛出异常