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1. Spring 框架概述

1.1 什么是 Spring？

Spring 是一个流行的基于 Java 的开源框架，旨在简化企业级应用程序的开发。最初，它是为了简化 Java 企业版（Java EE）的复杂性而设计的，经过不断发展，Spring 已经成为支持各类应用开发的全栈生态系统，包括 web 开发、数据访问、消息服务等。它的核心理念是控制反转（IoC）和依赖注入（DI），这有助于提高代码的模块化、可测试性和可维护性。

1.2 Spring 框架的优点

• 松耦合架构：通过控制反转和依赖注入，Spring 允许开发者轻松地管理和组织组件，使得模块之间的依赖关系变得松散，提高了代码的可维护性。
• 模块化：Spring 的各个功能模块是独立的，你可以只选用需要的部分，而不用加载整个框架。
• 强大的社区支持：Spring 社区活跃，文档丰富，问题也能很快得到解答。
• 简化了企业级 Java 开发：Spring 抽象了许多复杂的 Java EE 功能，比如事务管理、数据持久化等，使开发者可以专注于业务逻辑而不是基础设施代码。

1.3 Spring 的体系结构

Spring 框架是由多个模块构成的，以下是主要模块的介绍：

• Spring Core Container（核心容器）：负责 IoC 和 DI，核心包是 spring-core 和 spring-beans，这是 Spring 的基础模块。
• Spring AOP（面向切面编程）：支持面向切面的编程，允许在不修改代码的情况下为现有功能添加新行为，比如日志、事务管理等。
• Spring Data Access（数据访问）：为持久层提供了对 JDBC、ORM（如 Hibernate）、NoSQL 数据库的支持。
• Spring Web（Web 开发）：用于开发 Web 应用程序，Spring MVC 是其中的核心部分，简化了基于 Servlet 的 Web 应用开发。
• Spring Security：提供强大的安全管理功能，如身份验证和授权控制。
• Spring Boot：用于快速创建 Spring 应用，提供了开箱即用的配置和部署。

1.4 Spring 5 的新特性

• 响应式编程：Spring 5 引入了对响应式编程模型的支持，如 Spring WebFlux，它可以更好地处理非阻塞、异步的请求，尤其适合高并发应用场景。
• Java 8+ 特性支持：Spring 5 开始要求 Java 8 作为最低版本，并充分利用了 Java 8 的新特性，比如 Lambda 表达式、Stream API 等。
• Kotlin 支持：Spring 5 提供了对 Kotlin 编程语言的更好支持，让开发者可以使用 Kotlin 编写 Spring 应用。
• 更加轻量级：Spring 5 通过优化和减少依赖，使得应用变得更加轻量化，启动和运行效率更高。

1.5 Spring 项目的结构与目录

当我们创建一个 Spring 项目时，通常会看到以下目录结构：

• src/main/java：Java 源代码目录，存放业务逻辑相关的代码。
• src/main/resources：资源文件目录，存放配置文件、静态资源等，如 application.properties 或 application.yml。
• src/test/java：单元测试代码目录，存放测试类。
• src/test/resources：测试资源文件目录。
• pom.xml（Maven 项目）或 build.gradle（Gradle 项目）：项目构建管理工具的配置文件，用于管理依赖项和构建过程。

2. Spring 入门程序

2.1 创建一个简单的 Spring 应用

可以使用 Spring Boot 来创建一个简单的 Spring 应用，下面是步骤：

1. 使用 Spring Initializr 创建项目：
   你可以访问 Spring Initializr 来快速生成 Spring 项目。选择合适的依赖，比如 Spring Web 和 Spring Boot DevTools，然后下载项目。

2. 编写 Hello World 应用：
   在 src/main/java 中创建一个主类，并加上 Spring Boot 的入口注解：

   package com.example.demo;import org.springframework.boot.SpringApplication;
   import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
   import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
   import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;@SpringBootApplication
   public class DemoApplication {public static void main(String[] args) {SpringApplication.run(DemoApplication.class, args);}
   }@RestController
   class HelloController {@GetMapping("/hello")public String hello() {return "Hello, Spring!";}
   }
   

3. 运行项目：
   在项目根目录下运行 mvn spring-boot:run 或直接运行 DemoApplication 类，访问 http://localhost:8080/hello，你将看到页面返回 “Hello, Spring!”。

3. 控制反转（IoC）与依赖注入（DI）

3.1 控制反转（IoC）的概念

控制反转（Inversion of Control, IoC）是 Spring 框架的核心思想之一。简单来说，IoC 是指对象的创建和依赖关系的管理不再由开发者手动处理，而是由 Spring 容器自动管理。开发者只需声明依赖，容器会负责依赖的注入。

3.2 依赖注入（DI）的概念

依赖注入（Dependency Injection, DI）是 IoC 的具体实现方式。它允许开发者在需要的地方声明依赖，而不用手动去创建它们。Spring 容器会自动根据配置，将合适的对象注入到依赖的位置。

3.3 依赖注入的类型

Spring 支持以下几种方式的依赖注入：

1. 构造器注入：通过构造函数注入依赖。开发者可以通过构造函数定义依赖项。

   @Service
   public class MyService {private final MyRepository repository;@Autowiredpublic MyService(MyRepository repository) {this.repository = repository;}
   }
   

2. Setter 注入：通过 Setter 方法注入依赖，Spring 容器会自动调用 Setter 方法。

   @Service
   public class MyService {private MyRepository repository;@Autowiredpublic void setRepository(MyRepository repository) {this.repository = repository;}
   }
   

3. 字段注入：直接在类的字段上使用 @Autowired 注解。尽量避免使用这种方式，因为它不利于单元测试和可维护性。

   @Service
   public class MyService {@Autowiredprivate MyRepository repository;
   }
   

3.4 依赖注入的应用

依赖注入广泛应用于实际开发中，尤其是在控制器、服务、数据访问层等需要频繁交互的模块之间。通过依赖注入，模块之间可以解耦，同时便于测试。

例如，在构建 Web 应用时，控制器可能依赖于服务类，而服务类又依赖于数据访问层，Spring 的 DI 能够自动管理这些依赖，简化开发过程。

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