javaWeb后端技术(26) - SpringBoot快速入门(21):SpingBoot原理

SpingBoot原理

我们学习的都是web开发的技术使用，都是面向应用层面的，我们学会了怎么样去用。而我们今天所要学习的是web后端开发的最后一个篇章springboot原理篇，主要偏向于底层原理。

我们今天的课程安排包括这么三个部分：

1. 配置优先级：Springboot项目当中属性配置的常见方式以及配置的优先级
2. Bean的管理
3. 剖析Springboot的底层原理

1. 配置优先级

在我们前面的课程当中，我们已经讲解了SpringBoot项目当中支持的三类配置文件：

• application.properties
• application.yml
• application.yaml

在SpringBoot项目当中，我们要想配置一个属性，可以通过这三种方式当中的任意一种来配置都可以，那么如果项目中同时存在这三种配置文件，且都配置了同一个属性，如：Tomcat端口号，到底哪一份配置文件生效呢？

• application.properties

server.port=8081

• application.yml

server:
   port: 8082

• application.yaml

server:
   port: 8082

我们启动SpringBoot程序，测试下三个配置文件中哪个Tomcat端口号生效：

• properties、yaml、yml三种配置文件同时存在

properties、yaml、yml三种配置文件，优先级最高的是properties

• yaml、yml两种配置文件同时存在

配置文件优先级排名（从高到低）：

1. properties配置文件
2. yml配置文件
3. yaml配置文件

注意事项：虽然springboot支持多种格式配置文件，但是在项目开发时，推荐统一使用一种格式的配置。（yml是主流）

在SpringBoot项目当中除了以上3种配置文件外，SpringBoot为了增强程序的扩展性，除了支持配置文件的配置方式以外，还支持另外两种常见的配置方式：

1. Java系统属性配置 （格式： -Dkey=value）

   -Dserver.port=9000

2. 命令行参数 （格式：–key=value）

   --server.port=10010

那在idea当中运行程序时，如何来指定Java系统属性和命令行参数呢？

• 编辑启动程序的配置信息

重启服务，同时配置Tomcat端口(三种配置文件、系统属性、命令行参数)，测试哪个Tomcat端口号生效：

删除命令行参数配置，重启SpringBoot服务：

优先级： 命令行参数 > 系统属性参数 > properties参数 > yml参数 > yaml参数

思考：如果项目已经打包上线了，这个时候我们又如何来设置Java系统属性和命令行参数呢？

java -Dserver.port=9000 -jar XXXXX.jar --server.port=10010

下面我们来演示下打包程序运行时指定Java系统属性和命令行参数：

1. 执行maven打包指令package，把项目打成jar文件
2. 使用命令：java -jar 方式运行jar文件程序

项目打包：

运行jar程序：

• 同时设置Java系统属性和命令行参数

• 仅设置Java系统属性

注意事项：

• Springboot项目进行打包时，需要引入插件 spring-boot-maven-plugin (基于官网骨架创建项目，会自动添加该插件)

在SpringBoot项目当中，常见的属性配置方式有5种， 3种配置文件，加上2种外部属性的配置(Java系统属性、命令行参数)。通过以上的测试，我们也得出了优先级(从低到高)：

• application.yaml（忽略）
• application.yml
• application.properties
• java系统属性（-Dxxx=xxx）
• 命令行参数（–xxx=xxx）

2. Bean管理

在前面的课程当中，我们已经讲过了我们可以通过Spring当中提供的注解@Component以及它的三个衍生注解（@Controller、@Service、@Repository）来声明IOC容器中的bean对象，同时我们也学习了如何为应用程序注入运行时所需要依赖的bean对象，也就是依赖注入DI。

我们今天主要学习IOC容器中Bean的其他使用细节，主要学习以下三方面：

1. 如何从IOC容器中手动的获取到bean对象
2. bean的作用域配置
3. 管理第三方的bean对象

接下来我们先来学习第一方面，从IOC容器中获取bean对象。

2.1 获取Bean

默认情况下，SpringBoot项目在启动的时候会自动的创建IOC容器(也称为Spring容器)，并且在启动的过程当中会自动的将bean对象都创建好，存放在IOC容器当中。应用程序在运行时需要依赖什么bean对象，就直接进行依赖注入就可以了。

而在Spring容器中提供了一些方法，可以主动从IOC容器中获取到bean对象，下面介绍3种常用方式：

1. 根据name获取bean

   Object getBean(String name)

2. 根据类型获取bean

   <T> T getBean(Class<T> requiredType)

3. 根据name获取bean（带类型转换）

   <T> T getBean(String name, Class<T> requiredType)

思考：要从IOC容器当中来获取到bean对象，需要先拿到IOC容器对象，怎么样才能拿到IOC容器呢？

• 想获取到IOC容器，直接将IOC容器对象注入进来就可以了

控制器：DeptController

@RestController
@RequestMapping("/depts")
public class DeptController {

    @Autowired
    private DeptService deptService;

    public DeptController(){
        System.out.println("DeptController constructor ....");
    }

    @GetMapping
    public Result list(){
        List<Dept> deptList = deptService.list();
        return Result.success(deptList);
    }

    @DeleteMapping("/{id}")
    public Result delete(@PathVariable Integer id)  {
        deptService.delete(id);
        return Result.success();
    }

    @PostMapping
    public Result save(@RequestBody Dept dept){
        deptService.save(dept);
        return Result.success();
    }
}

业务实现类：DeptServiceImpl

@Slf4j
@Service
public class DeptServiceImpl implements DeptService {
    @Autowired
    private DeptMapper deptMapper;

    @Override
    public List<Dept> list() {
        List<Dept> deptList = deptMapper.list();
        return deptList;
    }

    @Override
    public void delete(Integer id) {
        deptMapper.delete(id);
    }

    @Override
    public void save(Dept dept) {
        dept.setCreateTime(LocalDateTime.now());
        dept.setUpdateTime(LocalDateTime.now());
        deptMapper.save(dept);
    }
}

Mapper接口：

@Mapper
public interface DeptMapper {
    //查询全部部门数据
    @Select("select * from dept")
    List<Dept> list();

    //删除部门
    @Delete("delete from dept where id = #{id}")
    void delete(Integer id);

    //新增部门
    @Insert("insert into dept(name, create_time, update_time) values (#{name},#{createTime},#{updateTime})")
    void save(Dept dept);
}

测试类：

@SpringBootTest
class SpringbootWebConfig2ApplicationTests {

    @Autowired
    private ApplicationContext applicationContext; //IOC容器对象

    //获取bean对象
    @Test
    public void testGetBean(){
        //根据bean的名称获取
        DeptController bean1 = (DeptController) applicationContext.getBean("deptController");
        System.out.println(bean1);

        //根据bean的类型获取
        DeptController bean2 = applicationContext.getBean(DeptController.class);
        System.out.println(bean2);

        //根据bean的名称 及 类型获取
        DeptController bean3 = applicationContext.getBean("deptController", DeptController.class);
        System.out.println(bean3);
    }
}

程序运行后控制台日志：

问题：输出的bean对象地址值是一样的，说明IOC容器当中的bean对象有几个？

答案：只有一个。 （默认情况下，IOC中的bean对象是单例）

那么能不能将bean对象设置为非单例的(每次获取的bean都是一个新对象)？

可以，在下一个知识点(bean作用域)中讲解。

注意事项：

• 上述所说的 【Spring项目启动时，会把其中的bean都创建好】还会受到作用域及延迟初始化影响，这里主要针对于默认的单例非延迟加载的bean而言。

2.2 Bean作用域

在前面我们提到的IOC容器当中，默认bean对象是单例模式(只有一个实例对象)。那么如何设置bean对象为非单例呢？需要设置bean的作用域。

在Spring中支持五种作用域，后三种在web环境才生效：

作用域	说明
singleton	容器内同名称的bean只有一个实例（单例）（默认）
prototype	每次使用该bean时会创建新的实例（非单例）
request	每个请求范围内会创建新的实例（web环境中，了解）
session	每个会话范围内会创建新的实例（web环境中，了解）
application	每个应用范围内会创建新的实例（web环境中，了解）

知道了bean的5种作用域了，我们要怎么去设置一个bean的作用域呢？

• 可以借助Spring中的@Scope注解来进行配置作用域

1). 测试一

• 控制器

//默认bean的作用域为：singleton (单例)
@Lazy //延迟加载（第一次使用bean对象时，才会创建bean对象并交给ioc容器管理）
@RestController
@RequestMapping("/depts")
public class DeptController {

    @Autowired
    private DeptService deptService;

    public DeptController(){
        System.out.println("DeptController constructor ....");
    }

    //省略其他代码...
}

• 测试类

@SpringBootTest
class SpringbootWebConfig2ApplicationTests {

    @Autowired
    private ApplicationContext applicationContext; //IOC容器对象

    //bean的作用域
    @Test
    public void testScope(){
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            DeptController deptController = applicationContext.getBean(DeptController.class);
            System.out.println(deptController);
        }
    }
}

重启SpringBoot服务，运行测试方法，查看控制台打印的日志：

注意事项：

• IOC容器中的bean默认使用的作用域：singleton (单例)

• 默认singleton的bean，在容器启动时被创建，可以使用@Lazy注解来延迟初始化(延迟到第一次使用时)

2). 测试二

修改控制器DeptController代码：

@Scope("prototype") //bean作用域为非单例
@Lazy //延迟加载
@RestController
@RequestMapping("/depts")
public class DeptController {

    @Autowired
    private DeptService deptService;

    public DeptController(){
        System.out.println("DeptController constructor ....");
    }

    //省略其他代码...
}

重启SpringBoot服务，再次执行测试方法，查看控制吧打印的日志：

注意事项：

• prototype的bean，每一次使用该bean的时候都会创建一个新的实例
• 实际开发当中，绝大部分的Bean是单例的，也就是说绝大部分Bean不需要配置scope属性

2.3 第三方Bean

学习完bean的获取、bean的作用域之后，接下来我们再来学习第三方bean的配置。

之前我们所配置的bean，像controller、service，dao三层体系下编写的类，这些类都是我们在项目当中自己定义的类(自定义类)。当我们要声明这些bean，也非常简单，我们只需要在类上加上@Component以及它的这三个衍生注解（@Controller、@Service、@Repository），就可以来声明这个bean对象了。
但是在我们项目开发当中，还有一种情况就是这个类它不是我们自己编写的，而是我们引入的第三方依赖当中提供的。

在pom.xml文件中，引入dom4j：

<!--Dom4j-->
<dependency>
    <groupId>org.dom4j</groupId>
    <artifactId>dom4j</artifactId>
    <version>2.1.3</version>
</dependency>

dom4j就是第三方组织提供的。 dom4j中的SAXReader类就是第三方编写的。

当我们需要使用到SAXReader对象时，直接进行依赖注入是不是就可以了呢？

• 按照我们之前的做法，需要在SAXReader类上添加一个注解@Component（将当前类交给IOC容器管理）

结论：第三方提供的类是只读的。无法在第三方类上添加@Component注解或衍生注解。

那么我们应该怎样使用并定义第三方的bean呢？

• 如果要管理的bean对象来自于第三方（不是自定义的），是无法用@Component 及衍生注解声明bean的，就需要用到**@Bean**注解。

解决方案1：在启动类上添加@Bean标识的方法

@SpringBootApplication
public class SpringbootWebConfig2Application {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(SpringbootWebConfig2Application.class, args);
    }

    //声明第三方bean
    @Bean //将当前方法的返回值对象交给IOC容器管理, 成为IOC容器bean
    public SAXReader saxReader(){
        return new SAXReader();
    }
}

xml文件：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<emp>
    <name>Tom</name>
    <age>18</age>
</emp>

测试类：

@SpringBootTest
class SpringbootWebConfig2ApplicationTests {

    @Autowired
    private SAXReader saxReader;

    //第三方bean的管理
    @Test
    public void testThirdBean() throws Exception {
        Document document = saxReader.read(this.getClass().getClassLoader().getResource("1.xml"));
        Element rootElement = document.getRootElement();
        String name = rootElement.element("name").getText();
        String age = rootElement.element("age").getText();

        System.out.println(name + " : " + age);
    }

    //省略其他代码...
}

重启SpringBoot服务，执行测试方法后，控制台输出日志：

Tom : 18

说明：以上在启动类中声明第三方Bean的作法，不建议使用（项目中要保证启动类的纯粹性）

解决方案2：在配置类中定义@Bean标识的方法

• 如果需要定义第三方Bean时， 通常会单独定义一个配置类

@Configuration //配置类  (在配置类当中对第三方bean进行集中的配置管理)
public class CommonConfig {

    //声明第三方bean
    @Bean //将当前方法的返回值对象交给IOC容器管理, 成为IOC容器bean
          //通过@Bean注解的name/value属性指定bean名称, 如果未指定, 默认是方法名
    public SAXReader reader(DeptService deptService){
        System.out.println(deptService);
        return new SAXReader();
    }

}

注释掉SpringBoot启动类中创建第三方bean对象的代码，重启服务，执行测试方法，查看控制台日志：

Tom : 18

在方法上加上一个@Bean注解，Spring 容器在启动的时候，它会自动的调用这个方法，并将方法的返回值声明为Spring容器当中的Bean对象。

注意事项 ：

• 通过@Bean注解的name或value属性可以声明bean的名称，如果不指定，默认bean的名称就是方法名。

• 如果第三方bean需要依赖其它bean对象，直接在bean定义方法中设置形参即可，容器会根据类型自动装配。

关于Bean大家只需要保持一个原则：

• 如果是在项目当中我们自己定义的类，想将这些类交给IOC容器管理，我们直接使用@Component以及它的衍生注解来声明就可以。
• 如果这个类它不是我们自己定义的，而是引入的第三方依赖当中提供的类，而且我们还想将这个类交给IOC容器管理。此时我们就需要在配置类中定义一个方法，在方法上加上一个@Bean注解，通过这种方式来声明第三方的bean对象。