javaweb-Day06-三层架构&IOC&DI

1. 经典三层架构（Controller-Service-DAO）

三层架构是Java EE（Jakarta EE）时代沉淀下来的经典分层模式，在Spring Boot中得到了完美的落地。其核心目的是实现 “高内聚、低耦合”。

Controller（控制层/Web层）：负责接收前端请求，解析参数，调用业务层，并返回响应数据（JSON/View）。职责：参数校验、数据封装、路由转发。
Service（业务层）：负责核心业务逻辑的处理（如计算、流程编排、事务控制）。职责：业务规则的实现，它是整个应用的核心。
DAO/Repository（数据访问层）：负责与数据库进行交互（CRUD）。职责：封装SQL语句或ORM映射。

最佳实践：面向接口编程（实现低耦合的关键）
每一层都定义接口（契约），通过接口进行交互，而不是直接依赖具体的实现类。这样，当底层实现改变时（如更换数据库），上层代码无需修改。

代码示例（模拟用户登录功能）

1. DAO 层（数据访问）

// 接口定义
public interface UserDao {
    User selectUserByUsername(String username);
}

// 实现类，使用 @Repository 注解
@Repository
public class UserDaoImpl implements UserDao {
    // 模拟数据库查询，实际中会用 MyBatis 或 JPA
    @Override
    public User selectUserByUsername(String username) {
        System.out.println("DAO: 从数据库查询用户..." + username);
        // 模拟返回实体
        return new User(1L, username, "encrypted_password_123");
    }
}

2. Service 层（业务逻辑）

// 接口定义
public interface UserService {
    boolean login(String username, String password);
}

// 实现类，使用 @Service 注解
@Service
public class UserServiceImpl implements UserService {
    // 依赖注入 DAO (面向接口编程，不依赖具体实现)
    @Autowired
    private UserDao userDao;

    @Override
    public boolean login(String username, String password) {
        System.out.println("Service: 执行登录业务逻辑...");
        // 1. 调用DAO查数据
        User user = userDao.selectUserByUsername(username);
        // 2. 业务校验（高内聚：密码比对逻辑封装在此处）
        if (user != null && password.equals("123456")) { // 假设明文对比演示
            return true;
        }
        return false;
    }
}

3. Controller 层（请求控制）

@RestController
@RequestMapping("/api/users")
public class UserController {
    // 依赖注入 Service
    @Autowired
    private UserService userService;

    @PostMapping("/login")
    public ResponseEntity<String> handleLogin(@RequestParam String username, 
                                              @RequestParam String password) {
        System.out.println("Controller: 接收登录请求...");
        boolean success = userService.login(username, password);
        if (success) {
            return ResponseEntity.ok("Login Success");
        }
        return ResponseEntity.status(401).body("Login Failed");
    }
}

如何体现高内聚低耦合？

高内聚：Controller只管接收/返回，Service只管业务规则，DAO只管SQL，各司其职。

低耦合：Controller中只有UserService接口引用，Service中只有UserDao接口引用。未来若将UserDaoImpl替换为NewUserDaoImpl，Service层代码无需任何修改（只要实现接口即可）。

2. IOC 控制反转（Inversion of Control）

传统开发：当Service需要使用DAO时，我们需要主动 new UserDaoImpl()。这是正转（主动创建依赖）。
IOC思想：将“创建对象”和“管理对象生命周期”的控制权反转交给Spring容器（IOC容器）。当需要使用对象时，直接从容器中“拿”即可，无需自己再去new。

在Spring Boot启动时，@Springbootapplication这个注解会扫描当前所在包及其子包带有特定注解的类，将它们实例化为Bean，并存放于IOC容器（本质是一个Map结构）中。

3. DI 依赖注入（Dependency Injection）

DI是IOC的具体实现方式。容器在创建Bean时，动态地将它所依赖的其他Bean注入进去。

Spring 支持三种注入方式（推荐使用构造器注入，尤其在Spring 4.3+后，若只有一个构造器可省略@Autowired）：

构造器注入（推荐，不可变，支持强依赖性） @Service public class UserServiceImpl implements UserService { private final UserDao userDao; // final 修饰，不可变// 只有一个构造器，可省略 @Autowired public UserServiceImpl(UserDao userDao) { this.userDao = userDao; }}
Setter注入（可选依赖） @Service public class UserServiceImpl implements UserService { private UserDao userDao;@Autowired public void setUserDao(UserDao userDao) { this.userDao = userDao; }}
字段注入（最常用但官方不推荐，因为破坏封装性）
java @Service public class UserServiceImpl implements UserService { @Autowired // 通过反射直接赋值，无视 private private UserDao userDao; }

4. Bean对象与核心注册注解

Bean是Spring容器管理的对象。将一个普通类交给Spring管理，最基础的是 @Component。

4.1 `@Component` 及其衍生注解（分层专用）

为了更清晰地标识各层组件，Spring提供了语义更强的衍生注解，它们本质上都是@Component。

注解	所属层	额外功能
`@Controller`	Web层	配合`@RequestMapping`处理HTTP请求
`@RestController`	Web层	`@RestController` `=@Controller` + `@ResponseBody`，专门写API
`@Service`	业务层	标记业务逻辑类，支持事务注解`@Transactional`
`@Repository`	数据访问层（dao层）	标记DAO类，Spring会自动转换SQL异常为`DataAccessException`

4.2 Bean 的作用域（Scope）

默认情况下，Spring管理的Bean是单例（Singleton）的，即整个容器只有一个实例。
可以通过 @Scope 修改：

@Scope("prototype")：每次获取都生成一个新的实例。
@Scope("request")：每个HTTP请求生成一个实例（仅Web环境）。

5. 依赖注入的精细控制注解（@Autowired+@Qualifier, @Primary, @Resource）

当容器中同一个接口有多个实现类时，注入就会产生歧义。以下注解用于解决冲突。

场景预设

假设有一个接口 PaymentService，有两个实现类：

@Component
public class AlipayService implements PaymentService { ... }

@Component
public class WechatPayService implements PaymentService { ... }

5.1 `@Autowired`（Spring原生，按类型注入）

默认根据类型（Type）去容器中寻找Bean。

如果容器中只有一个PaymentService的实现，直接注入成功。
如果有两个（AlipayService, WechatPayService），会报错（NoUniqueBeanDefinitionException）。

5.2 `@Primary`（优先注入）

在多个实现类中，指定默认首选的那个Bean。

@Primary // 标记为默认首选
@Component
public class AlipayService implements PaymentService { ... }

此时，@Autowired 会优先注入 AlipayService。

5.3 `@Qualifier("bean对象名")`（精确名称注入）

显式指定Bean名称来注入，优先级高于@Primary。
注意：默认Bean名称是类名首字母小写（如 alipayService）。

@Autowired
@Qualifier("wechatPayService") // 明确指定注入微信支付
private PaymentService paymentService;

5.4 `@Resource`（Java标准，按名称注入）

这是JDK自带的注解（javax.annotation.Resource / jakarta.annotation.Resource），属于JSR-250规范。

默认按名称（Name）注入。如果找不到名称匹配的，则按类型匹配。

// 匹配名称为 "alipayService" 的 Bean
@Resource(name = "alipayService")
private PaymentService paymentService;

// 如果不写 name，默认取字段名 'wechatPayService'
@Resource
private PaymentService wechatPayService;

6. `@Autowired` 与 `@Resource` 核心区别（面试高频）

对比维度	@Autowired	@Resource
所属规范	Spring 专用（org.springframework.beans.factory.annotation）	Java 标准（JSR-250，jakarta.annotation）
默认注入策略	ByType（按类型）。找不到类型则按名称回退。	ByName（按名称）。找不到名称则按类型回退。
匹配优先级	配合 `@Primary` 或 `@Qualifier("name")` 解决歧义。	通过 `name` 属性指定，优先级最高。
支持注入位置	构造器、方法、参数、字段（支持构造器注入）。	字段、Setter方法（不支持构造器注入）。
required属性	支持 `required=false`，允许注入为null。	不支持（必须存在，除非指定`lookup`）。
与JDK绑定	强耦合Spring，换IOC容器则失效。	弱耦合，属于Java标准，理论上可移植到其他非Spring容器。

实战建议

如果是自己写的业务代码，两者皆可。但为了保持技术栈统一，国内大厂多用 @Autowired + @Qualifier。
如果你希望代码脱离Spring框架（比如日后可能迁移到其他DI框架），可使用 @Resource。
终极推荐：在Spring Boot 项目中，优先使用构造器注入 + @Autowired（省略写法），这样能保证依赖不可变且便于单元测试。若有歧义，配合 @Qualifier。

// 终极推荐写法（Spring 4.3+ 推荐）
@RestController
public class OrderController {
    private final PaymentService paymentService;

    // 无需写 @Autowired（只有一个构造器时）
    public OrderController(@Qualifier("alipayService") PaymentService paymentService) {
        this.paymentService = paymentService;
    }
}

7. 附：完整注解对照速查表

注解	用途	所属框架
`@Component`	通用的Bean定义	Spring
`@Controller` / `@RestController`	Web层Bean定义	Spring
`@Service`	业务层Bean定义	Spring
`@Repository`	DAO层Bean定义（转换异常）	Spring
`@Autowired`	按类型注入依赖（Spring原生）	Spring
`@Qualifier`	按名称指定注入哪个Bean（配合前者）	Spring
`@Primary`	设定Bean为首选候选者	Spring
`@Resource`	按名称/类型注入依赖（Java标准）	Jakarta/JDK
`@Scope`	设置Bean作用域（单例/原型等）	Spring