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在開始討論 Spring Boot Web 的層次分離與 IOC & DI 之前，我們需要先了解一些基礎概念。Spring Framework 是 Java 企業級應用程式的開源框架，它提供了一個基於 POJO (Plain Old Java Object) 的輕量級容器，能夠實現依賴注入(Dependency Injection, DI)及控制反轉(Inversion of Control, IOC)的設計模式。而 Spring Boot 則是為了簡化 Spring Framework 的使用所開發的一套前端框架，它提供了預設的配置，使得建立一個可執行 Spring 應用程式變得更加容易。
IOC (Inversion of Control)
IOC 是一種軟體架構風格，其中最常見的形式之一。傳統上，當我們定義對象之間的關係時，通常是在程序內部直接進行操作。而在 IOC 中，這種控制權被倒置了，由外部容器來管理這些對象及其相依性。這意味著，在我們的應用程式中，我們只需描述所需的物件組合，而不必擔心如何創建或組織它們。
DI (Dependency Injection)
DI 是 IOC 的一部分，用於解決物件之間的相依性問題。通過 DI，我們可以將物件之間的相依性從物件本身抽離出來，並交給外部容器負責。這樣做的好處是不會讓單一類別過度複雜，並且可以使模塊化的設計更為清晰。
Spring Boot Web 中的層次分離
Spring Boot Web 應用程式通常遵循 MVC (Model-View-Controller) 模式，這個模式將應用程式分成三個主要部分：模型(Model)、視圖(View)和控制器(Controller)。每個部分都有其特定的功能，這種分層結構有助於保持邏輯上的明確性和維護性。
1. 模型(Model):
這是資料層面，包含所有的資料存取邏輯以及資料庫互動。例如，你可以使用 JDBC (Java DataBase Connectivity)、JPA (Java Persistence API) 等技術來處理資料庫交互。
2. 視圖(View):
這一層負責格式化和呈現數據，以便用戶查看。在 Spring Boot 中，Thymeleaf 和 FreeMarker 是常用的模板引擎，用於生成 HTML 頁面。此外，React.js、AngularJS 等前端 JavaScript 框架也可以作為 View 層的一部分。
3. 控制器(Controller):
控制器負責接受網頁請求，解析參數，然後根據請求的路徑映射到不同的方法來處理業務邏輯。最後，控制器可能會返回 ModelAndView 對像或者直接響應結果集。
除了上述的三層之外，Spring Boot Web 應用還可能有其他層次，如 AOP (Aspect Oriented Programming)、事務管理和安全性等。這些層次可以在必要時添加到應用程式中以擴展其功能。
下面是一個簡單的範例，展示了如何在 Spring Boot 中實作 IOC & DI:
首先，我們需要建立一個基本的 Spring Boot 專案，可以使用 Spring Initializr 來快速初始化。接下來，我們將定義兩個類別：`Student` 和 `SchoolService`。`Student` 類代表學生模型，`SchoolService` 則是一個服務層介面，它包含了所有關於學生的操作。
// Student.java
public class Student {
private int id;
private String name;
// Getters and setters omitted for brevity
}
// SchoolService.java
public interface SchoolService {
void enrollStudent(Student student);
List<Student> getStudents();
// Other operations can be added as needed
}
現在，我們需要一個具體的`SchoolServiceImpl`類来实现`SchoolService`接口。这个类将负责实际执行学生注册和管理逻辑。
// SchoolServiceImpl.java
@Service // This annotation marks the bean to be managed by the IoC container
public class SchoolServiceImpl implements SchoolService {
// The @Autowired annotation tells Spring to automatically inject an instance of StudentRepository
@Autowired
private StudentRepository studentRepository;
public void enrollStudent(Student student) {
studentRepository.save(student);
}
public List<Student> getStudents() {
return studentRepository.findAll();
}
}
在这个例子中，`@Service`注解告诉Spring IoC容器自动创建一个`SchoolServiceImpl`类的实例作为Bean。`@Autowired`注解用于自动装配`StudentRepository`类型的依赖项。这样，当我们在应用程序的其他地方请求`SchoolService`时，Spring会为我们提供一个已经正确设置好所有依赖关系的实例。
最后，我们可以编写一个简单的控制器来展示如何从控制器层访问这些服务。
// StudentController.java
@RestController // Marks the controller as a class that returns JSON responses by default
public class StudentController {
@Autowired // Injects the SchoolService bean from the IoC container
private SchoolService schoolService;
@PostMapping("/enrollment") // Handles HTTP POST requests to /enrollment endpoint
public ResponseEntity<?> createEnrollment(@RequestBody Student student) {
schoolService.enrollStudent(student);
return new ResponseEntity<>(HttpStatus.CREATED);
}
@GetMapping("/students") // Handles HTTP GET requests to /students endpoint
public List<Student> listStudents() {
return schoolService.getStudents();
}
}
在上述代码中，我们使用了`@RestController`注释来标记这是一个REST风格的控制器。`@Autowired`注解用来注入`SchoolService`bean。控制器中的两个方法分别处理HTTP的POST和GET请求，并且调用相应的学校服务方法来完成业务逻辑。
Spring Boot Web应用中的层次分离和IOC & DI实践可以帮助开发者构建模块化、易于维护和高可测试性的应用程序。通过使用Spring提供的注解和自动化配置，开发人员可以将精力集中在业务逻辑上，而不是复杂的对象生命周期管理上。
