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## 5. 基于Spring框架的后端应用开发

### 5.1 Java基础增强

#### 5.1.1 Java异常处理

**练习任务**:
1. **异常处理练习**:
    - 创建一个方法，该方法接受两个整数参数，并返回它们的除法结果。如果第二个参数为0，则抛出自定义异常。
    - 在主程序中调用该方法，并使用try-catch块来捕获异常，输出友好的错误信息。
    - 示例代码:
      ```java
      public class Division {
          public static double divide(int a, int b) throws IllegalArgumentException {
              if (b == 0) {
                  throw new IllegalArgumentException("除数不能为0");
              }
              return (double) a / b;
          }
 
          public static void main(String[] args) {
              try {
                  double result = divide(10, 0);
                  System.out.println("结果: " + result);
              } catch (IllegalArgumentException e) {
                  System.out.println(e.getMessage());
              }
          }
      }
      ```

2. **自定义异常练习**:
    - 创建一个自定义异常类`InvalidAgeException`，继承自`IllegalArgumentException`。
    - 创建一个方法`validateAge`，接收一个年龄参数，如果年龄小于0或大于150，则抛出`InvalidAgeException`。
    - 在主程序中调用`validateAge`方法，并捕获异常，输出异常信息。
    - 示例代码:
      ```java
      public class AgeValidator {
          public static void validateAge(int age) throws InvalidAgeException {
              if (age < 0 || age > 150) {
                  throw new InvalidAgeException("年龄无效");
              }
          }
 
          public static void main(String[] args) {
              try {
                  validateAge(-5);
              } catch (InvalidAgeException e) {
                  System.out.println(e.getMessage());
              }
          }
      }
 
      class InvalidAgeException extends IllegalArgumentException {
          public InvalidAgeException(String message) {
              super(message);
          }
      }
      ```

#### 5.1.2 注解

**练习任务**:
1. **自定义注解练习**:
    - 创建一个自定义注解`@MyAnnotation`，并带有字符串属性`value`。
    - 创建一个类`AnnotatedClass`，并在其方法上使用`@MyAnnotation`注解。
    - 编写一个程序读取该注解，并打印出注解的值。
    - 示例代码:
      ```java
      import java.lang.reflect.Method;
 
      public @interface MyAnnotation {
          String value();
      }
 
      public class AnnotatedClass {
          @MyAnnotation(value = "Hello, Annotation!")
          public void myMethod() {
              // 方法实现
          }
 
          public static void main(String[] args) {
              Method[] methods = AnnotatedClass.class.getDeclaredMethods();
              for (Method method : methods) {
                  MyAnnotation annotation = method.getAnnotation(MyAnnotation.class);
                  if (annotation != null) {
                      System.out.println(annotation.value());
                  }
              }
          }
      }
      ```

#### 5.1.3 Optional的介绍和使用

**练习任务**:
1. **Optional练习**:
    - 创建一个方法`getUserById`，该方法接收一个ID参数，并返回一个`Optional<User>`对象。
    - 如果ID对应的数据存在，则返回包含用户对象的`Optional`；否则返回空的`Optional`。
    - 在主程序中调用该方法，并使用`ifPresent`或`orElse`方法处理结果。
    - 示例代码:
      ```java
      public class User {
          private String name;
 
          public User(String name) {
              this.name = name;
          }
 
          public String getName() {
              return name;
          }
      }
 
      public class UserService {
          public static Optional<User> getUserById(long id) {
              if (id == 1) {
                  return Optional.of(new User("John Doe"));
              } else {
                  return Optional.empty();
              }
          }
 
          public static void main(String[] args) {
              Optional<User> user = getUserById(1);
              user.ifPresent(u -> System.out.println("用户姓名: " + u.getName()));
          }
      }
      ```

#### 5.1.4 Stream API的介绍和使用

**练习任务**:
1. **Stream API练习**:
    - 创建一个方法`findMaxValue`，该方法接收一个`List<Integer>`参数，并返回列表中的最大值。
    - 使用Stream API来实现这个功能。
    - 示例代码:
      ```java
      import java.util.Arrays;
      import java.util.List;
 
      public class MaxFinder {
          public static int findMaxValue(List<Integer> numbers) {
              return numbers.stream().max(Integer::compare).orElse(0);
          }
 
          public static void main(String[] args) {
              List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
              int maxValue = findMaxValue(numbers);
              System.out.println("最大值: " + maxValue);
          }
      }
      ```

#### 5.1.5 泛型

**练习任务**:
1. **泛型练习**:
    - 创建一个泛型类`Pair<T, U>`，用于存储两个不同类型的数据。
    - 在主程序中创建一个`Pair<String, Integer>`对象，并设置和获取其中的值。
    - 示例代码:
      ```java
      public class Pair<T, U> {
          private T first;
          private U second;
 
          public Pair(T first, U second) {
              this.first = first;
              this.second = second;
          }
 
          public T getFirst() {
              return first;
          }
 
          public U getSecond() {
              return second;
          }
 
          public void setFirst(T first) {
              this.first = first;
          }
 
          public void setSecond(U second) {
              this.second = second;
          }
      }
 
      public class Main {
          public static void main(String[] args) {
              Pair<String, Integer> pair = new Pair<>("Hello", 42);
              System.out.println("First: " + pair.getFirst() + ", Second: " + pair.getSecond());
          }
      }
      ```

### 5.2 Spring框架简介

#### 5.2.2 Spring框架的核心特性

**练习任务**:
1. **Spring框架特性练习**:
    - 使用Spring框架创建一个简单的Web应用，该应用包含一个控制器，该控制器提供一个静态的欢迎页面。
    - 示例代码:
      ```java
      import org.springframework.stereotype.Controller;
      import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
 
      @Controller
      public class WelcomeController {
          @GetMapping("/")
          public String welcome() {
              return "welcome";
          }
      }
      ```

### 5.3 Spring IoC

#### 5.3.1 Spring Bean的定义和生命周期

**练习任务**:
1. **Bean生命周期练习**:
    - 创建一个带有初始化和销毁方法的Spring Bean。
    - 使用`@PostConstruct`和`@PreDestroy`注解来标记初始化和销毁方法。
    - 示例代码:
      ```java
      import org.springframework.stereotype.Component;
 
      @Component
      public class LifeCycleBean {
          public LifeCycleBean() {
              System.out.println("LifeCycleBean created.");
          }
 
          @PostConstruct
          public void init() {
              System.out.println("LifeCycleBean initialized.");
          }
 
          @PreDestroy
          public void destroy() {
              System.out.println("LifeCycleBean destroyed.");
          }
      }
      ```

#### 5.3.2 XML和注解方式的Bean配置

**练习任务**:
1. **XML和注解配置练习**:
    - 使用XML和注解两种方式配置一个简单的Spring Bean。
    - 在主程序中获取并使用该Bean。
    - 示例代码 (XML配置):
      ```xml
      <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
      <beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
             xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
             xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
             http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">
 
          <bean id="myBean" class="com.example.MyBean">
              <property name="name" value="John Doe"/>
          </bean>
 
      </beans>
      ```

    - 示例代码 (注解配置):
      ```java
      import org.springframework.context.annotation.Bean;
      import org.springframework.context.annotation.Configuration;
 
      @Configuration
      public class AppConfig {
          @Bean
          public MyBean myBean() {
              return new MyBean("Jane Doe");
          }
      }
 
      public class MyBean {
          private String name;
 
          public MyBean(String name) {
              this.name = name;
          }
 
          public String getName() {
              return name;
          }
      }
      ```

### 5.4 Spring MVC

#### 5.4.2 使用@Controller定义控制器

**练习任务**:
1. **控制器练习**:
    - 创建一个简单的控制器，该控制器接收一个GET请求并返回一个简单的HTML页面。
    - 示例代码:
      ```java
      import org.springframework.stereotype.Controller;
      import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
 
      @Controller
      public class SimpleController {
          @GetMapping("/simple")
          public String simplePage() {
              return "simple";
          }
      }
      ```