Spring 框架简介

Dear 丶 2022-07-13 05:41 306阅读 0赞

Spring 是一个开源框架，是为了解决企业应用程序开发复杂性而创建的。框架的主要优势之一就是其分层架构，分层架构允许您选择使用哪一个组件，同时为 J2EE 应用程序开发提供集成的框架。

在这篇由三部分组成的 Spring 系列 的第 1 部分中，我将介绍 Spring 框架。我先从框架底层模型的角度描述该框架的功能，然后将讨论两个最有趣的模块：Spring 面向方面编程（AOP）和控制反转 （IOC） 容器。接着将使用几个示例演示 IOC 容器在典型应用程序用例场景中的应用情况。这些示例还将成为本系列后面部分进行的展开式讨论的基础，在本文的后面部分，将介绍 Spring 框架通过 Spring AOP 实现 AOP 构造的方式。

请参阅 [下载][Link 1]，下载 Spring 框架和 Apache Ant，运行本系列的示例应用程序需要它们。

## Spring 框架 ##

Spring 框架是一个分层架构，由 7 个定义良好的模块组成。Spring 模块构建在核心容器之上，核心容器定义了创建、配置和管理 bean 的方式，如图 1 所示。

##### 图 1. Spring 框架的 7 个模块 #####

![Center][]

## Core Container      由spring-core, spring-beans, spring-context, springcontext-   support, and spring-expression (Spring Expression Language)模块组成。      spring-core和spring-beans提供了 Spring 框架的基本功能，包括控制反转（Inversion of Control，简称IoC）和依赖注入（Dependency Injection简称DI）的特性。核心容器的主要组件是 `BeanFactory`，它是工厂模式的实现。`BeanFactory`将应用程序的配置和依赖性规范与实际的应用程序代码分开。      spring-context是一个配置文件，向 Spring 框架提供上下文信息。Spring 上下文包括企业服务，例如 JNDI、EJB、电子邮件、国际化、校验和调度功能。      spring-expression主要提供了spring的表达式语言（Expression Language），它是对标准EL的扩展。       AOP and Instrumentation      Spring AOP 模块直接将面向方面的编程功能集成到了 Spring 框架中。      单独的spring-aspects模块用来支持与AspectJ的集成。      spring-instrument模块提供在特定的应用程序服务器中类仪器支持和类加载器实现。       Messaging      Spring Framework 4引入的，主要用来实现基于消息（message）的应用程序开发。       Data Access/Integration      该层包括JDBC, ORM, OXM, JMS, and Transaction等模块，主要实现与持久层（如数据库）的连接及事务的控制，如spring-jdbc、spring-tx、spring-orm、spring-oxm、spring-jms。      从Spring Framework 4.1开始，spring-jms支持与spring-messaging进行集成。       Web         Web部分包括spring-web, spring-webmvc, spring-websocket, and springwebmvc-   portlet几个模块。      spring-web模块提供了基本的面向web的开发特性，如多文件上传功能、通过Servlet监听和基于web的应用程序上下文初始化IoC等。      spring-webmvc包括Spring MVC模型及Web应用开发中REST风格的Web Service实现。      spring-webmvc-portlet提供了门户导入的组件信息支持，注意ModelAndView在该包和webmvc包都存在，在使用SpringMVC时需要注意，不用引入错了。       Test      Spring测试功能模块支持。      ##

##     ##

## IOC 和 AOP ##

控制反转模式（也称作依赖性介入）的基本概念是：不创建对象，但是描述创建它们的方式。在代码中不直接与对象和服务连接，但在配置文件中描述哪一个组件需要哪一项服务。容器 （在 Spring 框架中是 IOC 容器） 负责将这些联系在一起。

在典型的 IOC 场景中，容器创建了所有对象，并设置必要的属性将它们连接在一起，决定什么时间调用方法。下表列出了 IOC 的一个实现模式。

<table style="margin:0px 0px 20px; padding:0px; outline:0px; font-size:12.8px; vertical-align:baseline; border-collapse:collapse; border-bottom:1px solid rgb(204,204,204); border-left:0px none; border-right:0px none; color:rgb(0,0,0); font-family:Arial,sans-serif; width:780px!important"> 
 <thead style="margin:0px; padding:0px; outline:0px; font-size:undefined; vertical-align:baseline"> 
  <tr style="margin:0px; padding:0px; outline:0px; font-size:undefined; vertical-align:baseline; border-width:1px 0px 0px; border-style:solid none none; border-top-color:rgb(221,221,221); border-left-color:initial; border-right-color:initial; border-bottom-color:initial"> 
   <th style="margin:0px; padding:10px 5px 10px 3px; outline:0px; font-size:undefined; vertical-align:top; text-align:left; border-width:1px 0px 0px; border-style:solid none none; border-top-color:rgb(221,221,221); border-left-color:initial; border-right-color:initial; border-bottom-color:initial"> 类型 1</th> 
   <th style="margin:0px; padding:10px 5px 10px 3px; outline:0px; font-size:undefined; vertical-align:top; text-align:left; border-width:1px 0px 0px; border-style:solid none none; border-top-color:rgb(221,221,221); border-left-color:initial; border-right-color:initial; border-bottom-color:initial"> 服务需要实现专门的接口，通过接口，由对象提供这些服务，可以从对象查询依赖性（例如，需要的附加服务）</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody style="margin:0px; padding:0px; outline:0px; font-size:undefined; vertical-align:baseline"> 
  <tr style="margin:0px; padding:0px; outline:0px; font-size:undefined; vertical-align:baseline"> 
   <td style="margin:0px; padding:8px 10px 5px 3px; outline:0px; font-size:undefined; vertical-align:top; border-left:0px none; border-top:2px solid rgb(153,153,153); color:rgb(85,85,85); border-right:0px none"> 类型 2</td> 
   <td style="margin:0px; padding:8px 5px 5px 3px; outline:0px; font-size:undefined; vertical-align:top; border-left:3px solid rgb(255,255,255); border-top:2px solid rgb(153,153,153); color:rgb(85,85,85); border-right:0px none"> 通过 JavaBean 的属性（例如 setter 方法）分配依赖性</td> 
  </tr> 
  <tr style="margin:0px; padding:0px; outline:0px; font-size:undefined; vertical-align:baseline"> 
   <td style="margin:0px; padding:8px 10px 5px 3px; outline:0px; font-size:undefined; vertical-align:top; border-left:0px none; border-top:1px solid rgb(221,221,221); color:rgb(85,85,85); border-right:0px none"> 类型 3</td> 
   <td style="margin:0px; padding:8px 5px 5px 3px; outline:0px; font-size:undefined; vertical-align:top; border-left:3px solid rgb(255,255,255); border-top:1px solid rgb(221,221,221); color:rgb(85,85,85); border-right:0px none"> 依赖性以构造函数的形式提供，不以 JavaBean 属性的形式公开</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

Spring 框架的 IOC 容器采用类型 2 和类型3 实现。

### 面向方面的编程 ###

面向方面的编程，即 AOP，是一种编程技术，它允许程序员对横切关注点或横切典型的职责分界线的行为（例如日志和事务管理）进行模块化。AOP 的核心构造是方面，它将那些影响多个类的行为封装到可重用的模块中。

AOP 和 IOC 是补充性的技术，它们都运用模块化方式解决企业应用程序开发中的复杂问题。在典型的面向对象开发方式中，可能要将日志记录语句放在所有方法和 Java 类中才能实现日志功能。在 AOP 方式中，可以反过来将日志服务模块化，并以声明的方式将它们应用到需要日志的组件上。当然，优势就是 Java 类不需要知道日志服务的存在，也不需要考虑相关的代码。所以，用 Spring AOP 编写的应用程序代码是松散耦合的。

AOP 的功能完全集成到了 Spring 事务管理、日志和其他各种特性的上下文中。

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## IOC 容器 ##

Spring 设计的核心是 `org.springframework.beans` 包，它的设计目标是与 JavaBean 组件一起使用。这个包通常不是由用户直接使用，而是由服务器将其用作其他多数功能的底层中介。下一个最高级抽象是 `BeanFactory` 接口，它是工厂设计模式的实现，允许通过名称创建和检索对象。`BeanFactory` 也可以管理对象之间的关系。

`BeanFactory` 支持两个对象模型。

*  单态 模型提供了具有特定名称的对象的共享实例，可以在查询时对其进行检索。Singleton 是默认的也是最常用的对象模型。对于无状态服务对象很理想。
 *  原型 模型确保每次检索都会创建单独的对象。在每个用户都需要自己的对象时，原型模型最适合。

bean 工厂的概念是 Spring 作为 IOC 容器的基础。IOC 将处理事情的责任从应用程序代码转移到框架。正如我将在下一个示例中演示的那样，Spring 框架使用 JavaBean 属性和配置数据来指出必须设置的依赖关系。

### BeanFactory 接口 ###

因为 `org.springframework.beans.factory.BeanFactory` 是一个简单接口，所以可以针对各种底层存储方法实现。最常用的 `BeanFactory` 定义是 `XmlBeanFactory`，它根据 XML 文件中的定义装入 bean，如清单 1 所示。

##### 清单 1. XmlBeanFactory #####

BeanFactory factory = new XMLBeanFactory(new FileInputSteam("mybean.xml"));

在 XML 文件中定义的 Bean 是被消极加载的，这意味在需要 bean 之前，bean 本身不会被初始化。要从 `BeanFactory` 检索 bean，只需调用 `getBean()` 方法，传入将要检索的 bean 的名称即可，如清单 2 所示。

##### 清单 2. getBean() #####

MyBean mybean = (MyBean) factory.getBean("mybean");

每个 bean 的定义都可以是 POJO （用类名和 JavaBean 初始化属性定义） 或 `FactoryBean`。`FactoryBean` 接口为使用 Spring 框架构建的应用程序添加了一个间接的级别。

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## IOC 示例 ##

理解控制反转最简单的方式就是看它的实际应用。在对由三部分组成的 Spring 系列 的第 1 部分进行总结时，我使用了一个示例，演示了如何通过 Spring IOC 容器注入应用程序的依赖关系（而不是将它们构建进来）。

我用开启在线信用帐户的用例作为起点。对于该实现，开启信用帐户要求用户与以下服务进行交互：

*  信用级别评定服务，查询用户的信用历史信息。
 *  远程信息链接服务，插入客户信息，将客户信息与信用卡和银行信息连接起来，以进行自动借记（如果需要的话）。
 *  电子邮件服务，向用户发送有关信用卡状态的电子邮件。

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## 三个接口 ##

对于这个示例，我假设服务已经存在，理想的情况是用松散耦合的方式把它们集成在一起。以下清单显示了三个服务的应用程序接口。

##### 清单 3. CreditRatingInterface #####

public interface CreditRatingInterface {
       public boolean getUserCreditHistoryInformation(ICustomer iCustomer);
    }

清单 3 所示的信用级别评定接口提供了信用历史信息。它需要一个包含客户信息的 `Customer` 对象。该接口的实现是由 `CreditRating` 类提供的。

##### 清单 4. CreditLinkingInterface #####

public interface CreditLinkingInterface {
    public String getUrl();
    		public void setUrl(String url);
    		public void linkCreditBankAccount() throws Exception ;
    }

信用链接接口将信用历史信息与银行信息（如果需要的话）连接在一起，并插入用户的信用卡信息。信用链接接口是一个远程服务，它的查询是通过 `getUrl()` 方法进行的。URL 由 Spring 框架的 bean 配置机制设置，我稍后会讨论它。该接口的实现是由 `CreditLinking` 类提供的。

##### 清单 5. EmailInterface #####

public interface EmailInterface {
          public void sendEmail(ICustomer iCustomer);
          public String getFromEmail();
          public void setFromEmail(String fromEmail) ;
          public String getPassword();
          public void setPassword(String password) ;
          public String getSmtpHost() ;
          public void setSmtpHost(String smtpHost);
          public String getUserId() ;
          public void setUserId(String userId);
       }

`EmailInterface` 负责向客户发送关于客户信用卡状态的电子邮件。邮件配置参数（例如 SMPT 主机、用户名、口令）由前面提到的 bean 配置机制设置。`Email` 类提供了该接口的实现。

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## Spring 使其保持松散 ##

这些接口就位之后，接下来要考虑的就是如何用松散耦合方式将它们集成在一起。在 [清单 6][6] 中可以看到信用卡帐户用例的实现。

注意，所有的 setter 方法都是由 Spring 的配置 bean 实现的。所有的依赖关系 （也就是三个接口）都可以由 Spring 框架用这些 bean 注入。`createCreditCardAccount()` 方法会用服务去执行其余实现。在 [清单 7 ][7]中可以看到 Spring 的配置文件。我用箭头突出了这些定义。

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## 运行应用程序 ##

要运行示例应用程序，首先必须 [下载 Spring 框架][Spring] 及其所有依赖文件。接下来，将框架释放到（比如说）磁盘 c:\\，这会创建 C:\\spring-framework-1.2-rc2 （适用于当前发行版本） 这样的文件夹。在继续后面的操作之前，还必须下载和释放 [Apache Ant][]。

接下来，将源代码释放到文件夹，例如 c:\\ 盘，然后创建 SpringProject。将 Spring 库（即 C:\\spring-framework-1.2-rc2\\dist 下的 spring.jar 和 C:\\spring-framework-1.2-rc2\\lib\\jakarta-commons 下的 commons-logging.jar）复制到 SpringProject\\lib 文件夹中。完成这些工作之后，就有了必需的构建依赖关系集。

打开命令提示符，将当前目录切换到 SpringProject，在命令提示符中输入以下命令：`build`。

这会构建并运行 `CreateCreditAccountClient` 类，类的运行将创建 `Customer` 类对象并填充它，还会调用 `CreateCreditCardAccount` 类创建并链接信用卡帐户。`CreateCreditAccountClient` 还会通过 `ClassPathXmlApplicationContext` 装入 Spring 配置文件。装入 bean 之后，就可以通过 `getBean()` 方法访问它们了，如清单 8 所示。

##### 清单 8. 装入 Spring 配置文件 #####

ClassPathXmlApplicationContext appContext = 
                        new ClassPathXmlApplicationContext(new String[] {
         "springexample-creditaccount.xml"
        });
    CreateCreditCardAccountInterface creditCardAccount = 
                        (CreateCreditCardAccountInterface)
    	appContext.getBean("createCreditCard");

[回页首][Link 2]

## 结束语 ##

在这篇由三部分组成的 Spring 系列 的第一篇文章中，我介绍了 Spring 框架的基础。我从讨论组成 Spring 分层架构的 7 个模块开始，然后深入介绍了其中两个模块：Spring AOP 和 IOC 容器。

由于学习的最佳方法是实践，所以我用一个工作示例介绍了 IOC 模式 （像 Spring 的 IOC 容器实现的那样）如何用松散耦合的方式将分散的系统集成在一起。在这个示例中可以看到，将依赖关系或服务注入工作中的信用卡帐户应用程序，要比从头开始构建它们容易得多。

请继续关注这一系列的下一篇文章，我将在这里学习的知识基础上，介绍 Spring AOP 模块如何在企业应用程序中提供持久支持，并让您开始了解 Spring MVC 模块和相关插件。

参考http://www.ibm.com/developerworks/cn/java/wa-spring1/

[Link 1]: http://www.ibm.com/developerworks/cn/java/wa-spring1/#download
[Center]: /images/20220713/371499f56f654db982566dbf96418024.png
[Link 2]: http://www.ibm.com/developerworks/cn/java/wa-spring1/#ibm-pcon
[6]: http://www.ibm.com/developerworks/cn/java/wa-spring1/listing1.html
[7]: http://www.ibm.com/developerworks/cn/java/wa-spring1/listing2.html
[Spring]: http://prdownloads.sourceforge.net/
[Apache Ant]: http://ant.apache.org/