Spring初探：概念认知与特点分析

Posted 2020-11-23 zdlynn

Spring初探

1. Spring是什么？

Spring 是一个开源的轻量级 Java SE（ Java 标准版本）/Java EE（ Java 企业版本）开发应用框架，其目的是用于简化企业级应用程序开发。在传统应用程序开发中，一个完整的应用是由一组相互协作的对象组成的。所以开发一个应用除了要开发业务逻辑之外，最多的是关注使这些对象协作来完成所需功能的同时，实现低耦合、高内聚。所以，业务逻辑开发是不可避免的。如果有个框架可以帮我们来创建对象及管理这些对象之间的依赖关系，能通过配置方式来创建对象，管理对象之间依赖关系，我们不需要通过工厂和生成器来创建及管理对象之间的依赖关系，这样我们必然会减少许多工作量，加快开发。Spring 框架问世之初主要就是来完成这个功能。

2. Spring技术可以用来干什么？

Spring 框架除了帮我们管理对象及其依赖关系，还提供像通用日志记录、性能统计、安全控制、异常处理等面向切面的能力，可以帮我们管理最头疼的数据库事务，同时，它本身提供了一套简单的 JDBC 访问实现，能与第三方数据库访问框架集成（如 Hibernate、JPA ），与各种 Java EE 技术整合（如 Java Mail、任务调度等等），提供一套自己的 web 层框架 Spring MVC 、而且还能非常简单的与第三方 web 框架集成。从这里我们可以认为 Spring 是一个超级粘合平台，除了自己提供功能外，还提供粘合其他技术和框架的能力，从而使我们可以更自由的选择到底使用什么技术进行开发。而且不管是 JAVA SE（ C/S 架构）应用程序还是 JAVA EE（ B/S 架构）应用程序都可以使用这个平台进行开发。

2.1. Spring 能帮我们根据配置文件创建及组装对象之间的依赖关系

传统程序开发，创建对象及组装对象间依赖关系由我们在程序内部进行控制，这样会加大各个对象间的耦合，如果我们要修改对象间的依赖关系就必须修改源代码，重新编译、部署；而如果采用 Spring，则由 Spring 根据配置文件来进行创建及组装对象间依赖关系，只需要改配置文件即可，无需重新编译。

2.2 Spring 面向切面编程能帮助我们无耦合的实现日志记录、性能统计、安全控制

当我们要进行一些日志记录、权限控制、性能统计等工作时，在传统应用程序当中我们可能在需要的对象或方法中进行，而且比如权限控制、性能统计大部分是重复的，这样代码中就存在大量重复代码，即使把通用部分提取出来，仍旧存在重复调用，像性能统计我们可能只是在必要时才进行，在诊断完毕后要删除这些代码；还有日志记录，比如记录一些方法访问日志、数据访问日志等等，这些都会渗透到各个访问方法中；还有权限控制，必须在方法执行时开始进行审核，可见这些工作急需优化。如果采用 Spring ，这些日志记录、权限控制、性能统计从业务逻辑中分离出来，通过 Spring 支持的面向切面编程，动态添加这些功能，无需渗透到各个需要的方法或对象中。反观其他的解决方案，通过使用“代理设计模式”或“包装器设计模式”，仍需通过编程方式来创建代理对象，仍需耦合这些代理对象，而采用 Spring 面向切面编程能提供一种更好的方式来完成上述功能。通过配置方式，而不需要在现有代码中添加任何额外代码，使现有代码专注业务逻辑。

2.3 Spring 能非常简单的帮我们管理数据库事务

在传统应用程序当中，我们如何来完成数据库事务管理？需要一系列“获取连接，执行 SQL，提交或回滚事务，关闭连接”，而且还要保证在最后一定要关闭连接，多么可怕的事情，而且也很无聊；如果采用 Spring，我们只需获取连接，执行 SQL，其他的都交给 Spring 来管理，简单方便。

除以上之外，Spring 还可以：

• 与第三方数据库访问框架（如 Hibernate、JPA ）无缝集成，而且自己也提供了一套 JDBC 访问模板，来方便数据库访问。
• 与第三方 Web（如 Struts、JSF ）框架无缝集成，而且自己也提供了一套 Spring MVC 框架，来方便 web 层搭建。
• 与 Java EE（如 Java Mail 、任务调度）整合，与更多技术整合（比如缓存框架）。

3. Spring 的核心概念与优势

3.1 关键概念

• 应用程序：能完成我们所需要功能的成品，比如购物网站、OA 系统。
• 框架：能完成一定功能的半成品，比如我们可以使用框架进行购物网站开发；框架做一部分功能，我们自己做一部分功能，辅助高效工作。而且框架规定了你在开发应用程序时的整体架构，提供了一些基础功能，还规定了类和对象的如何创建、如何协作等，从而简化我们的代码编写，让我们专注于业务逻辑开发。
• 非侵入式设计：从框架角度可以这样理解，无需继承框架提供的类，这种设计就可以看作是非侵入式设计，如果继承了这些框架类，就是侵入设计，如果以后想更换框架，之前写过的代码几乎无法重用，如果非侵入式设计则之前写过的代码仍然可以继续使用。
• 轻量级与重量级：轻量级是相对于重量级而言的，轻量级一般就是非入侵性的、所依赖的东西非常少、资源占用非常少、部署简单等等，其实就是比较容易使用，而重量级正好相反。
• POJO ： POJO （ Plain Ordinary Java Object ）简单的 Java 对象。它可以包含业务逻辑或持久化逻辑，但不担当任何特殊角色且不继承或不实现任何其它 Java 框架的类或接口。
• 容器：在日常生活中容器就是一种盛放东西的器具，从程序设计角度看就是装对象的的对象，因为存在放入、拿出等操作，所以容器还要管理对象的生命周期。
• 控制反转：即 Inversion of Control ，缩写为 IoC ，控制反转还有一个名字叫做依赖注入（ Dependency Injection ），就是由容器控制程序之间的关系，而非传统实现中，由程序代码直接操控。
• Bean ：一般指容器管理对象，在 Spring 中指 Spring IoC 容器管理对象。

3.2 Spring 的优点

• 非常轻量级的容器：以集中的、自动化的方式进行应用程序对象创建和装配，除此之外还会负责管理对象生命周期，能组合成复杂的应用程序。Spring 容器是非侵入式的（不需要依赖任何 Spring 特定类），而且完全采用 POJOs 进行开发，使应用程序更容易测试、更容易管理。而且核心 JAR 包非常小，Spring3.0.5 不到 1 M ，而且不需要依赖任何应用服务器，可以部署在任何环境（ Java SE 或 Java EE ）。
• AOP： AOP 是 Aspect Oriented Programming 的缩写，意思是面向切面编程。从另一个角度来考虑程序结构以完善面向对象编程（ OOP ），即可以通过在编译期间、装载期间或运行期间实现在不修改源代码的情况下给程序动态添加功能的一种技术。通俗点说就是把可重用的功能提取出来，然后将这些通用功能在合适的时候织入到应用程序中；比如安全，日志记录，这些都是通用的功能，我们可以把它们提取出来，然后在程序执行的合适地方植入这些代码并执行它们，从而完成需要的功能并复用了这些功能。
• 简单的数据库事务管理：在使用数据库的应用程序当中，自己管理数据库事务是一项很让人头疼的事，而且很容易出现错误，Spring 支持可插入的事务管理支持，而且无需 JavaEE 环境支持，通过 Spring 管理事务可以把我们从事务管理中解放出来来专注业务逻辑。
• JDBC 抽象及 ORM （对象关系映射）框架支持： Spring 使 JDBC 更加容易使用；提供 DAO（数据访问对象）支持，非常方便集成第三方 ORM 框架，比如 Hibernate 等；并且完全支持 Spring 事务和使用 Spring 提供的一致的异常体系。
• 灵活的 Web 层支持： Spring 本身提供一套非常强大的 MVC 框架，而且可以非常容易的与第三方 MVC 框架集成，比如 Struts 等。
• 简化各种技术集成：提供对 Java Mail 、任务调度、 JMX 、 JMS 、 JNDI 、 EJB 、动态语言、远程访问、 Web Service 等的集成。
• 总结：Spring 能帮助我们简化应用程序开发，帮助我们创建和组装对象，为我们管理事务，简单的 MVC 框架，可以把 Spring 看作是一个超级粘合平台，能把很多技术整合在一起，形成一个整体，使系统结构更优良、性能更出众，从而加速我们程序开发，有如上优点，我们没有理由不考虑使用它。

4. Spring架构与内容

4.1 核心容器：包括 Core 、 Beans 、 Context 、 EL 模块

• Core 模块：封装了框架依赖的最底层部分，包括资源访问、类型转换及一些常用工具类。
• Beans 模块：提供了框架的基础部分，包括控制反转（ IOC ）和依赖注入（ DI ）。其中BeanFactory 是容器核心，本质是“工厂设计模式”的实现，而且无需编程实现“单例设计模式”，单例完全由容器控制，而且提倡面向接口编程，而非面向实现编程；所有应用程序对象及对象间关系由框架管理，从而真正从程序逻辑中把维护对象之间的依赖关系提取出来，所有这些依赖关系都由 BeanFactory 来维护。
• Context 模块：以 Core 和 Beans 为基础，集成 Beans 模块功能并添加资源绑定、数据验证、国际化、 Java EE 支持、容器生命周期、事件传播等；核心接口是 ApplicationContext 。
• EL 模块：提供强大的表达式语言支持，支持访问和修改属性值，方法调用，支持访问及修改数组、容器和索引器，命名变量，支持算数和逻辑运算，支持从 Spring 容器获取 Bean， 它也支持列表投影、选择和一般的列表聚合等。

4..2 AOP 、 Aspects 模块

• AOP 模块： Spring AOP 模块提供了符合 AOP Alliance 规范的面向切面的编程（ aspect-oriented programming ）实现，提供比如日志记录、权限控制、性能统计等通用功能和业务逻辑分离的技术，并且能动态的把这些功能添加到需要的代码中；这样各专其职，降低业务逻辑和通用功能的耦合。
• Aspects 模块：提供了对 AspectJ 的集成，AspectJ 提供了比 Spring ASP 更强大的功能。
  数据访问/集成模块：该模块包括了 JDBC 、 ORM 、 OXM 、 JMS 和事务管理。
• 事务模块：该模块用于 Spring 管理事务，只要是 Spring 管理对象都能得到 Spring 管理事务的好处，无需在代码中进行事务控制了，而且支持编程和声明性的事务管理。
• JDBC 模块：提供了一个 JDBC 的样例模板，使用这些模板能消除传统冗长的 JDBC 编码还有必须的事务控制，而且能享受到 Spring 管理事务的好处。
• ORM 模块：提供与流行的“对象-关系”映射框架的无缝集成，包括 Hibernate 、JPA 、 MyBatis 等。而且可以使用 Spring 事务管理，无需额外控制事务。
• OXM 模块：提供了一个对 Object / XML 映射实现，将 java 对象映射成 XML 数据，或者将 XML 数据映射成 java 对象， Object / XML 映射实现包括 JAXB 、 Castor 、 XMLBeans 和 XStream 。
• JMS 模块：用于 JMS ( Java Messaging Service )，提供一套 “消息生产者、消息消费者”模板用于更加简单的使用 JMS ， JMS 用于用于在两个应用程序之间，或分布式系统中发送消息，进行异步通信。
• Web / Remoting 模块： Web / Remoting 模块包含了 Web 、 Web-Servlet 、 Web-Struts 、 Web-Porlet 模块。
• Web 模块：提供了基础的 web 功能。例如多文件上传、集成 IoC 容器、远程过程访问（ RMI 、Hessian 、 Burlap ）以及 Web Service 支持，并提供一个 RestTemplate 类来提供方便的 Restful services 访问。
• Web-Servlet 模块：提供了一个 Spring MVC Web 框架实现。Spring MVC 框架提供了基于注解的请求资源注入、更简单的数据绑定、数据验证等及一套非常易用的 JSP 标签，完全无缝与 Spring 其他技术协作。
• Web-Struts 模块：提供了与 Struts 无缝集成， Struts1.x 和 Struts2.x 都支持。
• Test 模块： Spring 支持 Junit 和 TestNG 测试框架，而且还额外提供了一些基于 Spring 的测试功能，比如在测试 Web 框架时，模拟 Http 请求的功能。