为什么我们需要Spring Framework ?

Posted 2022-11-26 有且仅有

一、为什么我们需要Spring Framework ?

1. 从J2EE说起

1. 1998 年Sun 公司发表JDK 1.2 时，分别发表了标准版-J2SE、企业版-J2EE、微型版-J2ME。J2EE 诞生。
2. 2005 年Java One 大会上Sun 公布了JDK 1.6，J2XX 全部改名为JavaXX，J2EE 改名为JavaEE。
3. 2018 年3月，Eclipse 基金会将JavaEE 更名为Jakarta EE。（2017 年Oracle 将JavaEE 移交给开源组织Eclipse 基金会，但不允许其继续使用Java一词）

Java EE 是一个技术体系的统称，它包含了：

• EJB - Enterprise Java Beans.
• JNDI - Java Naming and Directory Interface.
• JDBC - Java Database Connectivity.
• JMS - Java Message Service.
• Servlet - Java Servlet API.
• JSP - Java Server Pages.
• …

2. EJB - Enterprise Java Bean

EJB 是J2EE 规范的核心内容，也与我们要说的Spring 的诞生密切相关。EJB 2.0 在2001 年8月发布，EJB 的工作方式如下：

EJB 提供了一种组件模式，使得开发人员可以仅关注系统业务方面的开发，而忽略中间件需求，比如：组件、远程调用、事务管理、持久化等等。在需要的时候开发人员可以随意将需求的中间件服务添加到系统中。至少从表面上看，这一切非常完美和有前途。但是你知道的，事实上并非如此。

EJB 存在的问题？

1. 业务类需要与EJB 框架紧耦合，必须编写多个接口才能创建业务组件

   EJB 2.X 要求组件接口interface和业务逻辑实现类class都必须从EJB 框架包中扩展接口，这使得开发人员编写的代码和EJB 框架的接口类之间产生了紧耦合。顺带的，我们还必须实现几个不必要的回调方法，例如ejbCreate(), ejbPassivate(), ejbActivate(), ...。

   为了开发一个EJB 组件，开发人员至少需要写三个不同的类，分别针对主程序、远程接口和业务对象：

   /**
    * 远程接口，使客户端可以远程调用EJB 组件的业务功能
    */
   public interface PetService extends EJBObject 
       void saveOwner(Owner owner) throws RemoteException;
   
   /**
    * 主接口，使客户端可以获取EJB 组件的句柄
    */
   public interface PetServiceHome extends EJBHome 
       PetService create() throws RemoteException, CreateException;
   
   /**
    * 无状态会话Bean
    */
   public class PetServiceBean implements SessionBean 
       private SessionContext sessionContext;
   
       // 以下为EJB 要求实现的方法
   
       public void ejbCreate()
   
       public void ejbRemote()
   
       public void ejbActivate()
   
       public void ejbPassivate()
   
       public void setSessionContext(SessionContext sessionContext)
           this.sessionContext = sessionContext;
       
   
       /**
        * 业务方法
        */
       public void saveOwner() throws java.rmi.RemoteException 
           // 业务代码
       
   
   

2. RMI 带来不必要的性能开销。一个J2EE 服务器中同时有Servlet 容器和EJB 容器，不可接受的是Servlet 容器必须通过RMI 来调用EJB。为了避免RMI 这个问题，EJB 最终又引入了本地接口（还记得1里说的“至少”吗？）。

3. 部署时需要些冗长的XML部署描述符，这很不直观且易出错。

4. 难以在容器之外进行单元测试：JNDI 的依赖查找，使得对组件进行单元测试很困难，因为对JDNI 上下文的依赖。

5. 面向过程：EJB 编程模型将开发人员引向了面向过程程序设计风格，数据和行为被分离而不是以内聚的形式在一起。在这里不辩论编程风格，只不过我们使用的Java 是面向对象的编程语言，因此我们肯定想充分利用Java 的优点，不是吗？

3. POJO 编程模型

正是由于上述的种种问题，EJB 2.X 逐渐被人们厌恶。而与此同时，与EJB 编程模型完全不同的POJO 编程模型发展起来了。

POJO - Plain Old Java Object 一词被发明出来，是为了描述那些：不需要实现任何特定接口或者扩展自某一特定框架类的最简单的类。它也使得我们可以专注于从面向对象的角度来编写代码。

我们的主角来了：

基于POJO 编程模型产生了很多框架，在这其中Spring Framework 是最成功的一个框架，它已经成为事实上的开发JavaEE 应用程序的标准框架。

需要知道的一点是：在EJB 3.X 中，上述问题大部分都已经得到了解决，不过在此之前Spring Framework 已经发展壮大了。另外，在EJB 所有改进中最重要的一点就是EJB 规范引入了POJO 编程模型。显而易见，这在很大程度上要归功于Spring Framework 产生的影响。另外，当前的Spring Framework 已经兼容了很多EJB 规范。例如：@Resource, @PostConstruct, @PreDestroy。

4. 总结：我们为什么需要Spring Framework ？

在EJB 2.X 这个历史时间阶段上，由于其本身的设计问题，导致使用EJB 模型来开发会提高复杂度，这其中最重要的问题是：业务类需要与EJB 框架紧耦合。

而在这个时间节点上诞生的Spring Framework ，给我们提供了更简单易用的一个选择。业务代码纯粹，我们业务代码不必依赖框架中服务的API，且这些服务是可插拔的。（业务代码纯粹、服务可插拔）

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二、Spring Framework 为我们带来了什么？

2002 年Rod Johnson 在 expert one-on-one J2EE Design and Development 一书中发表了Spring Framework 的第一个版本。

后来他又陆续发布了 expert one-on-one J2EE Development without EJB

以及Professional Java Development with the Spring Framework

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Spring Framework 为我们带来了一个轻量级容器，使我们可以在没有被“侵入”的情况下写业务代码。

1. 轻量级容器

1. Java EE 的容器

   在Java EE 中有一个“容器”的概念，它是指这样一个环境：在该环境中所有组件都被创建和装配，并且提供了所需要要的中间件服务。

   Java EE 提供了多个容器：

   • Servlet 容器负责创建和管理Web 层组件

     比如Servlet、JSP、Filter。

   • EJB 容器专注于业务层

     管理EJB 组件。

2. 轻量级容器

   任何容器都应该向它所管理的组件提供一些基本服务。根据expert one-on-one J2EE Development without EJB 一书，可以列出如下所述的一些预期服务：

   • 生命周期管理
   • 依赖解析
   • 组件查找
   • 应用程序配置

   如果能够再进一步提供一些中间件服务，那就更好了：

   • 事务管理
   • 线程管理
   • 对象和资源池
   • 对组件的远程访问
   • 容器的扩展和定制

   一个轻量级容器（lightweight container）包含上述所有功能，但并不需要依赖那些API 来编写代码。也就是说轻量级容器没有侵入特性，在企业级Java 世界中，Spring Framework 就是最著名的轻量级容器。

2. 控制反转

容器及其管理的组件所提供的最重要的好处是：可插拔的体系结构。组件需要实现一些接口，并且可以通过类似的接口访问其他组件所提供的服务。组件不需要知道这些服务的具体实现类，因此实现是很容易替换的。容器的工作是：创建这些组件以及所依赖的服务，并将这些组件装配在一起。

控制反转：在组件类中，组件不需要实例化其所依赖的其它组件，而是在运行时由容器将被依赖的组件注入到这个组件中。这种模式被称为控制反转（Inversion of Controll），简称IoC，即对依赖的控制权由组件自己反转到了容器。

IoC 是任何容器都要提供的基本功能，它主要有两种实现方式：依赖查找（dependency lookup）和依赖注入（dependency injection）：

• 依赖查找

  容器向其管理的组件提供了回调方法，组件通过回调方法来显式地获取它所需要的依赖。通常使用一个“查找上下文”来访问依赖组件。

• 依赖注入

  组件必须提供合适的构造函数或者Setter 方法，以便容器可以为组件注入其依赖的其他组件。

在最初的J2EE 中，所使用的主要方法是依赖查找，上面提到的“查找上下文”在这里就是JNDI。随着Spring Framework 等很多轻量级容器的出现，依赖注入变得流行起来。如今，当开发人员再提及IoC 时，通常会被理解为依赖注入。

3. 依赖注入

依赖注入的基本原则是：应用程序对象不应该负责查找它们所依赖的资源，而是由IoC 容器处理对象的创建和依赖注入。

一个好的容器应该同时支持构造函数注入和Setter 注入。

1. Setter 注入

   当一个对象被实例化后其Setter 方法就会被马上调用。

   • 优点

     在组件被配置后，可以在运行时重新配置，这是因为Setter 方法本身是JavaBean 规范的内容，所以外部世界也可以在之后修改其依赖值。

   • 缺点

     有可能并不是所有的依赖项都可以在使用前被注入，从而使组件处于一种部分配置状态（Setter 循环依赖）。由于Setter 的顺序无法在组件中得到约定，可能会产生状态不一致的情况。

2. 构造函数注入

   • 优点

     每一个被管理的组件都处于一致状态（循环依赖会直接报错），且在创建后可以马上使用。

   • 缺点

     无法在组件创建完毕后再对组件进行重新配置。

实际使用中，一般我们会混合使用这两种注入方式。

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以上，我们知道了“为何使用Spring Framework？”，以及Spring Framework 为我们带来了什么。