輕量級的Java 開發框架 Spring


     Spring是一個開源框架,Spring是於2003 年興起的一個輕量級的Java 開發框架,由Rod Johnson 在其著作Expert One-On-One J2EE Development and Design中闡述的部分理念和原型衍生而來。它是為了解決企業應用開發的復雜性而創建的。框架的主要優勢之一就是其分層架構,分層架構允許使用者選擇使用哪一個組件,同時為 J2EE 應用程序開發提供集成的框架。Spring使用基本的JavaBean來完成以前只可能由EJB完成的事情。然而,Spring的用途不僅限於服務器端的開發。從簡單性、可測試性和松耦合的角度而言,任何Java應用都可以從Spring中受益。Spring的核心是控制反轉(IoC)和面向切面(AOP)。簡單來說,Spring是一個分層的JavaSE/EEfull-stack(一站式) 輕量級開源框架。

◆目的:解決企業應用開發的復雜性

◆功能:使用基本的JavaBean代替EJB,並提供了更多的企業應用功能

◆范圍:任何Java應用

簡單來說,Spring是一個輕量級的依賴注入(IoC)和面向切面(AOP)的容器框架。

輕量——從大小與開銷兩方面而言Spring都是輕量的。完整的Spring框架可以在一個大小只有1MB多的JAR文件里發布。並且Spring所需的處理開銷也是微不足道的。此外,Spring是非侵入式的:典型地,Spring應用中的對象不依賴於Spring的特定類。

控制反轉——Spring通過一種稱作控制反轉(IoC)的技術促進了松耦合。當應用了IoC,一個對象依賴的其它對象會通過被動的方式傳遞進來,而不是這個對象自己創建或者查找依賴對象。你可以認為IoC與JNDI相反——不是對象從容器中查找依賴,而是容器在對象初始化時不等對象請求就主動將依賴傳遞給它。

面向切面——Spring提供了面向切面編程的豐富支持,允許通過分離應用的業務邏輯與系統級服務(例如審計(auditing)和事務(transaction)管理)進行內聚性的開發。應用對象只實現它們應該做的——完成業務邏輯——僅此而已。它們並不負責(甚至是意識)其它的系統級關注點,例如日志或事務支持。

容器——Spring包含並管理應用對象的配置和生命周期,在這個意義上它是一種容器,你可以配置你的每個bean如何被創建——基於一個可配置原型(prototype),你的bean可以創建一個單獨的實例或者每次需要時都生成一個新的實例——以及它們是如何相互關聯的。然而,Spring不應該被混同於傳統的重量級的EJB容器,它們經常是龐大與笨重的,難以使用。

框架——Spring可以將簡單的組件配置、組合成為復雜的應用。在Spring中,應用對象被聲明式地組合,典型地是在一個XML文件里。Spring也提供了很多基礎功能(事務管理持久化框架集成等等),將應用邏輯的開發留給了你。

所有Spring的這些特征使你能夠編寫更干凈、更可管理、並且更易於測試的代碼。它們也為Spring中的各種模塊提供了基礎支持。

AOP

控制反轉模式(也稱作依賴性注入)的基本概念是:不創建對象,但是描述創建它們的方式。在代碼中不直接與對象和服務連接,但在配置文件中描述哪一個組件需要哪一項服務。容器 (在 Spring 框架中是 IOC 容器) 負責將這些聯系在一起。在典型的 IOC 場景中,容器創建了所有對象,並設置必要的屬性將它們連接在一起,決定什么時間調用方法。下表列出了 IOC 的一個實現模式

類型 1 服務需要實現專門的接口,通過接口,由對象提供這些服務,可以從對象查詢依賴性(例如,需要的附加服務)【接口注入】。
類型 2 通過 JavaBean的屬性(例如 setter 方法)分配依賴性【setter方法注入】。
類型 3 依賴性以構造函數的形式提供,不以 JavaBean 屬性的形式公開【構造器注入】。

Spring 框架的 IOC 容器采用類型 2 和類型3 實現。

面向方面的編程,即 AOP,是一種編程技術,它允許程序員對橫切關注點或橫切典型的職責分界線的行為(例如日志和事務管理)進行模塊化。AOP 的核心構造是方面,它將那些影響多個類的行為封裝到可重用的模塊中。

AOP 和 IOC 是補充性的技術,它們都運用模塊化方式解決企業應用程序開發中的復雜問題。在典型的面向對象開發方式中,可能要將日志記錄語句放在所有方法和 Java 類中才能實現日志功能。在 AOP 方式中,可以反過來將日志服務模塊化,並以聲明的方式將它們應用到需要日志的組件上。當然,優勢就是 Java 類不需要知道日志服務的存在,也不需要考慮相關的代碼。所以,用 Spring AOP 編寫的應用程序代碼是松散耦合的。

AOP 的功能完全集成到了 Spring 事務管理、日志和其他各種特性的上下文中。

AOP 編程方面, Spring 提供了很多特性,例如 PointCut, Advice, Advisor, 粗略來說就是 事務管理、日志和其他各種特性 的切入地點。

IOC

Spring 設計的核心是 org.springframework.beans 包,它的設計目標是與 JavaBean 組件一起使用。這個包通常不是由用戶直接使用,而是由服務器將其用作其他多數功能的底層中介。下一個最高級抽象是 BeanFactory 接口,它是工廠設計模式的實現,允許通過名稱創建和檢索對象。BeanFactory 也可以管理對象之間的關系。

BeanFactory 支持兩個對象模型

1、單態模型提供了具有特定名稱的對象的共享實例,可以在查詢時對其進行檢索。Singleton是默認的也是最常用的對象模型。對於無狀態服務對象很理想。

2、原型 模型確保每次檢索都會創建單獨的對象。在每個用戶都需要自己的對象時,原型模型最適合。

bean 工廠的概念是 Spring 作為 IOC 容器的基礎。IOC 將處理事情的責任從應用程序代碼轉移到框架。 

      你可能正在想“Spring不過是另外一個的framework”。當已經有許多開放源代碼(和專有) J2EE framework時,我們為什么還需要Spring Framework?

Spring是獨特的,因為若干個原因:

  1. 它定位的領域是許多其他流行的framework沒有的。Spring致力於提供一種方法管理你的業務對象
  2. Spring是全面的和模塊化的。Spring有分層的體系結構,這意味着你能選擇使用它孤立的任何部分,它的架構仍然是內在穩定的。因此從你的學習中,你可得到最大的價值。例如,你可能選擇僅僅使用Spring來簡單化JDBC的使用,或用來管理所有的業務對象。
  3. 它的設計從底部幫助你編寫易於測試的代碼。Spring是用於測試驅動工程的理想的framework。
  4. Spring對你的工程來說,它不需要一個以上的framework。Spring是潛在地一站式解決方案,定位於與典型應用相關的大部分基礎結構。它也涉及到其他framework沒有考慮到的內容。

spirng 特性:

強大的基於 JavaBeans 的采用控制反轉(Inversion of Control,IoC)原則的配置管理,使得應用程序的組件更加快捷簡易。

一個可用於從 applet 到 Java EE 等不同運行環境的核心 Bean 工廠。

數據庫事務的一般化抽象層,允許宣告式(Declarative)事務管理器,簡化事務的划分使之與底層無關。

內建的針對 JTA 和 單個 JDBC 數據源的一般化策略,使 Spring 的事務支持不要求 Java EE 環境,這與一般的 JTA 或者 EJB CMT 相反。

JDBC 抽象層提供了有針對性的異常等級(不再從SQL異常中提取原始代碼), 簡化了錯誤處理, 大大減少了程序員的編碼量. 再次利用JDBC時,你無需再寫出另一個 '終止' (finally) 模塊. 並且面向JDBC的異常與Spring 通用數據訪問對象 (Data Access Object) 異常等級相一致.

以資源容器,DAO 實現和事務策略等形式與 Hibernate,JDO 和 iBATIS SQL Maps 集成。利用眾多的反轉控制方便特性來全面支持, 解決了許多典型的Hibernate集成問題. 所有這些全部遵從Spring通用事務處理和通用數據訪問對象異常等級規范.

靈活的基於核心 Spring 功能的 MVC 網頁應用程序框架。開發者通過策略接口將擁有對該框架的高度控制,因而該框架將適應於多種呈現(View)技術,例如 JSP,FreeMarker,Velocity,Tiles,iText 以及 POI。值得注意的是,Spring 中間層可以輕易地結合於任何基於 MVC 框架的網頁層,例如 Struts,WebWork,或 Tapestry。

提供諸如事務管理等服務面向方面編程(AOP)框架。

spring 特點:

方便解耦,簡化開發

通過Spring提供的IoC容器,我們可以將對象之間的依賴關系交由Spring進行控制,避免硬編碼所造成的過度程序耦合。有了Spring,用戶不必再為單實例模式類、屬性文件解析等這些很底層的需求編寫代碼,可以更專注於上層的應用。

AOP編程的支持

通過Spring提供的AOP功能,方便進行面向切面的編程,許多不容易用傳統OOP實現的功能可以通過AOP輕松應付。

聲明式事務的支持

在Spring中,我們可以從單調煩悶的事務管理代碼中解脫出來,通過聲明式方式靈活地進行事務的管理,提高開發效率和質量。

方便程序的測試

可以用非容器依賴的編程方式進行幾乎所有的測試工作,在Spring里,測試不再是昂貴的操作,而是隨手可做的事情。

方便集成各種優秀框架

Spring不排斥各種優秀的開源框架,相反,Spring可以降低各種框架的使用難度,Spring提供了對各種優秀框架(如Struts,Hibernate、Hessian、Quartz)等的直接支持。

降低Java EE API的使用難度

Spring對很多難用的Java EE API(如JDBC,JavaMail,遠程調用等)提供了一個薄薄的封裝層,通過Spring的簡易封裝,這些Java EE API的使用難度大為降低。

Java 源碼是經典學習范例

Spring的源碼設計精妙、結構清晰、匠心獨用,處處體現着大師對Java設計模式靈活運用以及對Java技術的高深造詣。Spring框架源碼無疑是Java技術的最佳實踐范例。如果想在短時間內迅速提高自己的Java技術水平和應用開發水平,學習和研究Spring源碼將會使你收到意想不到的效果。

spring 給我們的工程帶來的好處:

Spring能有效地組織你的中間層對象,無論你是否選擇使用了EJB。如果你僅僅使用了Struts或其他的包含了J2EE特有APIs的framework,你會發現Spring關注了遺留下的問題。

Spring能消除在許多工程上對Singleton的過多使用。根據我的經驗,這是一個主要的問題,它減少了系統的可測試性和面向對象特性。

Spring能消除使用各種各樣格式的屬性定制文件的需要,在整個應用和工程中,可通過一種一致的方法來進行配置。曾經感到迷惑,一個特定類要查找迷幻般的屬性關鍵字或系統屬性,為此不得不讀Javadoc乃至源編碼嗎?有了Spring,你可很簡單地看到類的JavaBean屬性。倒置控制的使用(在下面討論)幫助完成這種簡化。

Spring能通過接口而不是類促進好的編程習慣,減少編程代價到幾乎為零。

Spring被設計為讓使用它創建的應用盡可能少的依賴於他的APIs。在Spring應用中的大多數業務對象沒有依賴於Spring。

使用Spring構建的應用程序易於單元測試

Spring能使EJB的使用成為一個實現選擇,而不是應用架構的必然選擇。你能選擇用POJOs或local EJBs來實現業務接口,卻不會影響調用代碼。

Spring幫助你解決許多問題而無需使用EJB。Spring能提供一種EJB的替換物,它們適於許多web應用。例如,Spring能使用AOP提供聲明性事務而不通過使用EJB容器,如果你僅僅需要與單個的數據庫打交道,甚至不需要JTA實現。

Spring為數據存取提供了一致的框架,不論是使用JDBC或O/R mapping產品(如Hibernate)。

Spring確實使你能通過最簡單可行的解決辦法解決你的問題。這些特性是有很大價值的。

總結起來,Spring有如下優點:

  1. 低侵入式設計,代碼污染極低
  2. 獨立於各種應用服務器,可以真正實現Write Once,Run Anywhere的承諾
  3. Spring的DI機制降低了業務對象替換的復雜性
  4. Spring並不完全依賴於Spring,開發者可自由選用Spring框架的部分或全部

spring 作用:

Spring提供許多功能,在此我將快速地依次展示其各個主要方面。

首先,讓我們明確Spring范圍。盡管Spring覆蓋了許多方面,但我們已經有清楚的概念,它什么應該涉及和什么不應該涉及。

Spring的主要目的是使J2EE易用和促進好編程習慣。

Spring不重新開發已有的東西。因此,在Spring中你將發現沒有日志記錄的包,沒有連接池,沒有分布事務調度。這些均有開源項目提供(例如Commons Logging 用來做所有的日志輸出,或Commons DBCP用來作數據連接池),或由你的應用程序服務器提供。因為同樣的的原因,我們沒有提供O/R mapping層,對此,已有友好的解決辦法如Hibernate和JDO。Spring的目標是使已存在的技術更加易用

例如,盡管我們沒有底層事務協調處理,但我們提供了一個抽象層覆蓋了JTA或任何其他的事務策略。

Spring沒有直接和其他的開源項目競爭,除非我們感到我們能提供新的一些東西。例如,象許多開發人員,我們從來沒有為Struts高興過,並且感到在MVC web framework中還有改進的余地。在某些領域,例如輕量級的IoC容器和AOP框架,Spring有直接的競爭,但是在這些領域還沒有已經較為流行的解決方案。(Spring在這些區域是開路先鋒。)

Spring也得益於內在的一致性。

所有的開發者都在唱同樣的的贊歌,基礎想法依然是Expert One-on-One J2EE設計與開發的那些。

並且我們已經能夠使用一些主要的概念,例如倒置控制,來處理多個領域。

Spring在應用服務器之間是可移植的。

當然保證可移植性總是一次挑戰,但是我們避免任何特定平台或非標准化,並且支持在WebLogic,Tomcat,Resin,JBoss,WebSphere和其他的應用服務器上的用戶。

spring 基本框架:

Spring 框架是一個分層架構,由 7 個定義良好的模塊組成。Spring 模塊構建在核心容器之上,核心容器定義了創建、配置和管理 bean 的方式,如圖所示:

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組成Spring框架的每個模塊(或組件)都可以單獨存在,或者與其他一個或多個模塊聯合實現。每個模塊的功能如下:1、核心容器:核心容器提供 Spring 框架的基本功能(Spring Core)。核心容器的主要組件是 BeanFactory,它是工廠模式的實現。BeanFactory 使用控制反轉(IOC) 模式將應用程序的配置和依賴性規范與實際的應用程序代碼分開。

2、Spring 上下文:Spring 上下文是一個配置文件,向 Spring 框架提供上下文信息。Spring 上下文包括企業服務,例如JNDI、EJB、電子郵件、國際化、校驗和調度功能。

3、Spring AOP:通過配置管理特性,Spring AOP 模塊直接將面向切面的編程功能集成到了 Spring 框架中。所以,可以很容易地使 Spring 框架管理的任何對象支持 AOP。Spring AOP 模塊為基於 Spring 的應用程序中的對象提供了事務管理服務。通過使用 Spring AOP,不用依賴 EJB 組件,就可以將聲明性事務管理集成到應用程序中。

4、Spring DAO:JDBC DAO抽象層提供了有意義的異常層次結構,可用該結構來管理異常處理和不同數據庫供應商拋出的錯誤消息。異常層次結構簡化了錯誤處理,並且極大地降低了需要編寫的異常代碼數量(例如打開和關閉連接)。Spring DAO 的面向 JDBC 的異常遵從通用的 DAO 異常層次結構。

5、Spring ORM:Spring 框架插入了若干個 ORM框架,從而提供了 ORM 的對象關系工具,其中包括 JDO、Hibernate iBatisSQL Map。所有這些都遵從 Spring 的通用事務和 DAO 異常層次結構。

6、Spring Web 模塊:Web 上下文模塊建立在應用程序上下文模塊之上,為基於 Web 的應用程序提供了上下文。所以,Spring 框架支持與 Jakarta Struts 的集成。Web 模塊還簡化了處理多部分請求以及將請求參數綁定到域對象的工作。

7、Spring MVC 框架:MVC框架是一個全功能的構建 Web 應用程序的 MVC 實現。通過策略接口,MVC 框架變成為高度可配置的,MVC 容納了大量視圖技術,其中包括 JSP、Velocity、Tiles、iText 和 POI。模型由javabean構成,存放於Map;視圖是一個接口,負責顯示模型;控制器表示邏輯代碼,是Controller的實現。Spring 框架的功能可以用在任何 J2EE 服務器中,大多數功能也適用於不受管理的環境。Spring 的核心要點是:支持不綁定到特定 J2EE 服務的可重用業務和數據訪問對象。毫無疑問,這樣的對象可以在不同J2EE 環境(Web 或EJB)、獨立應用程序、測試環境之間重用。


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