Spring 是一個開源框架,是為了解決企業應用程序開發復雜性而創建的。框架的主要優勢之一就是其分層架構,分層架構允許您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。
在這篇由三部分組成的 Spring 系列 的第 1 部分中,我將介紹 Spring 框架。我先從框架底層模型的角度描述該框架的功能,然后將討論兩個最有趣的模塊:Spring 面向方面編程(AOP)和控制反轉 (IOC) 容器。接著將使用幾個示例演示 IOC 容器在典型應用程序用例場景中的應用情況。這些示例還將成為本系列后面部分進行的展開式討論的基礎,在本文的后面部分,將介紹 Spring 框架通過 Spring AOP 實現 AOP 構造的方式。
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 1 所示。
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:
-
核心容器
:核心容器提供 Spring 框架的基本功能。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。 - 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。
- Spring AOP :通過配置管理特性,Spring AOP 模塊直接將面向方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 模塊為基于 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。
- 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,并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。
- 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 和 iBatis SQL Map。所有這些都遵從 Spring 的通用事務和 DAO 異常層次結構。
- Spring Web 模塊 :Web 上下文模塊建立在應用程序上下文模塊之上,為基于 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。
- 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。
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Spring 框架的功能可以用在任何 J2EE 服務器中,大多數功能也適用于不受管理的環境。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。
控制反轉模式(也稱作依賴性介入)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,并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) |
類型 2 | 通過 JavaBean 的屬性(例如 setter 方法)分配依賴性 |
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 |
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 ,并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。
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。
- 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。對于無狀態服務對象很理想。
- 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。正如我將在下一個示例中演示的那樣,Spring 框架使用 JavaBean 屬性和配置數據來指出必須設置的依賴關系。
因為
org.springframework.beans.factory.BeanFactory
是一個簡單接口,所以可以針對各種底層存儲方法實現。最常用的
BeanFactory
定義是
XmlBeanFactory
,它根據 XML 文件中的定義裝入 bean,如清單 1 所示。
BeanFactory factory = new XMLBeanFactory(new FileInputSteam("mybean.xml")); |
在 XML 文件中定義的 Bean 是被消極加載的,這意味在需要 bean 之前,bean 本身不會被初始化。要從
BeanFactory
檢索 bean,只需調用
getBean()
方法,傳入將要檢索的 bean 的名稱即可,如清單 2 所示。
MyBean mybean = (MyBean) factory.getBean("mybean"); |
每個 bean 的定義都可以是 POJO (用類名和 JavaBean 初始化屬性定義) 或
FactoryBean
。
FactoryBean
接口為使用 Spring 框架構建的應用程序添加了一個間接的級別。
理解控制反轉最簡單的方式就是看它的實際應用。在對由三部分組成的 Spring 系列 的第 1 部分進行總結時,我使用了一個示例,演示了如何通過 Spring IOC 容器注入應用程序的依賴關系(而不是將它們構建進來)。
我用開啟在線信用帳戶的用例作為起點。對于該實現,開啟信用帳戶要求用戶與以下服務進行交互:
- 信用級別評定服務,查詢用戶的信用歷史信息。
- 遠程信息鏈接服務,插入客戶信息,將客戶信息與信用卡和銀行信息連接起來,以進行自動借記(如果需要的話)。
- 電子郵件服務,向用戶發送有關信用卡狀態的電子郵件。
對于這個示例,我假設服務已經存在,理想的情況是用松散耦合的方式把它們集成在一起。以下清單顯示了三個服務的應用程序接口。
public interface CreditRatingInterface { public boolean getUserCreditHistoryInformation(ICustomer iCustomer); } |
清單 3 所示的信用級別評定接口提供了信用歷史信息。它需要一個包含客戶信息的
Customer
對象。該接口的實現是由
CreditRating
類提供的。
public interface CreditLinkingInterface { public String getUrl(); public void setUrl(String url); public void linkCreditBankAccount() throws Exception ; } |
信用鏈接接口將信用歷史信息與銀行信息(如果需要的話)連接在一起,并插入用戶的信用卡信息。信用鏈接接口是一個遠程服務,它的查詢是通過
getUrl()
方法進行的。URL 由 Spring 框架的 bean 配置機制設置,我稍后會討論它。該接口的實現是由
CreditLinking
類提供的。
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
負責向客戶發送關于客戶信用卡狀態的電子郵件。郵件配置參數(例如 SMPT 主機、用戶名、口令)由前面提到的 bean 配置機制設置。
Email
類提供了該接口的實現。
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這些接口就位之后,接下來要考慮的就是如何用松散耦合方式將它們集成在一起。在 清單 6 中可以看到信用卡帳戶用例的實現。
注意,所有的 setter 方法都是由 Spring 的配置 bean 實現的。所有的依賴關系 (也就是三個接口)都可以由 Spring 框架用這些 bean 注入。
createCreditCardAccount()
方法會用服務去執行其余實現。在
清單 7
中可以看到 Spring 的配置文件。我用箭頭突出了這些定義。
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要運行示例應用程序,首先必須 下載 Spring 框架 及其所有依賴文件。接下來,將框架釋放到(比如說)磁盤 c:\ ,這會創建 C:\spring-framework-1.2-rc2 (適用于當前發行版本) 這樣的文件夾。在繼續后面的操作之前,還必須下載和釋放 Apache Ant 。
接下來,將源代碼釋放到文件夾,例如 c:\ 盤,然后創建 SpringProject 。將 Spring 庫(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 )復制到 SpringProject\lib 文件夾中。完成這些工作之后,就有了必需的構建依賴關系集。
打開命令提示符,將當前目錄切換到
SpringProject
,在命令提示符中輸入以下命令:
build
。
這會構建并運行
CreateCreditAccountClient
類,類的運行將創建
Customer
類對象并填充它,還會調用
CreateCreditCardAccount
類創建并鏈接信用卡帳戶。
CreateCreditAccountClient
還會通過
ClassPathXmlApplicationContext
裝入 Spring 配置文件。裝入 bean 之后,就可以通過
getBean()
方法訪問它們了,如清單 8 所示。
ClassPathXmlApplicationContext appContext = new ClassPathXmlApplicationContext(new String[] { "springexample-creditaccount.xml" }); CreateCreditCardAccountInterface creditCardAccount = (CreateCreditCardAccountInterface) appContext.getBean("createCreditCard"); |
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