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【第1章 Spring概述与结构】1.1 Spring起源与概述

陶邦仁
 陶邦仁
发布于 2015/05/15 11:30
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##Spring起源## Rod Johson在2002年编著的《Expert one to one J2EE design and development》一书中,对Java EE正统框架臃肿、低效、脱离现实的种种现状提出了质疑,并积极寻求探索革新之道。以此书为指导思想,他编写了interface21框架,这是一个力图冲破Java EE传统开发的困境,从实际需求出发,着眼于轻便、灵巧,易于开发、测试和部署的轻量级开发框架。

Spring框架即以interface21框架为基础,经过重新设计,并不断丰富其内涵,于2004年3月24日,发布了1.0正式版。

同年他又推出了一部堪称经典的力作《Expert one-to-one J2EE Development without EJB》,该书在Java世界掀起了轩然大波,不断改变着Java开发者程序设计和开发的思考方式。在该书中,作者根据自己多年丰富的实践经验,对EJB的各种笨重臃肿的结构进行了逐一的分析和否定,并分别以简洁实用的方式替换之。至此一战功成,Rod Johnson成为一个改变Java世界的大师级人物。

##Spring目标## 传统J2EE应用的开发效率低,应用服务器厂商对各种技术的支持并没有真正统一,导致J2EE的应用没有真正实现Write Once及Run Anywhere的承诺。Spring作为开源的中间件,独立于各种应用服务器,甚至无须应用服务器的支持,也能提供应用服务器的功能,如声明式事务等。

传统的Java Web应用程序是采用JSP+Servlet+Javabean来实现的,这种模式实现了最基本的MVC分层,使的程序结构分为几层,有负责前台展示的 JSP、负责流程逻辑控制的Servlet以及负责数据封装的Javabean。但是这种结构仍然存在问题:如JSP页面中需要使用符号嵌入很多的 Java代码,造成页面结构混乱,Servlet和Javabean负责了大量的跳转和运算工作,耦合紧密,程序复用度低等等。

Spring的目标就是完全解耦类之间的依赖关系,一个类如果要依赖什么,那就是一个接口。至于如何实现这个接口,这都不重要了。只要拿到一个实现了这个接口的类,就可以轻松的通过xml配置文件把实现类注射到调用接口的那个类里。所有类之间的这种依赖关系就完全通过配置文件的方式替代了。所以Spring框架最核心的就是所谓的依赖注入和控制反转。

Spring致力于J2EE应用的各层的解决方案,而不是仅仅专注于某一层的方案。可以说Spring是企业应用开发的“一站式”选择,并贯穿表现层、业务层及持久层。然而,Spring并不想取代那些已有的框架,而与它们无缝地整合。 ##Spring简介## Spring是一个开源框架,它是为了解决企业应用开发的复杂性而创建的。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。Spring使用基本的JavaBean来完成以前只可能由EJB完成的事情。然而,Spring的用途不仅限于服务器端的开发。从简单性、可测试性和松耦合的角度而言,任何Java应用都可以从Spring中受益。

分层架构: 输入图片说明

  1. Presentation layer(表示层):(1)表示逻辑(生成界面代码);(2)接收请求;(3)处理业务层抛出的异常;(4)负责规则验证(数据格式,数据非空等);(5)流程控制;
  2. Service layer(服务层/业务层):(1)封装业务逻辑处理,并且对外暴露接口;(2)负责事务,安全等服务以及数据访问逻辑;
  3. Persistence layer(持久层):(1)提供透明的数据访问和接口;(2)封装数据访问的逻辑,暴露接口;(3)提供方便的数据访问的方案(查询语言,API,映射机制等);
  4. Domain layer(域层):(1)域层就是一堆实体的集合,包括实体的关系;(2)业务对象以及业务关系的表示;(3)处理简单的业务逻辑;(4)域层的对象可以穿越表示层,业务层,持久层;

简单来说,Spring是一个轻量级的控制反转(IOC)和面向切面(AOP)的容器框架。

  1. 轻量—从大小与开销两方面而言Spring都是轻量的。完整的Spring框架可以在一个大小只有1MB多的JAR文件里发布。并且Spring所需的处理开销也是微不足道的。此外,Spring是非侵入式的:典型的,Spring应用中的对象不依赖于Spring的特定类。
  2. 控制反转—Spring通过一种称作控制反转(IOC)的技术促进了松耦合。当应用了IOC,一个对象依赖的其它对象会通过被动的方式传递进来,而不是这个对象自己创建或者查找依赖对象。你可以认为IOC与JNDI相反——不是对象从容器中查找依赖,而是容器在对象初始化时不等对象请求就主动将依赖传递给它。
  3. 面向切面—Spring提供了面向切面编程的丰富支持,允许通过分离应用的业务逻辑与系统级服务(例如事务管理)进行内聚性的开发。应用对象只实现它们应该做的——完成业务逻辑——仅此而已。它们并不负责(甚至是意识)其它的系统级关注点,例如日志或事务支持。
  4. 容器—Spring包含并管理应用对象的配置和生命周期,在这个意义上它是一种容器,你可以配置你的每个bean如何被创建—基于一个可配置原型(prototype),你的bean可以创建一个单独的实例或者每次需要时都生成一个新的实例——以及它们是如何相互关联的。然而,Spring不应该被混同于传统的重量级的EJB容器,它们经常是庞大与笨重的,难以使用。
  5. 框架—Spring可以将简单的组件配置、组合成为复杂的应用。在Spring中,应用对象被声明式地组合,典型地是在一个XML文件里。Spring也提供了很多基础功能(事务管理、持久化框架集成等等),将应用逻辑的开发留给了你。

所有Spring的这些特征使你能够编写更干净、更可管理、并且更易于测试的代码。它们也为Spring中的各种模块提供了基础支持。 ##为什么需要Spring## 你可能正在想“Spring不过是另外一个的framework”。当已经有许多开放源代码(和专有) J2EE framework时,我们为什么还需要Spring Framework?

J2EE开发存在的问题:

  1. EJB 软件难编写,难测试;
  2. EntityBean 作为持久化方案,性能比较低下,O/R Mapping 支持不够,不能脱离容器;
  3. 设计困难;
  4. 侵入式方案,EJB 要使用特定的接口;

Spring是独特的,因为若干个原因:

  1. 它定位的领域是许多其他流行的framework没有的。Spring关注提供一种方法管理你的业务对象。
  2. Spring是全面的和模块化的。Spring有分层的体系结构,这意味着你能选择使用它孤立的任何部分,它的架构仍然是内在稳定的。因此从你的学习中,你可得到最大的价值。例如,你可能选择仅仅使用Spring来简单化JDBC的使用,或用来管理所有的业务对象。
  3. 它的设计从底部帮助你编写易于测试的代码。Spring是用于测试驱动工程的理想的framework。
  4. Spring对你的工程来说,是潜在地一站式解决方案,定位于与典型应用相关的大部分基础结构。

##Spring带给我们什么##

  1. 方便解耦,简化开发:通过Spring提供的IOC容器,我们可以将对象之间的依赖关系交由Spring进行控制,避免硬编码所造成的过度程序耦合。有了Spring,用户不必再为单实例模式类、属性文件解析等这些很底层的需求编写代码,可以更专注于上层的应用。
  2. AOP编程的支持:通过Spring提供的AOP功能,方便进行面向切面的编程,许多不容易用传统OOP实现的功能可以通过AOP轻松应付。
  3. 声明式事务的支持:在Spring中,我们可以从单调烦闷的事务管理代码中解脱出来,通过声明式方式灵活地进行事务的管理,提高开发效率和质量。
  4. 方便程序的测试:可以用非容器依赖的编程方式进行几乎所有的测试工作,在Spring里,测试不再是昂贵的操作,而是随手可做的事情。
  5. 方便集成各种优秀框架:Spring不排斥各种优秀的开源框架,相反,Spring可以降低各种框架的使用难度,Spring提供了对各种优秀框架(如Struts、Hibernate、Hession、Quartz)等的直接支持。
  6. 降低Java EE API的使用难度:Spring对很多难用的Java EE API(如JDBC,JavaMail,远程调用等)提供了一个薄薄的封装层,通过Spring的简易封装,这些Java EE API的使用难度大为降低。
  7. Java 源码是经典学习范例:Spring的源码设计精妙、结构清晰、匠心独用,处处体现着大师对Java设计模式灵活运用以及对Java技术的高深造诣。Spring框架源码无疑是Java技术的最佳实践范例。如果想在短时间内迅速提高自己的Java技术水平和应用开发水平,学习和研究Spring源码将会使你收到意想不到的效果。

##Spring好处## 在我们进入细节以前,让我们看一下Spring可以给一个工程带来的一些好处:

  1. Spring能有效地组织你的中间层对象,无论你是否选择使用了EJB。如果你仅仅使用了Struts或其他的包含了J2EE特有APIs的framework,你会发现Spring关注了遗留下的问题。
  2. Spring能消除在许多工程上对Singleton的过多使用。根据我的经验,这是一个主要的问题,它减少了系统的可测试性和面向对象特性。
  3. Spring能消除使用各种各样格式的属性定制文件的需要,在整个应用和工程中,可通过一种一致的方法来进行配置。曾经感到迷惑,一个特定类要查找迷幻般的属性关键字或系统属性,为此不得不读Javadoc乃至源编码吗?有了Spring,你可很简单地看到类的JavaBean属性。倒置控制的使用(在下面讨论)帮助完成这种简化。
  4. Spring能通过接口而不是类促进好的编程习惯,减少编程代价到几乎为零。
  5. Spring被设计为让使用它创建的应用尽可能少的依赖于他的APIs。在Spring应用中的大多数业务对象没有依赖于Spring。
  6. 使用Spring构建的应用程序易于单元测试。
  7. Spring能使EJB的使用成为一个实现选择,而不是应用架构的必然选择。你能选择用POJOs或local EJBs来实现业务接口,却不会影响调用代码。
  8. Spring帮助你解决许多问题而无需使用EJB。Spring能提供一种EJB的替换物,它们适于许多web应用。例如,Spring能使用AOP提供声明性事务而不通过使用EJB容器,如果你仅仅需要与单个的数据库打交道,甚至不需要JTA实现。
  9. Spring为数据存取提供了一致的框架,不论是使用JDBC或O/R mapping产品(如Hibernate)。

Spring确实使你能通过最简单可行的解决办法解决你的问题。这些特性是有很大价值的。总结起来,Spring有如下优点:

  1. 低侵入式设计,代码污染极低。
  2. 独立于各种应用服务器,可以真正实现Write Once,Run Anywhere的承诺。
  3. Spring的DI机制降低了业务对象替换的复杂性。
  4. Spring并不完全依赖于Spring,开发者可自由选用Spring框架的部分或全部。

你会发现,遵循Spring框架的应用程序,一定是设计良好的,针对接口编程,这样就简化了企业级程序的设计。Spring 提供轻量级的容器,使得我们的程序不再依赖于重量级的容器(比如EJB容器),并且开发的程序不依赖于SpringAPI,可以方便的切换到其它框架。

##Spring能做什么## Spring的核心是轻量级(Lightweight)的容器(Container),它实现了IoC容器、非侵入性(No intrusive)的框架,并提供AOP概念的实现方式,提供对持久层(Persistence)、事务(Transaction)的支持,提供MVC Web框架的实现,并对一些常用的企业服务API(Application Interface)提供一致的模型封装,是一个全方位的应用程序框架(Application framework),另外,Spring也提供了对现有框架(Struts、JSF、Hibernate等)的整合方案。

首先,让我们明确Spring范围。尽管Spring覆盖了许多方面,但我们已经有清楚的概念,它什么应该涉及和什么不应该涉及。Spring的主要目的是使J2EE易用和促进好编程习惯。

Spring不重新开发已有的东西。因此,在Spring中你将发现没有日志记录的包,没有连接池,没有分布事务调度。这些均有开源项目提供 (例如 Commons Logging 用来做所有的日志输出,或 Commons DBCP用来作数据连接池),或由你的应用程序服务器提供。因为同样的的原因,我们没有提供O/R mapping层,对此,已有有好的解决办法如Hibernate和MyBatis。

Spring的目标是使已存在的技术更加易用。例如,尽管我们没有底层事务协调处理,但我们提供了一个抽象层覆盖了JTA或任何其他的事务策略。

Spring没有直接和其他的开源项目竞争,除非我们感到我们能提供新的一些东西。例如,象许多开发人员,我们从来没有为Struts高兴过,并且感到在MVC web framework中还有改进的余地。在某些领域,例如轻量级的IOC容器和AOP框架,Spring有直接的竞争,但是在这些领域还没有已经较为流行的解决方案。(Spring在这些区域是开路先锋。)

Spring也得益于内在的一致性。所有的开发者都在唱同样的的赞歌,基础想法依然是Expert One-on-One J2EE设计与开发的那些。并且我们已经能够使用一些主要的概念,例如倒置控制,来处理多个领域。Spring在应用服务器之间是可移植的。当然保证可移植性总是一次挑战,但是我们避免任何特定平台或非标准化,并且支持在 WebLogic,Tomcat,Resin,JBoss,WebSphere和其他的应用服务器上的用户。

下一节:【第1章 Spring概述与结构】1.2 Spring模块与结构

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