Spring框架简介


Spring 框架简介 在这由三部分组成的介绍 Spring 框架的系列文章的第一期中,将开始学习如何 用 Spring 技术构建轻量级的、强壮的 J2EE 应用程序。developerWorks 的定 期投稿人 Naveen Balani 通过介绍 Spring 框架开始了他由三部分组成的 Spring 系列,其中还将介绍 Spring 面向方面的编程(AOP)和控制反转(IOC) 容器。 Spring 是一个开源框架,是为了解决企业应用程序开发复杂性而创建的。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。 在这篇由三部分组成的 Spring 系列 的第 1 部分中,我将介绍 Spring 框架。 我先从框架底层模型的角度描述该框架的功能,然后将讨论两个最有趣的模块: Spring 面向方面编程(AOP)和控制反转 (IOC) 容器。接着将使用几个示例 演示 IOC 容器在典型应用程序用例场景中的应用情况。这些示例还将成为本系 列后面部分进行的展开式讨论的基础,在本文的后面部分,将介绍 Spring 框架 通过 Spring AOP 实现 AOP 构造的方式。 请参阅 下载,下载 Spring 框架和 Apache Ant,运行本系列的示例应用程序需 要它们。 Spring 框架 Spring 框架是一个分层架构,由 7 个定义良好的模块组成。Spring 模块构建 在核心容器之上,核心容器定义了创建、配置和管理 bean 的方式,如图 1 所 示。 图 1. Spring 框架的 7 个模块 组成 Spring 框架的每个模块(或组件)都可以单独存在,或者与其他一个或多 个模块联合实现。每个模块的功能如下:  核心容器:核心容器提供 Spring 框架的基本功能。核心容器的主要组件 是 BeanFactory,它是工厂模式的实现。BeanFactory 使用控制反转 (IOC) 模式将应用程序的配置和依赖性规范与实际的应用程序代码分开。  Spring 上下文:Spring 上下文是一个配置文件,向 Spring 框架提供上 下文信息。Spring 上下文包括企业服务,例如 JNDI、EJB、电子邮件、 国际化、校验和调度功能。  Spring AOP:通过配置管理特性,Spring AOP 模块直接将面向方面的编 程功能集成到了 Spring 框架中。所以,可以很容易地使 Spring 框架管 理的任何对象支持 AOP。Spring AOP 模块为基于 Spring 的应用程序中 的对象提供了事务管理服务。通过使用 Spring AOP,不用依赖 EJB 组件, 就可以将声明性事务管理集成到应用程序中。  Spring DAO:JDBC DAO 抽象层提供了有意义的异常层次结构,可用该结 构来管理异常处理和不同数据库供应商抛出的错误消息。异常层次结构简 化了错误处理,并且极大地降低了需要编写的异常代码数量(例如打开和 关闭连接)。Spring DAO 的面向 JDBC 的异常遵从通用的 DAO 异常层次 结构。  Spring ORM:Spring 框架插入了若干个 ORM 框架,从而提供了 ORM 的 对象关系工具,其中包括 JDO、Hibernate 和 iBatis SQL Map。所有这 些都遵从 Spring 的通用事务和 DAO 异常层次结构。  Spring Web 模块:Web 上下文模块建立在应用程序上下文模块之上,为 基于 Web 的应用程序提供了上下文。所以,Spring 框架支持与 Jakarta Struts 的集成。Web 模块还简化了处理多部分请求以及将请求参数绑定 到域对象的工作。  Spring MVC 框架:MVC 框架是一个全功能的构建 Web 应用程序的 MVC 实现。通过策略接口,MVC 框架变成为高度可配置的,MVC 容纳了大量视 图技术,其中包括 JSP、Velocity、Tiles、iText 和 POI。 Spring 框架的功能可以用在任何 J2EE 服务器中,大多数功能也适用于不受管 理的环境。Spring 的核心要点是:支持不绑定到特定 J2EE 服务的可重用业务 和数据访问对象。毫无疑问,这样的对象可以在不同 J2EE 环境 (Web 或 EJB)、 独立应用程序、测试环境之间重用。 IOC 和 AOP 控制反转模式(也称作依赖性介入)的基本概念是:不创建对象,但是描述创建 它们的方式。在代码中不直接与对象和服务连接,但在配置文件中描述哪一个组 件需要哪一项服务。容器 (在 Spring 框架中是 IOC 容器) 负责将这些联系 在一起。 在典型的 IOC 场景中,容器创建了所有对象,并设置必要的属性将它们连接在 一起,决定什么时间调用方法。下表列出了 IOC 的一个实现模式。 类 型 1 服务需要实现专门的接口,通过接口,由对象提供这些服 务,可以从对象查询依赖性(例如,需要的附加服务) 类 型 2 通过 JavaBean 的属性(例如 setter 方法)分配依赖性 类 型 3 依赖性以构造函数的形式提供,不以 JavaBean 属性的形 式公开 Spring 框架的 IOC 容器采用类型 2 和类型 3 实现。 面向方面的编程 面向方面的编程,即 AOP,是一种编程技术,它允许程序员对横切关注点或横切 典型的职责分界线的行为(例如日志和事务管理)进行模块化。AOP 的核心构造 是方面,它将那些影响多个类的行为封装到可重用的模块中。 AOP 和 IOC 是补充性的技术,它们都运用模块化方式解决企业应用程序开发中 的复杂问题。在典型的面向对象开发方式中,可能要将日志记录语句放在所有方 法和 Java 类中才能实现日志功能。在 AOP 方式中,可以反过来将日志服务模 块化,并以声明的方式将它们应用到需要日志的组件上。当然,优势就是 Java 类 不需要知道日志服务的存在,也不需要考虑相关的代码。所以,用 Spring AOP 编 写的应用程序代码是松散耦合的。 AOP 的功能完全集成到了 Spring 事务管理、日志和其他各种特性的上下文中。 IOC 容器 Spring 设计的核心是 org.springframework.beans 包,它的设计目标是与 JavaBean 组件一起使用。这个包通常不是由用户直接使用,而是由服务器将其 用作其他多数功能的底层中介。下一个最高级抽象是 BeanFactory 接口,它是 工厂设计模式的实现,允许通过名称创建和检索对象。BeanFactory 也可以管理 对象之间的关系。 BeanFactory 支持两个对象模型。  单态 模型提供了具有特定名称的对象的共享实例,可以在查询时对其进 行检索。Singleton 是默认的也是最常用的对象模型。对于无状态服务对 象很理想。  原型 模型确保每次检索都会创建单独的对象。在每个用户都需要自己的 对象时,原型模型最适合。 bean 工厂的概念是 Spring 作为 IOC 容器的基础。IOC 将处理事情的责任从应 用程序代码转移到框架。正如我将在下一个示例中演示的那样,Spring 框架使 用 JavaBean 属性和配置数据来指出必须设置的依赖关系。 BeanFactory 接口 因为 org.springframework.beans.factory.BeanFactory 是一个简单接口,所 以可以针对各种底层存储方法实现。最常用的 BeanFactory 定义是 XmlBeanFactory,它根据 XML 文件中的定义装入 bean,如清单 1 所示。 清单 2. getBean() MyBean mybean = (MyBean) factory.getBean("mybean"); 每个 bean 的定义都可以是 POJO (用类名和 JavaBean 初始化属性定义) 或 FactoryBean。FactoryBean 接口为使用 Spring 框架构建的应用程序添加了一 个间接的级别。 IOC 示例 理解控制反转最简单的方式就是看它的实际应用。在对由三部分组成的 Spring 系列 的第 1 部分进行总结时,我使用了一个示例,演示了如何通过 Spring IOC 容器注入应用程序的依赖关系(而不是将它们构建进来)。 我用开启在线信用帐户的用例作为起点。对于该实现,开启信用帐户要求用户与 以下服务进行交互:  信用级别评定服务,查询用户的信用历史信息。  远程信息链接服务,插入客户信息,将客户信息与信用卡和银行信息连接 起来,以进行自动借记(如果需要的话)。  电子邮件服务,向用户发送有关信用卡状态的电子邮件。  三个接口  对于这个示例,我假设服务已经存在,理想的情况是用松散耦合的方式把 它们集成在一起。以下清单显示了三个服务的应用程序接口。  清单 3. CreditRatingInterface public interface CreditRatingInterface { public boolean getUserCreditHistoryInformation(ICustomer iCustomer); }   清单 3 所示的信用级别评定接口提供了信用历史信息。它需要一个包含 客户信息的 Customer 对象。该接口的实现是由 CreditRating 类提供的。  清单 4. CreditLinkingInterface public interface CreditLinkingInterface { public String getUrl(); public void setUrl(String url); public void linkCreditBankAccount() throws Exception ; }   信用链接接口将信用历史信息与银行信息(如果需要的话)连接在一起, 并插入用户的信用卡信息。信用链接接口是一个远程服务,它的查询是通 过 getUrl() 方法进行的。URL 由 Spring 框架的 bean 配置机制设置, 我稍后会讨论它。该接口的实现是由 CreditLinking 类提供的。  清单 5. EmailInterface 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 负责向客户发送关于客户信用卡状态的电子邮件。邮件 配置参数(例如 SMPT 主机、用户名、口令)由前面提到的 bean 配置机 制设置。Email 类提供了该接口的实现。  Spring 使其保持松散  这些接口就位之后,接下来要考虑的就是如何用松散耦合方式将它们集成 在一起。在 清单 6 中可以看到信用卡帐户用例的实现。  注意,所有的 setter 方法都是由 Spring 的配置 bean 实现的。所有的 依赖关系 (也就是三个接口)都可以由 Spring 框架用这些 bean 注入。 createCreditCardAccount() 方法会用服务去执行其余实现。在 清单 7 中可以看到 Spring 的配置文件。我用箭头突出了这些定义。  运行应用程序  要运行示例应用程序,首先必须 下载 Spring 框架 及其所有依赖文件。 接下来,将框架释放到(比如说)磁盘 c:\,这会创建 C:\spring-framework-1.2-rc2 (适用于当前发行版本) 这样的文件夹。 在继续后面的操作之前,还必须下载和释放 Apache Ant。  接下来,将源代码释放到文件夹,例如 c:\ 盘,然后创建 SpringProject。 将 Spring 库(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)复制到 SpringProject\lib 文件夹中。完 成这些工作之后,就有了必需的构建依赖关系集。  打开命令提示符,将当前目录切换到 SpringProject,在命令提示符中输 入以下命令:build。  这会构建并运行 CreateCreditAccountClient 类,类的运行将创建 Customer 类对象并填充它,还会调用 CreateCreditCardAccount 类创建 并链接信用卡帐户。CreateCreditAccountClient 还会通过 ClassPathXmlApplicationContext 装入 Spring 配置文件。装入 bean 之后,就可以通过 getBean() 方法访问它们了,如清单 8 所示。  清单 8. 装入 Spring 配置文件 ClassPathXmlApplicationContext appContext = new ClassPathXmlApplicationContext(new String[] { "springexample-creditaccount.xml" }); CreateCreditCardAccountInterface creditCardAccount = (CreateCreditCardAccountInterface) appContext.getBean("createCreditCard"); 结束语 在这篇由三部分组成的 Spring 系列 的第一篇文章中,我介绍了 Spring 框架 的基础。我从讨论组成 Spring 分层架构的 7 个模块开始,然后深入介绍了其 中两个模块:Spring AOP 和 IOC 容器。 由于学习的最佳方法是实践,所以我用一个工作示例介绍了 IOC 模式 (像 Spring 的 IOC 容器实现的那样)如何用松散耦合的方式将分散的系统集成在一 起。在这个示例中可以看到,将依赖关系或服务注入工作中的信用卡帐户应用程 序,要比从头开始构建它们容易得多。 请继续关注这一系列的下一篇文章,我将在这里学习的知识基础上,介绍 Spring AOP 模块如何在企业应用程序中提供持久支持,并让您开始了解 Spring MVC 模 块和相关插件。
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sunnymoon

贡献于2011-08-04

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