Spring 架構簡介

Spring 是一個開源架構，是為了解決企業應用程式開發複雜性而建立的。架構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元件，同時為 J2EE 應用程式開發提供內建的架構。

在這篇由三部分組成的 Spring 系列 的第 1 部分中，我将介紹 Spring 架構。我先從架構底層模型的角度描述該架構的功能，然後将讨論兩個最有趣的子產品：Spring 面向方面程式設計（AOP）和控制反轉 （IOC） 容器。接着将使用幾個示例示範 IOC 容器在典型應用程式用例場景中的應用情況。這些示例還将成為本系列後面部分進行的展開式讨論的基礎，在本文的後面部分，将介紹 Spring 架構通過 Spring AOP 實作 AOP 構造的方式。

請參閱 下載下傳，下載下傳 Spring 架構和 Apache Ant，運作本系列的示例應用程式需要它們。

Spring 架構是一個分層架構，由 7 個定義良好的子產品組成。Spring 子產品建構在核心容器之上，核心容器定義了建立、配置和管理 bean 的方式，如圖 1 所示。

組成 Spring 架構的每個子產品（或元件）都可以單獨存在，或者與其他一個或多個子產品聯合實作。每個子產品的功能如下：

核心容器：核心容器提供 Spring 架構的基本功能。核心容器的主要元件是 ​<code>​BeanFactory​</code>​，它是工廠模式的實作。​<code>​BeanFactory​</code>​ 使用控制反轉 （IOC） 模式将應用程式的配置和依賴性規範與實際的應用程式代碼分開。

Spring 上下文：Spring 上下文是一個配置檔案，向 Spring 架構提供上下文資訊。Spring 上下文包括企業服務，例如 JNDI、EJB、電子郵件、國際化、校驗和排程功能。

Spring AOP：通過配置管理特性，Spring AOP 子產品直接将面向方面的程式設計功能內建到了 Spring 架構中。是以，可以很容易地使 Spring 架構管理的任何對象支援 AOP。Spring AOP 子產品為基于 Spring 的應用程式中的對象提供了事務管理服務。通過使用 Spring AOP，不用依賴 EJB 元件，就可以将聲明性事務管理內建到應用程式中。

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資料庫供應商抛出的錯誤消息。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配接）。Spring DAO 的面向 JDBC 的異常遵從通用的 DAO 異常層次結構。

Spring ORM：Spring 架構插入了若幹個 ORM 架構，進而提供了 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 子產品：Web 上下文子產品建立在應用程式上下文子產品之上，為基于 Web 的應用程式提供了上下文。是以，Spring 架構支援與 Jakarta Struts 的內建。Web 子產品還簡化了處理多部分請求以及将請求參數綁定到域對象的工作。

Spring MVC 架構：MVC 架構是一個全功能的建構 Web 應用程式的 MVC 實作。通過政策接口，MVC 架構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。

Spring 架構的功能可以用在任何 J2EE 伺服器中，大多數功能也适用于不受管理的環境。Spring 的核心要點是：支援不綁定到特定 J2EE 服務的可重用業務和資料通路對象。毫無疑問，這樣的對象可以在不同 J2EE 環境 （Web 或 EJB）、獨立應用程式、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：不建立對象，但是描述建立它們的方式。在代碼中不直接與對象和服務連接配接，但在配置檔案中描述哪一個元件需要哪一項服務。容器 （在 Spring 架構中是 IOC 容器） 負責将這些聯系在一起。

在典型的 IOC 場景中，容器建立了所有對象，并設定必要的屬性将它們連接配接在一起，決定什麼時間調用方法。下表列出了 IOC 的一個實作模式。

<col>

類型 1

服務需要實作專門的接口，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）配置設定依賴性

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 架構的 IOC 容器采用類型 2 和類型3 實作。

面向方面的程式設計，即 AOP，是一種程式設計技術，它允許程式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）進行子產品化。AOP 的核心構造是方面，它将那些影響多個類的行為封裝到可重用的子產品中。

AOP 和 IOC 是補充性的技術，它們都運用子產品化方式解決企業應用程式開發中的複雜問題。在典型的面向對象開發方式中，可能要将日志記錄語句放在所有方法和 Java 類中才能實作日志功能。在 AOP 方式中，可以反過來将日志服務子產品化，并以聲明的方式将它們應用到需要日志的元件上。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。是以，用 Spring AOP 編寫的應用程式代碼是松散耦合的。

AOP 的功能完全內建到了 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 ​<code>​org.springframework.beans​</code>​ 包，它的設計目标是與 JavaBean 元件一起使用。這個包通常不是由使用者直接使用，而是由伺服器将其用作其他多數功能的底層中介。下一個最進階抽象是 ​<code>​BeanFactory​</code>​ 接口，它是工廠設計模式的實作，允許通過名稱建立和檢索對象。​<code>​BeanFactory​</code>​ 也可以管理對象之間的關系。

​<code>​BeanFactory​</code>​ 支援兩個對象模型。

單态 模型提供了具有特定名稱的對象的共享執行個體，可以在查詢時對其進行檢索。Singleton 是預設的也是最常用的對象模型。對于無狀态服務對象很理想。

原型 模型確定每次檢索都會建立單獨的對象。在每個使用者都需要自己的對象時，原型模型最适合。

bean 工廠的概念是 Spring 作為 IOC 容器的基礎。IOC 将處理事情的責任從應用程式代碼轉移到架構。正如我将在下一個示例中示範的那樣，Spring 架構使用 JavaBean 屬性和配置資料來指出必須設定的依賴關系。

因為 ​<code>​org.springframework.beans.factory.BeanFactory​</code>​ 是一個簡單接口，是以可以針對各種底層存儲方法實作。最常用的 ​<code>​BeanFactory​</code>​ 定義是 ​<code>​XmlBeanFactory​</code>​，它根據 XML 檔案中的定義裝入 bean，如清單 1 所示。

1

​<code>​BeanFactory factory = new XMLBeanFactory(new FileInputSteam("mybean.xml"));​</code>​

在 XML 檔案中定義的 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 ​<code>​BeanFactory​</code>​ 檢索 bean，隻需調用 ​<code>​getBean()​</code>​ 方法，傳入将要檢索的 bean 的名稱即可，如清單 2 所示。

​<code>​MyBean mybean = (MyBean) factory.getBean("mybean");​</code>​

每個 bean 的定義都可以是 POJO （用類名和 JavaBean 初始化屬性定義） 或 ​<code>​FactoryBean​</code>​。​<code>​FactoryBean​</code>​ 接口為使用 Spring 架構建構的應用程式添加了一個間接的級别。

了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，示範了如何通過 Spring IOC 容器注入應用程式的依賴關系（而不是将它們建構進來）。

我用開啟線上信用帳戶的用例作為起點。對于該實作，開啟信用帳戶要求使用者與以下服務進行互動：

信用級别評定服務，查詢使用者的信用曆史資訊。

遠端資訊連結服務，插入客戶資訊，将客戶資訊與信用卡和銀行資訊連接配接起來，以進行自動借記（如果需要的話）。

電子郵件服務，向使用者發送有關信用卡狀态的電子郵件。

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內建在一起。以下清單顯示了三個服務的應用程式接口。

2

3

​<code>​public interface CreditRatingInterface {​</code>​

​<code>​public boolean getUserCreditHistoryInformation(ICustomer iCustomer);​</code>​

​<code>​}​</code>​

清單 3 所示的信用級别評定接口提供了信用曆史資訊。它需要一個包含客戶資訊的 ​<code>​Customer​</code>​ 對象。該接口的實作是由 ​<code>​CreditRating​</code>​ 類提供的。

4

5

​<code>​public interface CreditLinkingInterface {​</code>​

​<code>​public String getUrl();​</code>​

​<code>​public void setUrl(String url);​</code>​

​<code>​public void linkCreditBankAccount() throws Exception ;​</code>​

信用連結接口将信用曆史資訊與銀行資訊（如果需要的話）連接配接在一起，并插入使用者的信用卡資訊。信用連結接口是一個遠端服務，它的查詢是通過 ​<code>​getUrl()​</code>​ 方法進行的。URL 由 Spring 架構的 bean 配置機制設定，我稍後會讨論它。該接口的實作是由 ​<code>​CreditLinking​</code>​ 類提供的。

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​<code>​public interface EmailInterface {​</code>​

​<code>​public void sendEmail(ICustomer iCustomer);​</code>​

​<code>​public String getFromEmail();​</code>​

​<code>​public void setFromEmail(String fromEmail) ;​</code>​

​<code>​public String getPassword();​</code>​

​<code>​public void setPassword(String password) ;​</code>​

​<code>​public String getSmtpHost() ;​</code>​

​<code>​public void setSmtpHost(String smtpHost);​</code>​

​<code>​public String getUserId() ;​</code>​

​<code>​public void setUserId(String userId);​</code>​

​<code>​EmailInterface​</code>​ 負責向客戶發送關于客戶信用卡狀态的電子郵件。郵件配置參數（例如 SMPT 主機、使用者名、密碼）由前面提到的 bean 配置機制設定。​<code>​Email​</code>​ 類提供了該接口的實作。

這些接口就位之後，接下來要考慮的就是如何用松散耦合方式将它們內建在一起。在 ​​清單 6​​ 中可以看到信用卡帳戶用例的實作。

注意，所有的 setter 方法都是由 Spring 的配置 bean 實作的。所有的依賴關系 （也就是三個接口）都可以由 Spring 架構用這些 bean 注入。​<code>​createCreditCardAccount()​</code>​ 方法會用服務去執行其餘實作。在 ​​清單 7 ​​中可以看到 Spring 的配置檔案。我用箭頭突出了這些定義。 

要運作示例應用程式，首先必須 ​​下載下傳 Spring 架構​​ 及其所有依賴檔案。接下來，将架構釋放到（比如說）磁盤 c:\，這會建立 C:\spring-framework-1.2-rc2 （适用于目前發行版本） 這樣的檔案夾。在繼續後面的操作之前，還必須下載下傳和釋放 ​​Apache Ant​​。

接下來，将源代碼釋放到檔案夾，例如 c:\ 盤，然後建立 SpringProject。将 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）複制到 SpringProject\lib 檔案夾中。完成這些工作之後，就有了必需的建構依賴關系集。

打開指令提示符，将目前目錄切換到 SpringProject，在指令提示符中輸入以下指令：​<code>​build​</code>​。 

這會建構并運作 ​<code>​CreateCreditAccountClient​</code>​ 類，類的運作将建立 ​<code>​Customer​</code>​ 類對象并填充它，還會調用 ​<code>​CreateCreditCardAccount​</code>​ 類建立并連結信用卡帳戶。​<code>​CreateCreditAccountClient​</code>​ 還會通過 ​<code>​ClassPathXmlApplicationContext​</code>​ 裝入 Spring 配置檔案。裝入 bean 之後，就可以通過 ​<code>​getBean()​</code>​ 方法通路它們了，如清單 8 所示。

​<code>​ClassPathXmlApplicationContext appContext = ​</code>​

​<code>​new ClassPathXmlApplicationContext(new String[] {​</code>​

​<code>​"springexample-creditaccount.xml"​</code>​

​<code>​});​</code>​

​<code>​CreateCreditCardAccountInterface creditCardAccount = ​</code>​

​<code>​(CreateCreditCardAccountInterface)​</code>​

​<code>​appContext.getBean("createCreditCard");​</code>​

在這篇由三部分組成的 Spring 系列 的第一篇文章中，我介紹了 Spring 架構的基礎。我從讨論組成 Spring 分層架構的 7 個子產品開始，然後深入介紹了其中兩個子產品：Spring AOP 和 IOC 容器。

由于學習的最佳方法是實踐，是以我用一個工作示例介紹了 IOC 模式 （像 Spring 的 IOC 容器實作的那樣）如何用松散耦合的方式将分散的系統內建在一起。在這個示例中可以看到，将依賴關系或服務注入工作中的信用卡帳戶應用程式，要比從頭開始建構它們容易得多。

請繼續關注這一系列的下一篇文章，我将在這裡學習的知識基礎上，介紹 Spring AOP 子產品如何在企業應用程式中提供持久支援，并讓您開始了解 Spring MVC 子產品和相關插件。

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