Spring 框架原理

Spring AOP 和 IOC 容器入門(mén)

Spring 是一個(gè)開(kāi)源框架,，是為了解決企業(yè)應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)復(fù)雜性而創(chuàng)建的?？蚣艿闹饕獌?yōu)勢(shì)之一就是其分層架構(gòu),，分層架構(gòu)允許您選擇使用哪一個(gè)組件，同時(shí)為 J2EE 應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)提供集成的框架,。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(gè)最有趣的模塊： Spring 面向方面編程（ AOP ）和控制反轉(zhuǎn) （ IOC ） 容器,。接著將使用幾個(gè)示例演示 IOC 容器在典型應(yīng)用程序用例場(chǎng)景中的應(yīng)用情況。這些示例還將成為本系列后面部分進(jìn)行的展開(kāi)式討論的基礎(chǔ),，在本文的后面部分,，將介紹 Spring 框架通過(guò) Spring AOP 實(shí)現(xiàn) AOP 構(gòu)造的方式。

Spring 框架

Spring 框架是一個(gè)分層架構(gòu),，由 7 個(gè)定義良好的模塊組成,。 Spring 模塊構(gòu)建在核心容器之上，核心容器定義了創(chuàng)建,、配置和管理 bean 的方式，如圖 1 所示,。

圖 1. Spring 框架的 7 個(gè)模塊

組成 Spring 框架的每個(gè)模塊（或組件）都可以單獨(dú)存在,，

或者與其他一個(gè)或多個(gè)模塊聯(lián)合實(shí)現(xiàn)。每個(gè)模塊的功能如下：

• Spring Core 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(shí)現(xiàn)。 BeanFactory 使用控制反轉(zhuǎn) （ IOC ） 模式將應(yīng)用程序的配置和依賴性規(guī)范與實(shí)際的應(yīng)用程序代碼分開(kāi),。
• Spring Context 上下文 ： Spring 上下文是一個(gè)配置文件,，向 Spring 框架提供上下文信息。 Spring 上下文包括企業(yè)服務(wù),，例如 JNDI ,、 EJB 、電子郵件,、國(guó)際化,、校驗(yàn)和調(diào)度功能。
• Spring AOP ： 通過(guò)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(duì)象支持 AOP ,。 Spring AOP 模塊為基于 Spring 的應(yīng)用程序中的對(duì)象提供了事務(wù)管理服務(wù),。通過(guò)使用 Spring AOP ，不用依賴 EJB 組件,，就可以將聲明性事務(wù)管理集成到應(yīng)用程序中,。
• Spring DAO ： JDBC DAO 抽象層提供了有意義的異常層次結(jié)構(gòu)，可用該結(jié)構(gòu)來(lái)管理異常處理和不同數(shù)據(jù)庫(kù)供應(yīng)商拋出的錯(cuò)誤消息,。異常層次結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化了錯(cuò)誤處理,，并且極大地降低了需要編寫(xiě) 的異常代碼數(shù)量（例如打開(kāi)和關(guān)閉連接）。 Spring DAO 的面向 JDBC 的異常遵從通用的 DAO 異常層次結(jié)構(gòu),。
• Spring ORM ： Spring 框架插入了若干個(gè) ORM 框架,，從而提供了 ORM 的對(duì)象關(guān)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(wù)和 DAO 異常層次結(jié)構(gòu),。
• Spring Web 模塊 ： Web 上下文模塊建立在應(yīng)用程序上下文模塊之上，為基于 Web 的應(yīng)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(jiǎn)化了處理多部分請(qǐng)求以及將請(qǐng)求參數(shù)綁定到域?qū)ο蟮墓ぷ鳌?/span>
• Spring MVC 框架 ： MVC 框架是一個(gè)全功能的構(gòu)建 Web 應(yīng)用程序的 MVC 實(shí)現(xiàn),。通過(guò)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(shù),，其中包括 JSP ,、 Velocity 、 Tiles ,、 iText 和 POI ,。

Spring 框架的功能可以用在任何 J2EE 服務(wù)器中，大多數(shù)功能也適用于不受管理的環(huán)境,。 Spring 的核心要點(diǎn)是：支持不綁定到特定 J2EE 服務(wù)的可重用業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)訪問(wèn)對(duì)象,。毫無(wú)疑問(wèn)，這樣的對(duì)象可以在不同 J2EE 環(huán)境 （ Web 或 EJB ）,、獨(dú)立應(yīng)用程序,、測(cè)試環(huán)境之間重用。

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IOC 和 AOP

控制反轉(zhuǎn)模式（也稱作依賴性介入）的基本概念是：不創(chuàng)建對(duì)象,，但是描述創(chuàng)建它們的方式,。在代碼中不直接與對(duì)象和服務(wù)連接，但在配置文件中描述哪一個(gè)組件需要哪一項(xiàng)服務(wù),。容器 （在 Spring 框架中是 IOC 容器） 負(fù)責(zé)將這些聯(lián)系在一起,。

在典型的 IOC 場(chǎng)景中，容器創(chuàng)建了所有對(duì)象,，并設(shè)置必要的屬性將它們連接在一起,，決定什么時(shí)間調(diào)用方法。下表列出了 IOC 的一個(gè)實(shí)現(xiàn)模式,。

Spring 框架的 IOC 容器采用Get和Set 實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生類的對(duì)象。

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AOP

面向方面的編程 ,，即 AOP ,，是一種編程技術(shù)，它允許程序員對(duì)橫切關(guān)注點(diǎn)或橫切典型的職責(zé)分界線的行為（例如日志和事務(wù)管理）進(jìn)行模塊化,。 AOP 的核心構(gòu)造是方面 ,，它將那些影響多個(gè)類的行為封裝到可重用的模塊中。

AOP 和 IOC 是補(bǔ)充性的技術(shù),，它們都運(yùn)用模塊化方式解決企業(yè)應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)中的復(fù)雜問(wèn)題,。在典型的面向?qū)ο箝_(kāi)發(fā)方式中，可能要將日志記錄語(yǔ)句放在所有方法和 Java 類中才能實(shí)現(xiàn)日志功能,。在 AOP 方式中,，可以反過(guò)來(lái)將日志服務(wù)模塊化 ，并以聲明的方式將它們應(yīng)用到需要日志的組件上,。當(dāng)然,，優(yōu)勢(shì)就是 Java 類不需要知道日志服務(wù)的存在，也不需要考慮相關(guān)的代碼,。所以，用 Spring AOP 編寫(xiě)的應(yīng)用程序代碼是松散耦合的,。

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

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IOC 容器

Spring 設(shè)計(jì)的核心是 org.springframework.beans 包,，它的設(shè)計(jì)目標(biāo)是與 JavaBean 組件一起使用,。這個(gè)包通常不是由用戶直接使用，而是由服務(wù)器將其用作其他多數(shù)功能的底層中介,。下一個(gè)最高級(jí)抽象是 BeanFactory 接口,，它是工廠設(shè)計(jì)模式的實(shí)現(xiàn)，允許通過(guò)名稱創(chuàng)建和檢索對(duì)象,。 BeanFactory 也可以管理對(duì)象之間的關(guān)系,。

BeanFactory 支持兩個(gè)對(duì)象模型。

• 單態(tài) 模型提供了具有特定名稱的對(duì)象的共享實(shí)例,，可以在查詢時(shí)對(duì)其進(jìn)行檢索,。 Singleton 是默認(rèn)的也是最常用的對(duì)象模型。對(duì)于無(wú)狀態(tài)服務(wù)對(duì)象很理想,。
• 原型 模型確保每次檢索都會(huì)創(chuàng)建單獨(dú)的對(duì)象,。在每個(gè)用戶都需要自己的對(duì)象時(shí)，原型模型最適合,。

bean 工廠的概念是 Spring 作為 IOC 容器的基礎(chǔ),。 IOC 將處理事情的責(zé)任從應(yīng)用程序代碼轉(zhuǎn)移到框架。正如將在下一個(gè)示例中演示的那樣， Spring 框架使用 JavaBean 屬性和配置數(shù)據(jù)來(lái)指出必須設(shè)置的依賴關(guān)系,。

BeanFactory 接口

因?yàn)?/span> org.springframework.beans.factory.BeanFactory 是一個(gè)簡(jiǎn)單接口,，所以可以針對(duì)各種底層存儲(chǔ)方法實(shí)現(xiàn)。最常用的 BeanFactory 定義是 XmlBeanFactory ,，它根據(jù) XML 文件中的定義裝入 bean ,，如清單 1 所示。

清單 1. XmlBeanFactory

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(huì)被初始化。要從 BeanFactory 檢索 bean,，只需調(diào)用 getBean() 方法,，傳入將要檢索的 bean 的名稱即可，如清單 2 所示,。
清單 2. getBean()

MyBean mybean = (MyBean) factory.getBean("mybean");

每個(gè) 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(gòu)建的應(yīng)用程序添加了一個(gè)間接的級(jí)別。

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IOC 示例

理解控制反轉(zhuǎn)最簡(jiǎn)單的方式就是看它的實(shí)際應(yīng)用,。在對(duì)由三部分組成的 Spring 系列 的第 1 部分進(jìn)行總結(jié)時(shí),，使用了一個(gè)示例，演示了如何通過(guò) Spring IOC 容器注入應(yīng)用程序的依賴關(guān)系（而不是將它們構(gòu)建進(jìn)來(lái)）,。

用開(kāi)啟在線信用帳戶的用例作為起點(diǎn),。對(duì)于該實(shí)現(xiàn)，開(kāi)啟信用帳戶要求用戶與以下服務(wù)進(jìn)行交互：

• 信用級(jí)別評(píng)定服務(wù),，查詢用戶的信用歷史信息,。
• 遠(yuǎn)程信息鏈接服務(wù)，插入客戶信息,，將客戶信息與信用卡和銀行信息連接起來(lái),，以進(jìn)行自動(dòng)借記（如果需要的話）。

電子郵件服務(wù),，向用戶發(fā)送有關(guān)信用卡狀態(tài)的電子郵件,。

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三個(gè)接口

對(duì)于這個(gè)示例，假設(shè)服務(wù)已經(jīng)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(gè)服務(wù)的應(yīng)用程序接口。
清單 3. CreditRatingInterface

public interface CreditRatingInterface {   








public boolean getUserCreditHistoryInformation(ICustomer iCustomer);

}

清單 3 所示的信用級(jí)別評(píng)定接口提供了信用歷史信息,。它需要一個(gè)包含客戶信息的 Customer 對(duì)象,。該接口的實(shí)現(xiàn)是由 CreditRating 類提供的。

清單 4. CreditLinkingInterface

ublic 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(gè)遠(yuǎn)程服務(wù)，它的查詢是通過(guò) getUrl() 方法進(jìn)行的。URL 由 Spring 框架的 bean 配置機(jī)制設(shè)置,，稍后會(huì)討論它,。該接口的實(shí)現(xiàn)是由 CreditLinking 類提供的。

清單 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 負(fù)責(zé)向客戶發(fā)送關(guān)于客戶信用卡狀態(tài)的電子郵件,。郵件配置參數(shù)（例如 SMPT 主機(jī),、用戶名、口令）由前面提到的 bean 配置機(jī)制設(shè)置,。 Email 類提供了該接口的實(shí)現(xiàn),。

Spring 使其保持松散

這些接口就位之后，接下來(lái)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(shí)現(xiàn),。

注意，所有的 setter 方法都是由 Spring 的配置 bean 實(shí)現(xiàn)的,。所有的依賴關(guān)系 （也就是三個(gè)接口）都可以由 Spring 框架用這些 bean 注入,。 createCreditCardAccount() 方法會(huì)用服務(wù)去執(zhí)行其余實(shí)現(xiàn)。在 清單 7 中可以看到 Spring 的配置文件,。用箭頭突出了這些定義,。

運(yùn)行應(yīng)用程序

要運(yùn)行示例應(yīng)用程序，首先必須 下載 Spring 框架 及其所有依賴文件,。接下來(lái),，將框架釋放到（比如說(shuō)）磁盤(pán) c:\ ，這會(huì)創(chuàng)建 C:\spring-framework-1.2-rc2 （適用于當(dāng)前發(fā)行版本） 這樣的文件夾,。在繼續(xù)后面的操作之前，還必須下載和釋放 Apache Ant ,。

接下來(lái),，將源代碼釋放到文件夾，例如 c:\ 盤(pán),，然后創(chuàng)建 SpringProject ,。將 Spring 庫(kù)（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(fù)制到 SpringProject\lib 文件夾中。完成這些工作之后,，就有了必需的構(gòu)建依賴關(guān)系集,。

打開(kāi)命令提示符，將當(dāng)前目錄切換到 SpringProject ,，在命令提示符中輸入以下命令： build ,。

這會(huì)構(gòu)建并運(yùn)行 CreateCreditAccountClient 類，類的運(yùn)行將創(chuàng)建 Customer 類對(duì)象并填充它,，還會(huì)調(diào)用 CreateCreditCardAccount 類創(chuàng)建并鏈接信用卡帳戶,。 CreateCreditAccountClient 還會(huì)通過(guò) ClassPathXmlApplicationContext 裝入 Spring 配置文件。裝入 bean 之后，就可以通過(guò) getBean() 方法訪問(wèn)它們了,，如清單 8 所示,。

清單 8. 裝入 Spring 配置文件

classPathXmlApplicationContext appContext = new ClassPathXmlApplicationContext(new String[] {"springexample-creditaccount.xml"});

createCreditCardAccountInterface creditCardAccount =(CreateCreditCardAccountInterface)






appContext.getBean("createCreditCard");

結(jié)束語(yǔ)

在這篇由三部分組成的 Spring 系列 的第一篇文章中，介紹了 Spring 框架的基礎(chǔ),。從討論組成 Spring 分層架構(gòu)的 7 個(gè)模塊開(kāi)始,，然后深入介紹了其中兩個(gè)模塊： Spring AOP 和 IOC 容器。

由 于學(xué)習(xí)的最佳方法是實(shí)踐,，所以用一個(gè)工作示例介紹了 IOC 模式 （像 Spring 的 IOC 容器實(shí)現(xiàn)的那樣）如何用松散耦合的方式將分散的系統(tǒng)集成在一起,。在這個(gè)示例中可以看到，將依賴關(guān)系或服務(wù)注入工作中的信用卡帳戶應(yīng)用程序,，要比從頭開(kāi)始構(gòu) 建它們?nèi)菀椎枚唷?/span>