【轉載】spring框架介紹

Spring AOP 和 IOC 容器入門

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級別： 初級

Naveen Balani (naveenbalani@rediffmail.com), 技術架構師, Webify Solutions

2005 年 8 月 18 日

在這由三部分組成的介紹 Spring 框架的系列文章的第一期中，將開始學習如何用 Spring 技術構建輕量級的、強壯的 J2EE 應用程式。developerWorks 的定期投稿人 Naveen Balani 通過介紹 Spring 框架開始了他由三部分組成的 Spring 系列，其中還將介紹 Spring 面向方面的程式設計（AOP）和控制反轉（IOC）容器。

Spring 是一個開源框架，是為了解決企業應用程式開發複雜性而建立的。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元件，同時為 J2EE 應用程式開發提供整合的框架。

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，然後將討論兩個最有趣的模組：Spring 面向方面程式設計（AOP）和控制反轉 （IOC） 容器。接著將使用幾個示例演示 IOC 容器在典型應用程式用例場景中的應用情況。這些示例還將成為本系列後面部分進行的展開式討論的基礎，在本文的後面部分，將介紹 Spring 框架通過 Spring AOP 實現 AOP 構造的方式。

請參閱 下載，下載 Spring 框架和 Apache Ant，執行本系列的示例應用程式需要它們。

Spring 框架

Spring 框架是一個分層架構，由 7 個定義良好的模組組成。Spring 模組構建在核心容器之上，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 框架的每個模組（或元件）都可以單獨存在，或者與其他一個或多個模組聯合實現。每個模組的功能如下：

• 核心容器：核心容器提供 Spring 框架的基本功能。核心容器的主要元件是 BeanFactory，它是工廠模式的實現。BeanFactory 使用控制反轉 （IOC） 模式將應用程式的配置和依賴性規範與實際的應用程式程式碼分開。
• Spring 上下文：Spring 上下文是一個配置檔案，向 Spring 框架提供上下文資訊。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 模組直接將面向方面的程式設計功能整合到了 Spring 框架中。所以，可以很容易地使 Spring 框架管理的任何物件支援 AOP。Spring AOP 模組為基於 Spring 的應用程式中的物件提供了事務管理服務。通過使用 Spring AOP，不用依賴 EJB 元件，就可以將宣告性事務管理整合到應用程式中。
• 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丟擲的錯誤訊息。異常層次結構簡化了錯誤處理，並且極大地降低了需要編寫的異常程式碼數量（例如開啟和關閉連線）。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 的物件關係工具，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 模組：Web 上下文模組建立在應用程式上下文模組之上，為基於 Web 的應用程式提供了上下文。所以，Spring 框架支援與 Jakarta Struts 的整合。Web 模組還簡化了處理多部分請求以及將請求引數繫結到域物件的工作。
• Spring MVC 框架：MVC 框架是一個全功能的構建 Web 應用程式的 MVC 實現。通過策略介面，MVC 框架變成為高度可配置的，MVC 容納了大量檢視技術，其中包括 JSP、Velocity、Tiles、iText 和 POI。

Spring 框架的功能可以用在任何 J2EE 伺服器中，大多數功能也適用於不受管理的環境。Spring 的核心要點是：支援不繫結到特定 J2EE 服務的可重用業務和資料訪問物件。毫無疑問，這樣的物件可以在不同 J2EE 環境 （Web 或 EJB）、獨立應用程式、測試環境之間重用。

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IOC 和 AOP

控制反轉模式（也稱作依賴性介入）的基本概念是：不建立物件，但是描述建立它們的方式。在程式碼中不直接與物件和服務連線，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 框架中是 IOC 容器） 負責將這些聯絡在一起。

在典型的 IOC 場景中，容器建立了所有物件，並設定必要的屬性將它們連線在一起，決定什麼時間呼叫方法。下表列出了 IOC 的一個實現模式。

Spring 框架的 IOC 容器採用型別 2 和型別3 實現。

面向方面的程式設計

面向方面的程式設計，即 AOP，是一種程式設計技術，它允許程式設計師對橫切關注點或橫切典型的職責分界線的行為（例如日誌和事務管理）進行模組化。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組中。

AOP 和 IOC 是補充性的技術，它們都運用模組化方式解決企業應用程式開發中的複雜問題。在典型的物件導向開發方式中，可能要將日誌記錄語句放在所有方法和 Java 類中才能實現日誌功能。在 AOP 方式中，可以反過來將日誌服務模組化，並以宣告的方式將它們應用到需要日誌的元件上。當然，優勢就是 Java 類不需要知道日誌服務的存在，也不需要考慮相關的程式碼。所以，用 Spring AOP 編寫的應用程式程式碼是鬆散耦合的。

AOP 的功能完全整合到了 Spring 事務管理、日誌和其他各種特性的上下文中。

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IOC 容器

Spring 設計的核心是 org.springframework.beans 包，它的設計目標是與 JavaBean 元件一起使用。這個包通常不是由使用者直接使用，而是由伺服器將其用作其他多數功能的底層中介。下一個最高階抽象是 BeanFactory 介面，它是工廠設計模式的實現，允許通過名稱建立和檢索物件。BeanFactory 也可以管理物件之間的關係。

BeanFactory 支援兩個物件模型。

• 單態 模型提供了具有特定名稱的物件的共享例項，可以在查詢時對其進行檢索。Singleton 是預設的也是最常用的物件模型。對於無狀態服務物件很理想。
• 原型 模型確保每次檢索都會建立單獨的物件。在每個使用者都需要自己的物件時，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式程式碼轉移到框架。正如我將在下一個示例中演示的那樣，Spring 框架使用 JavaBean 屬性和配置資料來指出必須設定的依賴關係。

BeanFactory 介面

因為 org.springframework.beans.factory.BeanFactory 是一個簡單介面，所以可以針對各種底層儲存方法實現。最常用的 BeanFactory 定義是 XmlBeanFactory，它根據 XML 檔案中的定義裝入 bean，如清單 1 所示。

BeanFactory factory = new XMLBeanFactory(new FileInputSteam("mybean.xml"));

在 XML 檔案中定義的 Bean 是被消極載入的，這意味在需要 bean 之前，bean 本身不會被初始化。要從 BeanFactory 檢索 bean，只需呼叫 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 介面為使用 Spring 框架構建的應用程式新增了一個間接的級別。

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IOC 示例

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，演示瞭如何通過 Spring IOC 容器注入應用程式的依賴關係（而不是將它們構建進來）。

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

• 信用級別評定服務，查詢使用者的信用歷史資訊。
• 遠端資訊連結服務，插入客戶資訊，將客戶資訊與信用卡和銀行資訊連線起來，以進行自動借記（如果需要的話）。
• 電子郵件服務，向使用者傳送有關信用卡狀態的電子郵件。

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三個介面

對於這個示例，我假設服務已經存在，理想的情況是用鬆散耦合的方式把它們整合在一起。以下清單顯示了三個服務的應用程式介面。

public interface CreditRatingInterface {
   public boolean getUserCreditHistoryInformation(ICustomer iCustomer);
}

清單 3 所示的信用級別評定介面提供了信用歷史資訊。它需要一個包含客戶資訊的 Customer 物件。該介面的實現是由 CreditRating 類提供的。

public interface CreditLinkingInterface {
public String getUrl();
		public void setUrl(String url);
		public void linkCreditBankAccount() throws Exception ;
}

信用連結介面將信用歷史資訊與銀行資訊（如果需要的話）連線在一起，並插入使用者的信用卡資訊。信用連結介面是一個遠端服務，它的查詢是通過 getUrl() 方法進行的。URL 由 Spring 框架的 bean 配置機制設定，我稍後會討論它。該介面的實現是由 CreditLinking 類提供的。

public interface EmailInterface {
      public void sendEmail(ICustomer iCustomer);
      public String getFro垃圾廣告il();
      public void setFro垃圾廣告il(String fro垃圾廣告il) ;
      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 負責向客戶傳送關於客戶信用卡狀態的電子郵件。郵件配置引數（例如 SMPT 主機、使用者名稱、口令）由前面提到的 bean 配置機制設定。Email 類提供了該介面的實現。

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Spring 使其保持鬆散

這些介面就位之後，接下來要考慮的就是如何用鬆散耦合方式將它們整合在一起。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。所有的依賴關係 （也就是三個介面）都可以由 Spring 框架用這些 bean 注入。createCreditCardAccount() 方法會用服務去執行其餘實現。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。

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執行應用程式

要執行示例應用程式，首先必須 下載 Spring 框架 及其所有依賴檔案。接下來，將框架釋放到（比如說）磁碟 c:\，這會建立 C:\spring-framework-1.2-rc2 （適用於當前發行版本） 這樣的資料夾。在繼續後面的操作之前，還必須下載和釋放 Apache Ant。

接下來，將原始碼釋放到資料夾，例如 c:\ 盤，然後建立 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）複製到 SpringProject\lib 資料夾中。完成這些工作之後，就有了必需的構建依賴關係集。

開啟命令提示符，將當前目錄切換到 SpringProject，在命令提示符中輸入以下命令：build。

這會構建並執行 CreateCreditAccountClient 類，類的執行將建立 Customer 類物件並填充它，還會呼叫 CreateCreditCardAccount 類建立並連結信用卡帳戶。CreateCreditAccountClient 還會通過 ClassPathXmlApplicationContext 裝入 Spring 配置檔案。裝入 bean 之後，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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結束語

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 框架的基礎。我從討論組成 Spring 分層架構的 7 個模組開始，然後深入介紹了其中兩個模組：Spring AOP 和 IOC 容器。

由於學習的最佳方法是實踐，所以我用一個工作示例介紹了 IOC 模式 （像 Spring 的 IOC 容器實現的那樣）如何用鬆散耦合的方式將分散的系統整合在一起。在這個示例中可以看到，將依賴關係或服務注入工作中的信用卡帳戶應用程式，要比從頭開始構建它們容易得多。

請繼續關注這一系列的下一篇文章，我將在這裡學習的知識基礎上，介紹 Spring AOP 模組如何在企業應用程式中提供持久支援，並讓您開始瞭解 Spring MVC 模組和相關外掛。