Spring 系列: Spring 框架簡介----Spring AOP 和 IOC 容器入門

時間 2020-09-10

標籤 spring 系列框架簡介 aop ioc 容器入門欄目 Spring 简体版

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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 應用程序。developerWorks 的按期投稿人 Naveen Balani 經過介紹 Spring 框架開始了他由三部分組成的 Spring 系列，其中還將介紹 Spring 面向方面的編程（AOP）和控制反轉（IOC）容器。

Spring 是一個開源框架，是爲了解決企業應用程序開發複雜性而建立的。框架的主要優點之一就是其分層架構，分層架構容許您選擇使用哪個組件，同時爲 J2EE 應用程序開發提供集成的框架。

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，而後將討論兩個最有趣的模塊：Spring 面向方面編程（AOP）和控制反轉（IOC）容器。接着將使用幾個示例演示 IOC 容器在典型應用程序用例場景中的應用狀況。這些示例還將成爲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 框架經過 Spring AOP 實現 AOP 構造的方式。

請參閱下載，下載 Spring 框架和 Apache Ant，運行本系列的示例應用程序須要它們。

Spring 框架

Spring 框架是一個分層架構，由 7 個定義良好的模塊組成。Spring 模塊構建在覈心容器之上，核心容器定義了建立、配置和管理 bean 的方式，如圖 1 所示。

圖 1. Spring 框架的 7 個模塊

組成 Spring 框架的每一個模塊（或組件）均可以單獨存在，或者與其餘一個或多個模塊聯合實現。每一個模塊的功能以下：

核心容器：核心容器提供 Spring 框架的基本功能。核心容器的主要組件是 BeanFactory，它是工廠模式的實現。BeanFactory 使用控制反轉 （IOC）模式將應用程序的配置和依賴性規範與實際的應用程序代碼分開。
Spring 上下文：Spring 上下文是一個配置文件，向 Spring 框架提供上下文信息。Spring 上下文包括企業服務，例如 JNDI、EJB、電子郵件、國際化、校驗和調度功能。
Spring AOP：經過配置管理特性，Spring AOP 模塊直接將面向方面的編程功能集成到了 Spring 框架中。因此，能夠很容易地使 Spring 框架管理的任何對象支持 AOP。Spring AOP 模塊爲基於 Spring 的應用程序中的對象提供了事務管理服務。經過使用 Spring AOP，不用依賴 EJB 組件，就能夠將聲明性事務管理集成到應用程序中。
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一樣數據庫供應商拋出的錯誤消息。異常層次結構簡化了錯誤處理，而且極大地下降了須要編寫的異常代碼數量（例如打開和關閉鏈接）。Spring DAO 的面向 JDBC 的異常聽從通用的 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 的對象關係工具，其中包括 JDO、Hibernate 和 iBatis SQL Map。全部這些都聽從 Spring 的通用事務和 DAO 異常層次結構。
Spring Web 模塊：Web 上下文模塊創建在應用程序上下文模塊之上，爲基於 Web 的應用程序提供了上下文。因此，Spring 框架支持與 Jakarta Struts 的集成。Web 模塊還簡化了處理多部分請求以及將請求參數綁定到域對象的工做。
Spring MVC 框架：MVC 框架是一個全功能的構建 Web 應用程序的 MVC 實現。經過策略接口，MVC 框架變成爲高度可配置的，MVC 容納了大量視圖技術，其中包括 JSP、Velocity、Tiles、iText 和 POI。

Spring 框架的功能能夠用在任何 J2EE 服務器中，大多數功能也適用於不受管理的環境。Spring 的核心要點是：支持不綁定到特定 J2EE 服務的可重用業務和數據訪問對象。毫無疑問，這樣的對象能夠在不一樣 J2EE 環境（Web 或 EJB）、獨立應用程序、測試環境之間重用。

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IOC 和 AOP

控制反轉模式（也稱做依賴性介入）的基本概念是：不建立對象，可是描述建立它們的方式。在代碼中不直接與對象和服務鏈接，但在配置文件中描述哪個組件須要哪一項服務。容器（在 Spring 框架中是 IOC 容器）負責將這些聯繫在一塊兒。

在典型的 IOC 場景中，容器建立了全部對象，並設置必要的屬性將它們鏈接在一塊兒，決定什麼時間調用方法。下表列出了 IOC 的一個實現模式。

類型 1	服務須要實現專門的接口，經過接口，由對象提供這些服務，能夠從對象查詢依賴性（例如，須要的附加服務）
類型 2	經過 JavaBean 的屬性（例如 setter 方法）分配依賴性
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 框架的 IOC 容器採用類型 2 和類型3 實現。

面向方面的編程

面向方面的編程，即 AOP，是一種編程技術，它容許程序員對橫切關注點或橫切典型的職責分界線的行爲（例如日誌和事務管理）進行模塊化。AOP 的核心構造是方面，它將那些影響多個類的行爲封裝到可重用的模塊中。

AOP 和 IOC 是補充性的技術，它們都運用模塊化方式解決企業應用程序開發中的複雜問題。在典型的面向對象開發方式中，可能要將日誌記錄語句放在全部方法和 Java 類中才能實現日誌功能。在 AOP 方式中，能夠反過來將日誌服務 模塊化，並以聲明的方式將它們應用到須要日誌的組件上。固然，優點就是 Java 類不須要知道日誌服務的存在，也不須要考慮相關的代碼。因此，用 Spring AOP 編寫的應用程序代碼是鬆散耦合的。

AOP 的功能徹底集成到了 Spring 事務管理、日誌和其餘各類特性的上下文中。

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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 組件一塊兒使用。這個包一般不是由用戶直接使用，而是由服務器將其用做其餘多數功能的底層中介。下一個最高級抽象是 BeanFactory 接口，它是工廠設計模式的實現，容許經過名稱建立和檢索對象。 BeanFactory 也能夠管理對象之間的關係。

BeanFactory 支持兩個對象模型。

單態模型提供了具備特定名稱的對象的共享實例，能夠在查詢時對其進行檢索。Singleton 是默認的也是最經常使用的對象模型。對於無狀態服務對象很理想。
原型模型確保每次檢索都會建立單獨的對象。在每一個用戶都須要本身的對象時，原型模型最適合。

bean 工廠的概念是 Spring 做爲 IOC 容器的基礎。IOC 將處理事情的責任從應用程序代碼轉移到框架。正如我將在下一個示例中演示的那樣，Spring 框架使用 JavaBean 屬性和配置數據來指出必須設置的依賴關係。

BeanFactory 接口

由於 org.springframework.beans.factory.BeanFactory 是一個簡單接口，因此能夠針對各類底層存儲方法實現。最經常使用的 BeanFactory 定義是 XmlBeanFactory，它根據 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，這意味在須要 bean 以前，bean 自己不會被初始化。要從 BeanFactory 檢索 bean，只需調用 getBean() 方法，傳入將要檢索的 bean 的名稱便可，如清單 2 所示。

清單 2. getBean()

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

每一個 bean 的定義均可以是 POJO （用類名和 JavaBean 初始化屬性定義）或 FactoryBean。 FactoryBean 接口爲使用 Spring 框架構建的應用程序添加了一個間接的級別。

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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，演示瞭如何經過 Spring IOC 容器注入應用程序的依賴關係（而不是將它們構建進來）。

我用開啓在線信用賬戶的用例做爲起點。對於該實現，開啓信用賬戶要求用戶與如下服務進行交互：

信用級別評定服務，查詢用戶的信用歷史信息。
遠程信息連接服務，插入客戶信息，將客戶信息與信用卡和銀行信息鏈接起來，以進行自動借記（若是須要的話）。
電子郵件服務，向用戶發送有關信用卡狀態的電子郵件。

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三個接口

對於這個示例，我假設服務已經存在，理想的狀況是用鬆散耦合的方式把它們集成在一塊兒。如下清單顯示了三個服務的應用程序接口。

清單 3. CreditRatingInterface

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

清單 3 所示的信用級別評定接口提供了信用歷史信息。它須要一個包含客戶信息的 Customer 對象。該接口的實現是由 CreditRating 類提供的。

清單 4. CreditLinkingInterface

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

信用連接接口將信用歷史信息與銀行信息（若是須要的話）鏈接在一塊兒，並插入用戶的信用卡信息。信用連接接口是一個遠程服務，它的查詢是經過 getUrl() 方法進行的。URL 由 Spring 框架的 bean 配置機制設置，我稍後會討論它。該接口的實現是由 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 負責向客戶發送關於客戶信用卡狀態的電子郵件。郵件配置參數（例如 SMPT 主機、用戶名、口令）由前面提到的 bean 配置機制設置。 Email 類提供了該接口的實現。

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Spring 使其保持鬆散

這些接口就位以後，接下來要考慮的就是如何用鬆散耦合方式將它們集成在一塊兒。在清單 6 中能夠看到信用卡賬戶用例的實現。

注意，全部的 setter 方法都是由 Spring 的配置 bean 實現的。全部的依賴關係（也就是三個接口）均可以由 Spring 框架用這些 bean 注入。 createCreditCardAccount() 方法會用服務去執行其他實現。在清單 7 中能夠看到 Spring 的配置文件。我用箭頭突出了這些定義。

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運行應用程序

要運行示例應用程序，首先必須下載 Spring 框架及其全部依賴文件。接下來，將框架釋放到（好比說）磁盤 c:\，這會建立 C:\spring-framework-1.2-rc2 （適用於當前發行版本）這樣的文件夾。在繼續後面的操做以前，還必須下載和釋放 Apache Ant。

接下來，將源代碼釋放到文件夾，例如 c:\ 盤，而後建立 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 文件夾中。完成這些工做以後，就有了必需的構建依賴關係集。

打開命令提示符，將當前目錄切換到 SpringProject，在命令提示符中輸入如下命令： build。

這會構建並運行 CreateCreditAccountClient 類，類的運行將建立 Customer 類對象並填充它，還會調用 CreateCreditCardAccount 類建立並連接信用卡賬戶。 CreateCreditAccountClient 還會經過 ClassPathXmlApplicationContext 裝入 Spring 配置文件。裝入 bean 以後，就能夠經過 getBean() 方法訪問它們了，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");

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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 個模塊開始，而後深刻介紹了其中兩個模塊：Spring AOP 和 IOC 容器。

因爲學習的最佳方法是實踐，因此我用一個工做示例介紹了 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集成在一塊兒。在這個示例中能夠看到，將依賴關係或服務注入工做中的信用卡賬戶應用程序，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，我將在這裏學習的知識基礎上，介紹 Spring AOP 模塊如何在企業應用程序中提供持久支持，並讓您開始瞭解 Spring MVC 模塊和相關插件。

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下載

描述	名字	大小	下載方法
Examples: source code, spring files, build scripts	wa-spring1-SpringProject.zip	9 KB	HTTP


	關於下載方法的信息

參考資料

您能夠參閱本文在 developerWorks 全球站點上的英文原文。
雖然 Spring AOP 提供了獨特的優點，但它並非唯一的 AOP 實現。請參閱「AOP@Work: AOP 工具比較，第 1 部分」（developerWorks，2005 年 2 月），瞭解 Spring AOP 的構成。
經過「無需容器的對象關係映射」（developerWorks，2004 年 4 月）學習如何用 Hibernate 和 Spring AOP 開發事務性的持久層（persistence layer）。
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- Web 架構專區中的文章專門介紹了各類基於 Web 的解決方案。
- Developer Bookstore 提供了技術書籍的完整清單，其中包括數百本 Web 相關主題的書籍。

關於做者


		Naveen Balani 把他的大多數時間都花在了設計和開發基於 J2EE 的框架和產品上。他爲 IBM developerWorks 撰寫了各類不一樣的文章，涉及的主題包括：ESB、SOA、JMS、WebServices Architectures、CICS、AXIS、DB2 XML Extender、WebSphere Studio、MQSeries 和 Java Wireless Devices，以及 DB2 Everyplace for Palm、J2ME、MIDP、Java-Nokia、Visual Studio .Net 和無線數據同步。您能夠經過 [email]naveenbalani@rediffmail.com[/email] 與他聯繫。