Spring——轻量级的控制反转(IoC)和面向切面(AOP)的容器框架

Spring的起源和背景

　　Rod Johson在2002年编著的《Expert one to one J2EE design and development》一书中，对Java EE正统框架臃肿、低效、脱离现实的种种现状提出了质疑，并积极寻求探索革新之道。以此书为指导思想，他编写了interface21框架，这是一个力图冲破Java EE传统开发的困境，从实际需求出发，着眼于轻便、灵巧，易于开发、测试和部署的轻量级开发框架。Spring框架即以interface21框架为基础，经过重新设计，并不断丰富其内涵，于2004年3月24日，发布了1.0正式版。同年他又推出了一部堪称经典的力作《Expert one-to-one J2EE Development without EJB》，该书在Java世界掀起了轩然大波，不断改变着Java开发者程序设计和开发的思考方式。在该书中，作者根据自己多年丰富的实践经验，对EJB的各种笨重臃肿的结构进行了逐一的分析和否定，并分别以简洁实用的方式替换之。至此一战功成，Rod Johnson成为一个改变Java世界的大师级人物。

　　传统J2EE应用的开发效率低，应用服务器厂商对各种技术的支持并没有真正统一，导致J2EE的应用没有真正实现Write Once及Run Anywhere的承诺。Spring作为开源的中间件，独立于各种应用服务器，甚至无须应用服务器的支持，也能提供应用服务器的功能，如声明式事务等。

　　Spring致力于J2EE应用的各层的解决方案，而不是仅仅专注于某一层的方案。可以说Spring是企业应用开发的“一站式”选择，并贯穿表现层、业务层及持久层。然而，Spring并不想取代那些已有的框架，而与它们无缝地整合。

Spring简介

　　Spring是一个开源框架，它由Rod Johnson创建。它是为了解决企业应用开发的复杂性而创建的。Spring使用基本的JavaBean来完成以前只可能由EJB完成的事情。然而，Spring的用途不仅限于服务器端的开发。从简单性、可测试性和松耦合的角度而言，任何Java应用都可以从Spring中受益。


　　◆目的：解决企业应用开发的复杂性
　　◆功能：使用基本的JavaBean代替EJB，并提供了更多的企业应用功能
　　◆范围：任何Java应用


　　简单来说，Spring是一个轻量级的控制反转(IoC)和面向切面(AOP)的容器框架：
　　◆轻量——从大小与开销两方面而言Spring都是轻量的。完整的Spring框架可以在一个大小只有1MB多的JAR文件里发布。并且Spring所需的处理开销也是微不足道的。此外，Spring是非侵入式的：典型地，Spring应用中的对象不依赖于Spring的特定类。
　　◆控制反转——Spring通过一种称作控制反转（IoC）的技术促进了松耦合。当应用了IoC，一个对象依赖的其它对象会通过被动的方式传递进来，而不是这个对象自己创建或者查找依赖对象。你可以认为IoC与JNDI相反——不是对象从容器中查找依赖，而是容器在对象初始化时不等对象请求就主动将依赖传递给它。
　　◆面向切面——Spring提供了面向切面编程的丰富支持，允许通过分离应用的业务逻辑与系统级服务（例如审计（auditing）和事务管理）进行内聚性的开发。应用对象只实现它们应该做的——完成业务逻辑——仅此而已。它们并不负责（甚至是意识）其它的系统级关注点，例如日志或事务支持。
　　◆容器——Spring包含并管理应用对象的配置和生命周期，在这个意义上它是一种容器，你可以配置你的每个bean如何被创建——基于一个可配置原型（prototype），你的bean可以创建一个单独的实例或者每次需要时都生成一个新的实例——以及它们是如何相互关联的。然而，Spring不应该被混同于传统的重量级的EJB容器，它们经常是庞大与笨重的，难以使用。
　　◆框架——Spring可以将简单的组件配置、组合成为复杂的应用。在Spring中，应用对象被声明式地组合，典型地是在一个XML文件里。Spring也提供了很多基础功能（事务管理、持久化框架集成等等），将应用逻辑的开发留给了你。
　　所有Spring的这些特征使你能够编写更干净、更可管理、并且更易于测试的代码。它们也为Spring中的各种模块提供了基础支持。

为什么需要Spring

　　你可能正在想“Spring不过是另外一个的framework”。当已经有许多开放源代码(和专有) J2EE framework时，我们为什么还需要Spring Framework？

　　Spring是独特的,因为若干个原因:
　　◆它定位的领域是许多其他流行的framework没有的。Spring关注提供一种方法管理你的业务对象。
　　◆ Spring是全面的和模块化的。Spring有分层的体系结构,这意味着你能选择使用它孤立的任何部分,它的架构仍然是内在稳定的。因此从你的学习中，你可得到最大的价值。例如,你可能选择仅仅使用Spring来简单化JDBC的使用,或用来管理所有的业务对象。
　　◆它的设计从底部帮助你编写易于测试的代码。Spring是用于测试驱动工程的理想的framework。
　　Spring对你的工程来说，它不需要一个以上的framework。Spring是潜在地一站式解决方案，定位于与典型应用相关的大部分基础结构。它也涉及到其他framework没有考虑到的内容。

Spring带给我们什么

　　◆方便解耦，简化开发
　　通过Spring提供的IoC容器，我们可以将对象之间的依赖关系交由Spring进行控制，避免硬编码所造成的过度程序耦合。有了Spring，用户不必再为单实例模式类、属性文件解析等这些很底层的需求编写代码，可以更专注于上层的应用。
　　◆AOP编程的支持
　　通过Spring提供的AOP功能，方便进行面向切面的编程，许多不容易用传统OOP实现的功能可以通过AOP轻松应付。
　　◆声明式事务的支持
　　在Spring中，我们可以从单调烦闷的事务管理代码中解脱出来，通过声明式方式灵活地进行事务的管理，提高开发效率和质量。
　　◆方便程序的测试
　　可以用非容器依赖的编程方式进行几乎所有的测试工作，在Spring里，测试不再是昂贵的操作，而是随手可做的事情。
　　◆方便集成各种优秀框架
　　Spring不排斥各种优秀的开源框架，相反，Spring可以降低各种框架的使用难度，Spring提供了对各种优秀框架（如Struts,Hibernate、Hession、Quartz）等的直接支持。
　　◆降低Java EE API的使用难度
　　Spring对很多难用的Java EE API（如JDBC，JavaMail，远程调用等）提供了一个薄薄的封装层，通过Spring的简易封装，这些Java EE API的使用难度大为降低。
　　◆Java 源码是经典学习范例
　　Spring的源码设计精妙、结构清晰、匠心独用，处处体现着大师对Java设计模式灵活运用以及对Java技术的高深造诣。Spring框架源码无疑是Java技术的最佳实践范例。如果想在短时间内迅速提高自己的Java技术水平和应用开发水平，学习和研究Spring源码将会使你收到意想不到的效果。

Spring框架的好处

　　在我们进入细节以前，让我们看一下Spring可以给一个工程带来的一些好处:
　　◆Spring能有效地组织你的中间层对象,无论你是否选择使用了EJB。如果你仅仅使用了Struts或其他的包含了J2EE特有APIs的framework，你会发现Spring关注了遗留下的问题，。
　　◆Spring能消除在许多工程上对Singleton的过多使用。根据我的经验，这是一个主要的问题，它减少了系统的可测试性和面向对象特性。
　　◆Spring能消除使用各种各样格式的属性定制文件的需要,在整个应用和工程中，可通过一种一致的方法来进行配置。曾经感到迷惑，一个特定类要查找迷幻般的属性关键字或系统属性,为此不得不读Javadoc乃至源编码吗？有了Spring，你可很简单地看到类的JavaBean属性。倒置控制的使用(在下面讨论)帮助完成这种简化。
　　◆Spring能通过接口而不是类促进好的编程习惯，减少编程代价到几乎为零。
　　◆Spring被设计为让使用它创建的应用尽可能少的依赖于他的APIs。在Spring应用中的大多数业务对象没有依赖于Spring。
　　◆使用Spring构建的应用程序易于单元测试。
　　◆Spring能使EJB的使用成为一个实现选择,而不是应用架构的必然选择。你能选择用POJOs或local EJBs来实现业务接口，却不会影响调用代码。
　　◆Spring帮助你解决许多问题而无需使用EJB。Spring能提供一种EJB的替换物，它们适于许多web应用。例如,Spring能使用AOP提供声明性事务而不通过使用EJB容器，如果你仅仅需要与单个的数据库打交道，甚至不需要JTA实现。


　　■Spring为数据存取提供了一致的框架,不论是使用JDBC或O/R mapping产品（如Hibernate）。


　　Spring确实使你能通过最简单可行的解决办法解决你的问题。这些特性是有很大价值的。
　　总结起来，Spring有如下优点：
　　◆低侵入式设计，代码污染极低
　　◆ 独立于各种应用服务器，可以真正实现Write Once,Run Anywhere的承诺
　　◆Spring的DI机制降低了业务对象替换的复杂性
　　◆Spring并不完全依赖于Spring，开发者可自由选用Spring框架的部分或全部

Spring能做什么？

　　Spring提供许多功能,在此我将快速地依次展示其各个主要方面。
　　首先,让我们明确Spring范围。尽管Spring覆盖了许多方面，但我们已经有清楚的概念，它什么应该涉及和什么不应该涉及。


　　Spring的主要目的是使J2EE易用和促进好编程习惯。
　　Spring不重新开发已有的东西。因此，在Spring中你将发现没有日志记录的包,没有连接池,没有分布事务调度。这些均有开源项目提供(例如Commons Logging 用来做所有的日志输出，或Commons DBCP用来作数据连接池),或由你的应用程序服务器提供。因为同样的的原因，我们没有提供O/R mapping层，对此，已有有好的解决办法如Hibernate和JDO。


　　Spring的目标是使已存在的技术更加易用。
　　例如,尽管我们没有底层事务协调处理，但我们提供了一个抽象层覆盖了JTA或任何其他的事务策略。
　　Spring没有直接和其他的开源项目竞争，除非我们感到我们能提供新的一些东西。例如，象许多开发人员，我们从来没有为Struts高兴过，并且感到在MVC web framework中还有改进的余地。在某些领域，例如轻量级的IoC容器和AOP框架，Spring有直接的竞争，但是在这些领域还没有已经较为流行的解决方案。(Spring在这些区域是开路先锋。)


　　Spring也得益于内在的一致性。
　　所有的开发者都在唱同样的的赞歌,基础想法依然是Expert One-on-One J2EE设计与开发的那些。
　　并且我们已经能够使用一些主要的概念,例如倒置控制，来处理多个领域。


　　Spring在应用服务器之间是可移植的。
　　当然保证可移植性总是一次挑战，但是我们避免任何特定平台或非标准化,并且支持在WebLogic，Tomcat，Resin，JBoss，WebSphere和其他的应用服务器上的用户。

Spring的下载和安装

　　下载和安装Spring请按如下步骤进行。

　　（1）登录http://www.springframework.org/download站点，下载Spring的最新稳定版本。最新版本为Spring Framework 2.5.5.建议下载 spring-framework-2.5.5-with-dependencies.zip这个压缩包不包含Spring的开发包，而且包含Spring编译和运行所依赖的第三方类库。
　　下载地址：http://mesh.dl.sourceforge.net/sourceforge/springframework/spring-framework-2.5.5-with-dependencies.zip

　　解压缩下载到的压缩包，解压缩后的文件夹应用如下几个文件夹。
　　◆dist:该文件夹下放Spring的jar包，通常只需要Spring.jar文件即可。该文件夹下还有一些类似spring－Xxx.jar的压缩包， 这些压缩包是spring.jar压缩包的子模块压缩包。除非确定整个J2EE应用只需要使用Spring的某一方面时，才考虑使用这中分模块压缩包。通常建议使用Spring.jar
　　◆docs:该文件夹下包含spring的相关文档、开发指南及API参考文档。
　　◆lib:该文件夹下包含spring编译和运行所依赖的第三方类库，该路径下的类库并不是spring必需的，但如果需要使用第三方类库的支持，这里的类库就是必需要的。
　　◆samples:该文件夹下包含Spring的几个简单例子，可作为Spring入门学习的案例。
　　◆src:该文件夹下包含Spring的全部源文件，如果开发过程中有地方无法把握，可以参考该源文件，了解底层实现。
　　◆test:该文件夹下包含Spring的测试示例。
　　◆tiger:该路径下存放关于JDK的相关内容
　　◆解压缩后的文件夹下，还包含一些关于Spring的License和项目相关文件


　　（2）将spring.jar复制到项目的CLASSPATH路径下，对于Web应用，将spring.jar文件复制到WEB-INF/lib路径下，该应用即可以利用Spring框架了。
　　（3）通常Spring的框架还依赖于其他一些jar文件，因此还须将lib下对应的包复制到WEB-INF/lib路径下，具体要复制哪些jar文件，取决于应用所需要使用的项目。通常需要复制cglib，dom4j，jakarta-commons，log4j等文件夹下的jar文件。
　　（4）为了编译java文件，可以找到Spring的基础类，将Spring.jar文件的路径添加到环境变量CLASSPATH中。当然，也可以使用ANT工具，但无须添加环境变量。如果使用Eclipse或者NetBeans等IDE时，也不需要设置环境变量。

Spring的应用实例

　　1.新建一个登陆页面：loginActionSupport.jsp，代码如下
　　<%@page contentType="text/html;charset=GBK" isELIgnored="false"%>
　　<html>
　　<head><title>实现用户登录实例，struts和Spring整合</title></head>
　　<body>
　　<font size=’22’> $<br> </font>
　　<form name="form1" action="/myLogin/loginActionSupport.do" method="post">
　　用户名：<input type="text" name="username" value="${user.username}"/><br>
　　密码：<input type="password" name="password" value="${user.password}"/><br>
　　<input type="submit" name=”method” value="提交"/>
　　</form>
　　</body>
　　</html>
　　2.创建一个存储登陆用户信息的类：User.java该类继承于ActionForm，代码如下：
　　package com.zhaosoft.bean;
　　import org.apache.struts.action.ActionForm;
　　public class User extends ActionForm {
　　private String username=null;
　　private String password=null;

　　public String getUsername() {
　　return username;
　　}

　　public void setUsername(String username) {
　　this.username = username;
　　}

　　public String getPassword() {
　　return password;
　　}


　　public void setPassword(String password) {
　　this.password = password;
　　}
　　}


　　3.Com.zhaosoft.action中新建一个LoginActionSupport.java，该类不继承于struts的Action，而是继承于Spring的ActionSupport，代码示例如下：

　　package com.zhaosoft.action;
　　import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
　　import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
　　import org.apache.struts.action.ActionForm;
　　import org.apache.struts.action.ActionForward;
　　import org.apache.struts.action.ActionMapping;
　　import org.springframework.context.ApplicationContext;
　　import org.springframework.web.struts.ActionSupport;
　　import com.zhaosoft.bean.User;
　　import com.zhaosoft.domain.Login;

　　public class LoginActionSupport extends ActionSupport {

　　public ActionForward execute(ActionMapping mapping, ActionForm form,
　　HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
　　throws Exception {
　　// 通过ApplicationContext获取配置文件
　　ApplicationContext ctx = getWebApplicationContext();
　　Login login = (Login) ctx.getBean("login");
　　login.login((User) form);
　　request.setAttribute("msg", login.getMsg());
　　request.setAttribute("user", (User) form);
　　return mapping.findForward("login");
　　}
　　}

Spring主要产品

　　* Spring Framework
　　* Spring Web Flow
　　* Spring Web Services
　　* Spring Security (Acegi Security)
　　* Spring Dynamic Modules For OSGi(tm) Service Platforms
　　* Spring Batch
　　* Spring Integration
　　* Spring LDAP
　　* Spring IDE
　　* Spring Modules
　　* Spring JavaConfig
　　* Spring Rich Client
　　* Spring .NET
　　* Spring BeanDoc