Spring框架（一）入门

一、简介

Spring框架 为简化企业级应用开发而生. 使用 Spring 可以使简单的 JavaBean 实现以前只有 EJB 才能实现的功能.
Spring框架是一个 IOC(DI) 和 AOP 容器框架

具体描述 Spring 框架:

• 轻量级：Spring 是非侵入性的 - 基于 Spring 开发的应用中的对象可以不依赖于 Spring 的 API
• 依赖注入(DI --- dependency injection、IOC)
• 面向切面编程(AOP --- aspect oriented programming)
• 容器: Spring 是一个容器, 因为它包含并且管理应用对象的生命周期
• 框架: Spring 实现了使用简单的组件配置组合成一个复杂的应用. 在 Spring 中可以使用 XML 和 Java 注解组合这些对象
• 一站式：在 IOC 和 AOP 的基础上可以整合各种企业应用的开源框架和优秀的第三方类库 （实际上 Spring 自身也提供了展现层的 SpringMVC 和 持久层的 Spring JDBC）

 

Java在最初10年辉煌后的痛点

Java从94年诞生之日起，借助于当时它的 语法简单、面向对象、跨平台、安全健壮等特性迅速得到业内欢迎，很快攀升到使用率No1的位置。基于Java实现的各种应用、各种服务、各种框架和第三方工具包开始出现爆炸性增长。虽然，这一方面代表了Java在行业内得到的肯定（当时已经是第一开发语言）与火热，但另一方面也在不断增加程序员开发的复杂度与时间成本、代码的体量也越来越大，这就带来了很多问题。其中最为突出的是如下几个：

在分层架构中，上层调用者与下层实现者之间形成代码级关联，这无疑增加了设计的耦合度；大部分第三方框架通过强迫使用者继承指定父类或实现指定接口，从而导致应用与框架绑定死板，形成“侵入性”编程；散布在应用各个模块中的非功能性重复模块，没有得到充分且灵活的复用；这些问题导致Java在做开发的时候（特别是Web开发）越发显得臃肿繁琐，将其进行“轻量化”成为业内的一致的呼声。为解决这个问题，行内提出了各种各样的解决方式，包括SUN公司也不断在JavaEE平台上做着各式各样的改进、优化、推新，但最终历史选择了“Spring”。

Spring的出现

Spring 框架最开始的部分是由Rod Johnson于2000年为伦敦金融界提供独立咨询业务时写出来的。在《Expert One-On-One J2EE Development Without EJB》一书中，他进一步拓展了他的代码，以阐述“如何让应用程序能以超出当时大众所惯于接受的易用性和稳定性与J2EE平台上的不同组件合作”的观点。

一批自愿拓展Spring框架的程序开发人员组成了团队，2003年2月在Sourceforge上构建了一个项目。在Spring框架上工作了一年之后，这个团队在2004年3月发布了第一个版本（1.0）。这个版本之后，Spring框架在Java社区里变得异常流行，当然这也要部分的归功于它不错的文档功能和详尽的参考文献，特别是对于一个开源项目而言尤其如此。Spring框架的一个重要设计目标就是更容易地与已有的J2EE(现在称之为JavaEE或JEE)标准和商用工具整合。简单说来，Spring在最初的目标中（至少Rod大叔一开始是这么说的），并不是致力于打造又一个大而全的新框架。而是希望Spring框架就像一个大容器一样，能够快速方便地集成各种应用（牢记：不仅仅是Web应用，就算一个普通的Java应用也可以）中各种现有技术，对它们进行支持，让开发人员在实现过程中感觉就像使用简单JavaBean一样，在必要的时候还能轻松完成同类框架和工具的替换。而Spring达到这一目标的两大关键手段就是：控制反转/依赖注入（IOC/DI），和面向切面编程（AOP）。其中，IOC/DI是Spring最基本的底层；而AOP是Spring强大的亮点。它们也是我们一开始学习Spring的起点。

Spring的发展

在诞生之初，Spring就是为了简化替代日益重量级的企业级Java技术。但随着时间的推移，JavaEE自身也在不断的演化，面向简单JavaBean模型、依赖注入、面向切面也都逐渐融入，这无疑是受到了Spring成功的启发。

在被模仿的同时，Spring并没有停下脚步。它继续在其它领域不断发展：移动开发，社交API集成、安全管理、NoSQL数据库、云计算和大数据等等都是它正在涉足和创新的领域，其前景更加广阔，甚至已经形成与传统的JavaEE平台分庭抗礼之势。

我们可以看到Spring已经打造出了一个自己专属的Spring生态帝国（Spring全家桶）。在这里，我们可以找到几乎所有Web开发所需要的一切解决方案，所以Spring是每个Java程序员都必须要掌握学习的重点内容！

二、Spring技术体系

Spring 技术以Spring Framework为基础，在此基础上构建了一个庞大的生态圈Spring Portfolio。整个Spring Portfolio包括多个构建于核心Spring框架之上的框架和类库，几乎为每一个Java领域的开发都提供了Spring编程模型。

2.1 Spring 框架

体系结构

Spring 有可能成为所有企业应用程序的一站式服务点，然而，Spring 是模块化的，允许你挑选和选择适用于你的模块，不必要把剩余部分也引入。下面的部分对在 Spring 框架中所有可用的模块给出了详细的介绍。

Spring 框架提供约 20 个模块，可以根据应用程序的要求来使用。这些模块可划分为六大功能。

核心容器

核心容器由spring-core，spring-beans，spring-context，spring-context-support和spring-expression（SpEL，Spring表达式语言，Spring Expression Language）等模块组成，它们的细节如下：

• spring-core模块提供了框架的基本组成部分，包括 IoC 和依赖注入功能。

• spring-beans 模块提供 BeanFactory，工厂模式的微妙实现，它移除了编码式单例的需要，并且可以把配置和依赖从实际编码逻辑中解耦。

• context模块建立在由core和 beans 模块的基础上建立起来的，它以一种类似于JNDI注册的方式访问对象。Context模块继承自Bean模块，并且添加了国际化（比如，使用资源束）、事件传播、资源加载和透明地创建上下文（比如，通过Servelet容器）等功能。Context模块也支持Java EE的功能，比如EJB、JMX和远程调用等。ApplicationContext接口是Context模块的焦点。spring-context-support提供了对第三方库集成到Spring上下文的支持，比如缓存（EhCache, Guava, JCache）、邮件（JavaMail）、调度（CommonJ, Quartz）、模板引擎（FreeMarker, JasperReports, Velocity）等。

• spring-expression模块提供了强大的表达式语言，用于在运行时查询和操作对象图。它是JSP2.1规范中定义的统一表达式语言的扩展，支持set和get属性值、属性赋值、方法调用、访问数组集合及索引的内容、逻辑算术运算、命名变量、通过名字从Spring IoC容器检索对象，还支持列表的投影、选择以及聚合等。

它们的完整依赖关系如下图所示：

数据访问/集成

数据访问/集成层包括 JDBC，ORM，OXM，JMS 和事务处理模块，它们的细节如下：

（注：JDBC=Java Data Base Connectivity，ORM=Object Relational Mapping，OXM=Object XML Mapping，JMS=Java Message Service）

• JDBC 模块提供了JDBC抽象层，它消除了冗长的JDBC编码和对数据库供应商特定错误代码的解析。

• ORM 模块提供了对流行的对象关系映射API的集成，包括JPA、JDO和Hibernate等。通过此模块可以让这些ORM框架和spring的其它功能整合，比如前面提及的事务管理。

• OXM 模块提供了对OXM实现的支持，比如JAXB、Castor、XML Beans、JiBX、XStream等。

• JMS 模块包含生产（produce）和消费（consume）消息的功能。从Spring 4.1开始，集成了spring-messaging模块。。

• 事务模块为实现特殊接口类及所有的 POJO 支持编程式和声明式事务管理。（注：编程式事务需要自己写beginTransaction()、commit()、rollback()等事务管理方法，声明式事务是通过注解或配置由spring自动处理，编程式事务粒度更细）

Web

Web 层由 Web，Web-MVC，Web-Socket 和 Web-Portlet 组成，它们的细节如下：

• Web 模块提供面向web的基本功能和面向web的应用上下文，比如多部分（multipart）文件上传功能、使用Servlet监听器初始化IoC容器等。它还包括HTTP客户端以及Spring远程调用中与web相关的部分。。

• Web-MVC 模块为web应用提供了模型视图控制（MVC）和REST Web服务的实现。Spring的MVC框架可以使领域模型代码和web表单完全地分离，且可以与Spring框架的其它所有功能进行集成。

• Web-Socket 模块为 WebSocket-based 提供了支持，而且在 web 应用程序中提供了客户端和服务器端之间通信的两种方式。

• Web-Portlet 模块提供了用于Portlet环境的MVC实现，并反映了spring-webmvc模块的功能。

其他

还有其他一些重要的模块，像 AOP，Aspects，Instrumentation，Web 和测试模块，它们的细节如下：

• AOP 模块提供了面向方面的编程实现，允许你定义方法拦截器和切入点对代码进行干净地解耦，从而使实现功能的代码彻底的解耦出来。使用源码级的元数据，可以用类似于.Net属性的方式合并行为信息到代码中。

• Aspects 模块提供了与 AspectJ 的集成，这是一个功能强大且成熟的面向切面编程（AOP）框架。

• Instrumentation 模块在一定的应用服务器中提供了类 instrumentation 的支持和类加载器的实现。

• Messaging 模块为 STOMP 提供了支持作为在应用程序中 WebSocket 子协议的使用。它也支持一个注解编程模型，它是为了选路和处理来自 WebSocket 客户端的 STOMP 信息。

• 测试模块支持对具有 JUnit 或 TestNG 框架的 Spring 组件的测试。

2.2 Spring Portfolio

Spring portfolio 包括多个构建于核心 Spring 框架之上的框架和类库。也就是说，整个 Spring portfolio 几乎为每一个领域的 Java 开发都提供了 Spring 编程模型。

Spring Web Flow

建立于 Spring MVC 框架之上，它为基于流程的会话式 Web 应用提供支持。
相关网址：http://projects.spring.io/spring-webflow/

Spring Web Service

提供了契约优先的 Web Service 模型，服务的实现都是为了满足服务的契约而编写的。
相关网址：http://docs.spring.io/spring-ws/site/

Spring Security

为 Spring 应用提供了声明式的安全机制。
相关网址：http://projects.spring.io/spring-security/

Spring Integration

提供了多种通用应用集成模式的 Spring 声明式风格实现。
相关网址：http://projects.spring.io/spring-integration/

Spring Batch

如果需要开发一个批处理应用，可以通过 Spring Batch，使用 Spring 强大的面向 POJO 的编程模型。
相关网址：http://projects.spring.io/ spring-batch/

Spring Data

不管你使用文档数据库，如 MongoDB；图数据库，如 Neo4j；还是传统的关系型数据库，Spring Data 都为持久化提供了一种简单的编程模型。这包括为多种数据库类型提供了一种自动化的 Repository 机制，它负责为你创建 Repository 的实现。

Spring Social

Spring 的一个社交网络扩展模块。
它更多的是关注连接，而不是社交。它能够帮助你通过 REST API 连接 Spring 应用，其中有些 Spring 应用可能原本并没有任何社交方面的功能目标。

入门指南：https://spring.io/guides/gs/accessing-facebook/ 和 https://spring.io/guides/gs/accessing-twitter/

Spring Mobile

是 Spring MVC 新的扩展模块，用于支持移动 Web 应用开发。

Spring for Android

与 Spring Mobile 相关的是 Spring Android 项目。这个项目，旨在通过 Spring 框架为开发基于 Android 设备的本地应用提供某些简单的支持。
相关网址：http://projects.spring.io/spring-android/

Spring Boot

Spring Boot 大量依赖于自动配置技术，它能消除大部分 Spring 配置。它还提供了多个 Starter 项目，不管你使用 Maven 还是 Gradle，这都能减少 Spring 工程构建文件的大小。

2.3 Spring Boot和Spring Cloud

通过名字就能有所了解，Spring Boot是Spring的引导，就是用于启动Spring的，使得Spring的学习和使用变得快速无痛。

Spring Cloud，就是云相关的，把我们的应用在云端进行部属，专注于微服务。

Spring 框架的使用还是比较麻烦的，为了简化Spring框架的使用，提高效率，就有了Spring Boot，Spring Boot是对Spring框架的封装。在Spring Boot 基础上又开发了一个专注于微服务的框架Spring Cloud。

Spring Cloud基于Spring Boot提供了一套微服务解决方案，包括服务注册与发现，配置中心，全链路监控，服务网关，负载均衡，熔断器等组件，除了基于NetFlix的开源组件做高度抽象封装之外，还有一些选型中立的开源组件。

而SpringBoot并没有重复制造轮子，它将目前各家公司开发的比较成熟、经得起实际考验的服务框架组合起来，通过SpringBoot风格进行再封装屏蔽掉了复杂的配置和实现原理，最终给开发者留出了一套简单易懂、易部署和易维护的分布式系统开发工具包。

Spring Cloud提供了全家桶式技术解决方案，对我们使用者来说是极其简单的。但是要学会Spring Cloud的前提那必定要学会SpringBoot。

Spring Cloud技术体系

• 我的菜单，以及我的配方，就叫做配置中心
• 所有的菜都要摆在桌子上。我的桌子，就是注册中心。
• 有的菜非常好吃，我就多做了一盘，这就是负载均衡
• 吃的菜有的用筷子，有的像印度佬一样直接下手抓，筷子和手，就叫做网关
• 黄瓜要蘸酱才好吃，但它们是两道菜，这就叫分布式事务

三、环境配置

源码阅读环境

Spring源码阅读环境搭建

Eclipse

手把手教你安装Spring+搭建Spring开发环境

Maven

spring framework体系结构及内部各模块jar之间的maven依赖关系

四、入门示例

使用IDEA

1.新建Maven项目

2.pom.xml 添加依赖

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <groupId>com.aidata</groupId>
    <artifactId>springlearning</artifactId>
    <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    <dependencies>
        <!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.springframework/spring-context -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework</groupId>
            <artifactId>spring-context</artifactId>
            <version>5.2.2.RELEASE</version>
        </dependency>
    </dependencies>

</project>

3.新建一个包，包下新建类

public class HelloWorld {
    
    private String name;
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public void hello() {
        System.out.print("hello:" + name);
    }

}

4.新建Spring配置文件

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">
    <bean id="helloworld" class="com.aidata.spring.HelloWorld">
        <property name="name" value="spring"></property>
    </bean>
</beans>

5.新建一个运行Spring的类Main

class Main{
    
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("hello");
        //1.创建IOC容器对象
        ApplicationContext ctx = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
        //2.从IOC容器中获取Bean实例
        HelloWorld helloWorld = (HelloWorld)ctx.getBean("helloworld");
        //3.调用hello方法
        helloWorld.hello();    
    }
}

6.运行，控制台显示结果