Introducing to Spring Framework 作者：Rod Johnson
譯者：yanger，taowen
校對：taowen
關(guān)于Spring Framework，今年夏天你可能已經(jīng)聽(tīng)見(jiàn)很多的議論。在本文中,我將試圖解釋Spring能完成什么，和我怎么會(huì )認為它能幫助你開(kāi)發(fā)J2EE應用程序。
又來(lái)一個(gè)framework？ 你可能正在想“不過(guò)是另外一個(gè)的framework”。當已經(jīng)有許多開(kāi)放源代碼(和專(zhuān)有) J2EE framework時(shí)，為什么你還要耐下心子讀這篇文章或去下載Spring Framework？
我相信Spring是獨特的，有幾個(gè)原因：
它關(guān)注的領(lǐng)域是其他許多流行的Framework未曾關(guān)注的。Spring要提供的是一種管理你的業(yè)務(wù)對象的方法。
Spring既是全面的又是模塊化的。Spring有分層的體系結構，這意味著(zhù)你能選擇僅僅使用它任何一個(gè)獨立的部分，而它的架構又是內部一致。因此你能從你的學(xué)習中，得到最大的價(jià)值。例如，你可能選擇僅僅使用Spring來(lái)簡(jiǎn)單化JDBC的使用，或用來(lái)管理所有的業(yè)務(wù)對象。
它的設計從一開(kāi)始就是要幫助你編寫(xiě)易于測試的代碼。Spring是使用測試驅動(dòng)開(kāi)發(fā)的工程的理想框架。
Spring不會(huì )給你的工程添加對其他的框架依賴(lài)。Spring也許稱(chēng)得上是個(gè)一站式解決方案，提供了一個(gè)典型應用所需要的大部分基礎架構。它還涉及到了其他framework沒(méi)有考慮到的內容。
盡管它僅僅是一個(gè)從2003年2月才開(kāi)始的開(kāi)源項目，但Spring有深厚的歷史根基。這個(gè)開(kāi)源工程是起源自我在2002年晚些時(shí)候出版的《Expert One-on-One J2EE設計與開(kāi)發(fā)》書(shū)中的基礎性代碼。這本書(shū)展示了Spring背后的基礎性架構思想。然而，對這個(gè)基礎架構的概念可以追溯到2000年的早些時(shí)候,并且反映了我為一系列商業(yè)工程開(kāi)發(fā)基礎結構的成功經(jīng)驗。
2003年1月，Spring已經(jīng)落戶(hù)于SourceForge上了?，F在有10個(gè)開(kāi)發(fā)人員，其中6個(gè)是高度投入的積極分子。
Spring架構上的好處 在我們進(jìn)入細節之前，讓我們來(lái)看看Spring能夠給工程帶來(lái)的種種好處：
Spring能有效地組織你的中間層對象，不管你是否選擇使用了EJB。如果你僅僅使用了Struts或其他為J2EE的 API特制的framework，Spring致力于解決剩下的問(wèn)題。
Spring能消除在許多工程中常見(jiàn)的對Singleton的過(guò)多使用。根據我的經(jīng)驗，這是一個(gè)很大的問(wèn)題，它降低了系統的可測試性和面向對象的程度。
通過(guò)一種在不同應用程序和項目間一致的方法來(lái)處理配置文件，Spring能消除各種各樣自定義格式的屬性文件的需要。曾經(jīng)對某個(gè)類(lèi)要尋找的是哪個(gè)魔法般的屬性項或系統屬性感到不解，為此不得不去讀Javadoc甚至源編碼？有了Spring，你僅僅需要看看類(lèi)的JavaBean屬性。Inversion of Control的使用（在下面討論）幫助完成了這種簡(jiǎn)化。
通過(guò)把對接口編程而不是對類(lèi)編程的代價(jià)幾乎減少到?jīng)]有，Spring能夠促進(jìn)養成好的編程習慣。
Spring被設計為讓使用它創(chuàng )建的應用盡可能少的依賴(lài)于他的APIs。在Spring應用中的大多數業(yè)務(wù)對象沒(méi)有依賴(lài)于Spring。
使用Spring構建的應用程序易于單元測試。
Spring能使EJB的使用成為一個(gè)實(shí)現選擇,而不是應用架構的必然選擇。你能選擇用POJOs或local EJBs來(lái)實(shí)現業(yè)務(wù)接口，卻不會(huì )影響調用代碼。
Spring幫助你解決許多問(wèn)題而無(wú)需使用EJB。Spring能提供一種EJB的替換物，它們適用于許多web應用。例如，Spring能使用AOP提供聲明性事務(wù)管理而不通過(guò)EJB容器，如果你僅僅需要與單個(gè)數據庫打交道，甚至不需要一個(gè)JTA實(shí)現。
Spring為數據存取提供了一個(gè)一致的框架,不論是使用的是JDBC還是O/R mapping產(chǎn)品（如Hibernate）。
Spring確實(shí)使你能通過(guò)最簡(jiǎn)單可行的解決辦法來(lái)解決你的問(wèn)題。而這是有有很大價(jià)值的。
Spring做了些什么？ Spring提供許多功能，在此我將依次快速地展示其各個(gè)主要方面。
任務(wù)描述 首先,讓我們明確Spring范圍。盡管Spring覆蓋了許多方面，但我們對它應該涉什么，什么不應該涉及有清楚的認識。
Spring的主要目的是使J2EE易用和促進(jìn)好編程習慣。
Spring不重新輪子。因此，你發(fā)現在Spring中沒(méi)有logging，沒(méi)有連接池，沒(méi)有分布式事務(wù)調度。所有這些東西均有開(kāi)源項目提供(例如我們用于處理所有日志輸出的Commons Logging以及Commons DBCP)，或由你的應用程序服務(wù)器提供了。出于同樣的的原因，我們沒(méi)有提供O/R mapping層。對于這個(gè)問(wèn)題已經(jīng)有了像Hibernate和JDO這樣的優(yōu)秀解決方案。
Spring的目標就是讓已有的技術(shù)更加易用。例如，盡管我們沒(méi)有底層事務(wù)協(xié)調處理，但我們提供了一個(gè)抽象層覆蓋了JTA或任何其他的事務(wù)策略。
Spring沒(méi)有直接和其他的開(kāi)源項目競爭，除非我們感到我們能提供新的一些東西。例如，象許多開(kāi)發(fā)人員一樣，我們從來(lái)沒(méi)有對Struts感到高興過(guò)，并且覺(jué)得到在MVC web framework中還有改進(jìn)的余地。在某些領(lǐng)域，例如輕量級的IoC容器和AOP框架，Spring確實(shí)有直接的競爭，但是在這些領(lǐng)域還沒(méi)有已經(jīng)較為流行的解決方案。(Spring在這些領(lǐng)域是開(kāi)路先鋒。)
Spring也得益于內在的一致性。所有的開(kāi)發(fā)者都在唱同樣的的贊歌，基礎想法依然與Expert One-on-One J2EE設計與開(kāi)發(fā)中提出的差不多。 并且我們已經(jīng)能夠在多個(gè)領(lǐng)域中使用一些中心的概念，例如Inversion of Control。
Spring在應用服務(wù)器之間是可移植的。當然保證可移植性總是一種挑戰，但是我們避免使用任何平臺特有或非標準的東西，并且支持在WebLogic，Tomcat，Resin，JBoss，WebSphere和其他的應用服務(wù)器上的用戶(hù)。
Inversion of Control 容器 Spring設計的核心是 org.springframework.beans 包, 它是為與JavaBeans一起工作而設計的。 這個(gè)包一般不直接被用戶(hù)使用，而是作為許多其他功能的基礎。
下一個(gè)層面高一些的抽象是"Bean Factory"。一個(gè)Spring bean factory 是一個(gè)通用的Factory，它使對象能夠按名稱(chēng)獲取，并且能管理對象之間的關(guān)系。
Bean factories 支持兩種模式的對象：
Singleton：在此模式中，有一個(gè)具有特定名稱(chēng)的共享對象實(shí)例，它在查找時(shí)被獲取。這是默認的，而且是最為經(jīng)常使用的。它對于無(wú)狀態(tài)對象是一種理想的模式。
Prototype：在此模式中，每次獲取將創(chuàng )建一個(gè)獨立的對象。例如，這可以被用于讓用戶(hù)擁有他們自己的對象。
由于 org.springframwork.beans.factory.BeanFactory是一個(gè)簡(jiǎn)單的接口，它能被大量底層存儲方法實(shí)現。你能夠方便地實(shí)現你自己的BeanFactory，盡管很少用戶(hù)需要這么做。最為常用的BeanFactory定義是：
XmlBeanFactory： 可解析簡(jiǎn)單直觀(guān)的定義類(lèi)和命名對象屬性的XML結構。 我們提供了一個(gè)DTD來(lái)使編寫(xiě)更容易。
ListableBeanFactoryImpl：提供了解析存放在屬性文件中的bean定義的能力，并且可通過(guò)編程創(chuàng )建BeanFactories。
每個(gè)bean定義可能是一個(gè)POJO（通過(guò)類(lèi)名和JavaBean初始屬性定義），或是一個(gè)FactoryBean。FactoryBean接口添加了一個(gè)間接層。通常，這用于創(chuàng )建使用AOP或其他方法的代理對象：例如，添加聲明性事務(wù)管理的代理。（這在概念上和EJB的interception相似，但實(shí)現得更簡(jiǎn)單。）
BeanFactories能在一個(gè)層次結構中選擇性地參與，繼承ancestor（祖先）的定義。這使得在整個(gè)應用中公共配置的共享成為可能，雖然個(gè)別資源，如controller servlets，還擁有他們自己的獨立的對象集合。
這種使用JavaBeans的動(dòng)機在《Expert One-on-One J2EE Design and Development》的第四章中有描述，在TheServerSide網(wǎng)站上的有免費的PDF版本(http://www.theserverside.com/resources/article.jsp?l=RodJohnsonInterview)。
通過(guò)BeanFactory概念，Spring成為一個(gè)Inversion of Control的容器。(我不怎么喜歡container這個(gè)詞，因為它使人聯(lián)想到重量級容器，如EJB容器。Spring的BeanFactory是一個(gè)可通過(guò)一行代碼創(chuàng )建的容器，并且不需要特殊的部署步驟。)
Inversion of Control背后的概念經(jīng)常表述為Hollywood原則的：“Don’t call me， I’ll call you。” IoC將控制創(chuàng )建的職責搬進(jìn)了框架中，并把它從應用代碼脫離開(kāi)來(lái)。涉及到配置的地方，意思是說(shuō)在傳統的容器體系結構中，如EJB，一個(gè)組件可以調用容器并問(wèn)“我需要它給我做工作的對象X在哪里?”；使用IoC容器則只需指出組件需要X對象，在運行時(shí)容器會(huì )提供給它。容器是通過(guò)查看方法的參數表（例如JavaBean的屬性）做到的，也可能根據配置數據如XML。
IoC有幾個(gè)重要的好處，例如：
因為組件不需要在運行時(shí)間尋找合作者，所以他們可以更簡(jiǎn)單的編寫(xiě)和維護。在Spring版的IoC里，組件通過(guò)暴露JavaBean的setter方法表達他們依賴(lài)的其他組件。這相當于EJB通過(guò)JNDI來(lái)查找，EJB查找需要開(kāi)發(fā)人員編寫(xiě)代碼。
同樣原因，應用代碼更容易測試。JavaBean屬性是簡(jiǎn)單的，屬于Java核心的，并且是容易測試的：僅編寫(xiě)一個(gè)自包含的Junit測試方法用來(lái)創(chuàng )建對象和設置相關(guān)屬性即可。
一個(gè)好的IoC實(shí)現保留了強類(lèi)型。如果你需要使用一個(gè)通用的factory來(lái)尋找合作者，你必須通過(guò)類(lèi)型轉換將返回結果轉變?yōu)橄胍念?lèi)型。這不是一個(gè)大不了的問(wèn)題，但是不雅觀(guān)。使用IoC，你在你的代碼中表達了強類(lèi)型依賴(lài)，框架將負責類(lèi)型轉換。這意味著(zhù)在框架配置應用時(shí)，類(lèi)型不匹配將導致錯誤；在你的代碼中，你無(wú)需擔心類(lèi)型轉換異常。
大部分業(yè)務(wù)對象不依賴(lài)于IoC容器的APIs。這使得很容易使用遺留下來(lái)的代碼，且很容易的使用對象無(wú)論在容器內或不在容器內。例如，Spring用戶(hù)經(jīng)常配置Jakarta Commons DBCP數據源為一個(gè)Spring bean：不需要些任何定制代碼去做這件事。我們說(shuō)一個(gè)IoC容器不是侵入性的：使用它并不會(huì )使你的代碼依賴(lài)于它的APIs。任何JavaBean在Spring bean factory中都能成為一個(gè)組件。
最后應該強調的是，IoC 不同于傳統的容器的體系結構，如EJB，應用代碼最小程度地依靠于容器。這意味著(zhù)你的業(yè)務(wù)對象可以潛在的被運行在不同的IoC 框架上——或者在任何框架之外——不需要任何代碼的改動(dòng)。
以我和其他Spring用戶(hù)的經(jīng)驗來(lái)說(shuō)，再怎么強調IoC給應用程序代碼帶來(lái)的好處也不為過(guò)。
IoC不是一個(gè)新概念，但是它在J2EE團體里面剛剛到達黃金時(shí)間。 有一些可供選擇的IoC 容器: 例如 Apache Avalon, PicoContainer 和 HiveMind。Avalon 從沒(méi)怎么流行，盡管它很強大而且有很長(cháng)的歷史。Avalon相當的重和復雜，并且看起來(lái)比新的IoC解決方案更具侵入性。 PicoContainer是一個(gè)輕量級而且更強調通過(guò)構造函數表達依賴(lài)性而不是JavaBean 屬性。 與Spring不同，它的設計允許每個(gè)類(lèi)型一個(gè)對象的定義(可能是因為它拒絕任何Java代碼外的元數據導致的局限性)。在Spring， PicoContainer 和其他 IoC frameworks之間做比較，可參看文章Spring網(wǎng)站上的"The Spring Framework - A Lightweight Container"位于http://www.springframework.org/docs/lightweight_container.html。這個(gè)頁(yè)面里面包含了PicoContainer站點(diǎn)的鏈接 。
Spring BeanFactories 是非常輕量級的。用戶(hù)已經(jīng)成功地將他們應用在applets和單獨的Swing應用中。(它們也很好地工作在EJB容器中。) 沒(méi)有特殊的部署步驟和察覺(jué)得到的啟動(dòng)時(shí)間。這個(gè)能力表明一個(gè)容器在應用的任何層面幾乎立即可以發(fā)揮非常大的價(jià)值。
Spring BeanFactory 概念貫穿于Spring始終， 而且是Spring如此內在一致的關(guān)鍵原因。在IoC容器中，Spring也是唯一的，它使用IoC作為基礎概念貫穿于整個(gè)功能豐富的框架。
對應用開(kāi)發(fā)人員，最重要的是，一個(gè)或多個(gè)BeanFactory提供了一個(gè)定義明確的業(yè)務(wù)對象層。這類(lèi)似于local session bean層，但比它更簡(jiǎn)單。與EJBs不同，在這個(gè)層中的對象可能是相關(guān)的，并且他們的關(guān)系被擁有它們的factory管理。有一個(gè)定義明確的業(yè)務(wù)對象層對于成功的體系結構是非常重要的。
Spring ApplicationContext 是BeanFactory的子接口，為下列東西提供支持：
信息查找，支持著(zhù)國際化
事件機制，允許發(fā)布應用對象以及可選的注冊以接收到事件
可移植的文件和資源訪(fǎng)問(wèn)
XmlBeanFactory 例子 Spring用戶(hù)通常在XML的“bean定義”文件中配置他們的應用。Spring的XML bean定義文檔的根是<beans> 元素。該元素包含一個(gè)或多個(gè) <bean>定義。我們一般給每個(gè)bean定義的指定類(lèi)和屬性。我們還必須指定ID作為標識，這將成為在代碼中使用該bean的名字。
讓我們來(lái)看一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，它配置了三個(gè)應用程序對象，之間的關(guān)系在J2EE應用中常常能夠看到：
J2EE DataSource
使用DataSource的DAO
在處理過(guò)程中使用DAO的業(yè)務(wù)對象
在下面的例子中，我們使用一個(gè)來(lái)自Jakarta Commons DBCP項目的BasicDataSource。這個(gè)class（和其他許多已有的class一樣）可以簡(jiǎn)單地被應用在Spring bean factory中，只要它提供了JavaBean格式的配置。需要在shutdown時(shí)被調用的Close方法可通過(guò)Spring的"destroy-method"屬性被注冊，以避免BasicDataSource需要實(shí)現任何Spring 的接口。
| java代碼: |
<beans> <bean id="myDataSource" class="org. apache. commons. dbcp. BasicDataSource" destroy-method="close"> <property name="driverClassName"><value>com. mysql. jdbc. Driver</value></property> <property name="url"><value>jdbc:mysql: //localhost:3306/mydb</value></property> <property name="username"><value>root</value></property> </bean>
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BasicDataSource中我們感興趣的所有屬性都是String類(lèi)型的，因此我們用<value>元素來(lái)指定他們的值。如果必要的話(huà)，Spring使用標準的 JavaBean屬性編輯器機制來(lái)把String轉換為其他的類(lèi)型。
現在，我們定義DAO，它有一個(gè)對DataSource的bean引用。Bean間關(guān)系通過(guò)<ref>元素來(lái)指定：
| java代碼: |
<bean id="exampleDataAccessObject" class="example. ExampleDataAccessObject"> <property name="dataSource"><ref bean="myDataSource"/></property> </bean> The business object has a reference to the DAO, and an int property (exampleParam ): <bean id="exampleBusinessObject" class="example. ExampleBusinessObject"> <property name="dataAccessObject"><ref bean="exampleDataAccessObject"/></property> <property name="exampleParam"><value> 10</value></property> </bean> </beans>
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對象間的關(guān)系一般在配置中明確地設置，象這個(gè)例子一樣。我們認為這樣做是件好事情。然而Spring還提供了我們稱(chēng)做"autowire"的支持， 一個(gè)la PicoContainer，其中它指出了bean間的依賴(lài)關(guān)系。這樣做的局限性——PicoContainer也是如此——是如果有一個(gè)特殊類(lèi)型的多個(gè)Bean，要確定那個(gè)類(lèi)型所依賴(lài)的是哪個(gè)實(shí)例是不可能。好的方面是，不滿(mǎn)足的依賴(lài)可以在factory初始化后被捕獲到。（Spring 也為顯式的配置提供了一種可選的依賴(lài)檢查，它可以完成這個(gè)目的）
在上面的例子中，如果我們不想顯式的編寫(xiě)他們的關(guān)系，可使用如下的autowire特性：
| java代碼: |
<bean id="exampleBusinessObject" class="example. ExampleBusinessObject" autowire="byType"> <property name="exampleParam"><value> 10</value></property> </bean>
|
使用這個(gè)特性，Spring會(huì )找出exampleBusinessObject的dataSource屬性應該被設置為在當前BeanFactory中找到的DataSource實(shí)現。在當前的BeanFactory中，如果所需要類(lèi)型的bean不存在或多于一個(gè)，將產(chǎn)生一個(gè)錯誤。我們依然要設置exampleParam屬性，因為它不是一個(gè)引用。
Autowire支持和依賴(lài)檢查剛剛加入CVS并將在Spring 1.0 M2(到10/20,2003)中提供。本文中所討論的所有其他特性都包含在當前1.0 M1版本中。
把管理從Java代碼中移出來(lái)比硬編碼有很大的好處，因為這樣可以只改變XML文件而無(wú)需改變一行Java代碼。例如，我們可以簡(jiǎn)單地改變myDataSource的bean定義引用不同的bean class以使用別的連接池，或者一個(gè)用于測試的數據源。 XML節變成另一種，我們可以用Spring的JNDI location FactoryBean從應用服務(wù)器獲取一個(gè)數據源。
現在讓我們來(lái)看看例子中業(yè)務(wù)對象的java 代碼。注意下面列出的代碼中沒(méi)有對Spring的依賴(lài)。不像EJB容器，Spring BeanFactory不具有侵入性：在應用對象里面你通常不需要對Spring的存在硬編碼。
| java代碼: |
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public class ExampleBusinessObject implements MyBusinessObject {
private ExampleDataAccessObject dao;
private int exampleParam;
public void setDataAccessObject(ExampleDataAccessObject dao) {
this.dao = dao;
}
public void setExampleParam(int exampleParam) {
this.exampleParam = exampleParam;
}
public void myBusinessMethod() {
// do stuff using dao
}
}
|
注意那些property setter，它們對應于bean定義文檔中的XML引用。這些將在對象被使用之前由Spring調用。
這些應用程序的bean不需要依賴(lài)于Spring：他們不需要實(shí)現任何Spring的接口或者繼承Spring的類(lèi)。他們只需要遵守JavaBeans的命名習慣。在Spring 應用環(huán)境之外重用它們是非常簡(jiǎn)單的，例如，在一個(gè)測試環(huán)境中。只需要用它們的缺省構造函數實(shí)例化它們，并且通過(guò)調用setDataSource()和setExampleParam()手工設置它的屬性。如果你想以一行代碼支持程序化的創(chuàng )建，只要你有一個(gè)無(wú)參數的構造器，你就可以自由定義其他需要多個(gè)屬性的構造函數。
注意在業(yè)務(wù)接口中沒(méi)有聲明將會(huì )一起使用的JavaBean屬性。 他們是一個(gè)實(shí)現細節。我們可以“插入”帶有不同bean屬性的不同的實(shí)現類(lèi)而不影響連接著(zhù)的對象或者調用的代碼。
當然，Spring XML bean factories 有更多的功能沒(méi)有在這里描述，但是，應當讓你對基本使用有了一些感覺(jué)。以及，簡(jiǎn)單的屬性，有JavaBean屬性編輯器的屬性，Spring可以自動(dòng)處理lists，maps和java.util.Properties。
Bean factories 和application contexts 通常和J2EE server定義的一個(gè)范圍相關(guān)聯(lián)，例如：
Servlet context.：在spring 的MVC 框架里, 每一個(gè)包含common objects的web 應用都定義有一個(gè)應用程序的context。Spring提供了通過(guò)listener或者servlet實(shí)例化這樣的context的能力而不需要依賴(lài)于Spring 的MVC 框架，因而它也可以用于Struts，WebWork 或者其他的web框架之中。
A Servlet：在Spring MVC 框架里每一個(gè)servlet控制器都有它自己的應用程序context，派生于根（全應用程序范圍的）應用程序context。在Struts或者其他MVC框架中實(shí)現這些也很容意。
EJB：Spring 為EJB提供方便的超類(lèi)，它們簡(jiǎn)化了EJB的創(chuàng )建并且提供了一個(gè)從EJB Jar 文件中的XML文檔載入的BeanFactory。
這些J2EE規范提供的hook通常避免了使用Singleton來(lái)創(chuàng )造一個(gè)bean factory。
然而，如果我們愿意的話(huà)可以用代碼創(chuàng )建一個(gè)BeanFactory，雖然是沒(méi)有什么意義的。例如，我們在以下三行代碼中可以創(chuàng )建bean factory并且得到一個(gè)業(yè)務(wù)對象的引用：
| java代碼: |
|
InputStream is = getClass().getResourceAsStream("myFile.xml");
XmlBeanFactory bf = new XmlBeanFactory(is);
MyBusinessObject mbo = (MyBusinessObject) bf.getBean("exampleBusinessObject");
|
這段代碼將能工作在一個(gè)應用服務(wù)器之外：甚至不依賴(lài)J2EE，因為Spring 的IoC容器是純java的。
