級別: 初級
Naveen Balani , 技術(shù)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(kāi)始學(xué)習如何用 Spring 技術(shù)構建輕量級的、強壯的 J2EE 應用程序。developerWorks 的定期投稿人 Naveen Balani 通過(guò)介紹 Spring 框架開(kāi)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(gè)開(kāi)源框架，是為了解決企業(yè)應用程序開(kāi)發(fā)復雜性而創(chuàng )建的?？蚣艿闹饕獌?yōu)勢之一就是其分層架構，分層架構允許您選擇使用哪一個(gè)組件，同時(shí)為 J2EE 應用程序開(kāi)發(fā)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，然后將討論兩個(gè)最有趣的模塊：Spring 面向方面編程（AOP）和控制反轉 （IOC） 容器。接著(zhù)將使用幾個(gè)示例演示 IOC 容器在典型應用程序用例場(chǎng)景中的應用情況。這些示例還將成為本系列后面部分進(jìn)行的展開(kāi)式討論的基礎，在本文的后面部分，將介紹 Spring 框架通過(guò) Spring AOP 實(shí)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需要它們。
Spring 框架是一個(gè)分層架構，由 7 個(gè)定義良好的模塊組成。Spring 模塊構建在核心容器之上，核心容器定義了創(chuàng )建、配置和管理 bean 的方式，如圖 1 所示。
組成 Spring 框架的每個(gè)模塊（或組件）都可以單獨存在，或者與其他一個(gè)或多個(gè)模塊聯(lián)合實(shí)現。每個(gè)模塊的功能如下：
BeanFactory，它是工廠(chǎng)模式的實(shí)現。BeanFactory 使用控制反轉 （IOC） 模式將應用程序的配置和依賴(lài)性規范與實(shí)際的應用程序代碼分開(kāi)。 Spring 框架的功能可以用在任何 J2EE 服務(wù)器中，大多數功能也適用于不受管理的環(huán)境。Spring 的核心要點(diǎn)是：支持不綁定到特定 J2EE 服務(wù)的可重用業(yè)務(wù)和數據訪(fǎng)問(wèn)對象。毫無(wú)疑問(wèn)，這樣的對象可以在不同 J2EE 環(huán)境 （Web 或 EJB）、獨立應用程序、測試環(huán)境之間重用。
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控制反轉模式（也稱(chēng)作依賴(lài)性介入）的基本概念是：不創(chuàng )建對象，但是描述創(chuàng )建它們的方式。在代碼中不直接與對象和服務(wù)連接，但在配置文件中描述哪一個(gè)組件需要哪一項服務(wù)。容器 （在 Spring 框架中是 IOC 容器） 負責將這些聯(lián)系在一起。
在典型的 IOC 場(chǎng)景中，容器創(chuàng )建了所有對象，并設置必要的屬性將它們連接在一起，決定什么時(shí)間調用方法。下表列出了 IOC 的一個(gè)實(shí)現模式。
| 類(lèi)型 1 | 服務(wù)需要實(shí)現專(zhuān)門(mén)的接口，通過(guò)接口，由對象提供這些服務(wù)，可以從對象查詢(xún)依賴(lài)性（例如，需要的附加服務(wù)） |
| 類(lèi)型 2 | 通過(guò) JavaBean 的屬性（例如 setter 方法）分配依賴(lài)性 |
| 類(lèi)型 3 | 依賴(lài)性以構造函數的形式提供，不以 JavaBean 屬性的形式公開(kāi) |
Spring 框架的 IOC 容器采用類(lèi)型 2 和類(lèi)型3 實(shí)現。
面向方面的編程，即 AOP，是一種編程技術(shù)，它允許程序員對橫切關(guān)注點(diǎn)或橫切典型的職責分界線(xiàn)的行為（例如日志和事務(wù)管理）進(jìn)行模塊化。AOP 的核心構造是方面，它將那些影響多個(gè)類(lèi)的行為封裝到可重用的模塊中。
AOP 和 IOC 是補充性的技術(shù)，它們都運用模塊化方式解決企業(yè)應用程序開(kāi)發(fā)中的復雜問(wèn)題。在典型的面向對象開(kāi)發(fā)方式中，可能要將日志記錄語(yǔ)句放在所有方法和 Java 類(lèi)中才能實(shí)現日志功能。在 AOP 方式中，可以反過(guò)來(lái)將日志服務(wù)模塊化，并以聲明的方式將它們應用到需要日志的組件上。當然，優(yōu)勢就是 Java 類(lèi)不需要知道日志服務(wù)的存在，也不需要考慮相關(guān)的代碼。所以，用 Spring AOP 編寫(xiě)的應用程序代碼是松散耦合的。
AOP 的功能完全集成到了 Spring 事務(wù)管理、日志和其他各種特性的上下文中。
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Spring 設計的核心是 org.springframework.beans 包，它的設計目標是與 JavaBean 組件一起使用。這個(gè)包通常不是由用戶(hù)直接使用，而是由服務(wù)器將其用作其他多數功能的底層中介。下一個(gè)最高級抽象是 BeanFactory 接口，它是工廠(chǎng)設計模式的實(shí)現，允許通過(guò)名稱(chēng)創(chuàng )建和檢索對象。BeanFactory 也可以管理對象之間的關(guān)系。
BeanFactory 支持兩個(gè)對象模型。
bean 工廠(chǎng)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序代碼轉移到框架。正如我將在下一個(gè)示例中演示的那樣，Spring 框架使用 JavaBean 屬性和配置數據來(lái)指出必須設置的依賴(lài)關(guān)系。
因為 org.springframework.beans.factory.BeanFactory 是一個(gè)簡(jiǎn)單接口，所以可以針對各種底層存儲方法實(shí)現。最常用的 BeanFactory 定義是 XmlBeanFactory，它根據 XML 文件中的定義裝入 bean，如清單 1 所示。
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在 XML 文件中定義的 Bean 是被消極加載的，這意味在需要 bean 之前，bean 本身不會(huì )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(chēng)即可，如清單 2 所示。
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每個(gè) bean 的定義都可以是 POJO （用類(lèi)名和 JavaBean 初始化屬性定義） 或 FactoryBean。FactoryBean 接口為使用 Spring 框架構建的應用程序添加了一個(gè)間接的級別。
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理解控制反轉最簡(jiǎn)單的方式就是看它的實(shí)際應用。在對由三部分組成的 Spring 系列 的第 1 部分進(jìn)行總結時(shí)，我使用了一個(gè)示例，演示了如何通過(guò) Spring IOC 容器注入應用程序的依賴(lài)關(guān)系（而不是將它們構建進(jìn)來(lái)）。
我用開(kāi)啟在線(xiàn)信用帳戶(hù)的用例作為起點(diǎn)。對于該實(shí)現，開(kāi)啟信用帳戶(hù)要求用戶(hù)與以下服務(wù)進(jìn)行交互：
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對于這個(gè)示例，我假設服務(wù)已經(jīng)存在，理想的情況是用松散耦合的方式把它們集成在一起。以下清單顯示了三個(gè)服務(wù)的應用程序接口。
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清單 3 所示的信用級別評定接口提供了信用歷史信息。它需要一個(gè)包含客戶(hù)信息的 Customer 對象。該接口的實(shí)現是由 CreditRating 類(lèi)提供的。
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信用鏈接接口將信用歷史信息與銀行信息（如果需要的話(huà)）連接在一起，并插入用戶(hù)的信用卡信息。信用鏈接接口是一個(gè)遠程服務(wù)，它的查詢(xún)是通過(guò) getUrl() 方法進(jìn)行的。URL 由 Spring 框架的 bean 配置機制設置，我稍后會(huì )討論它。該接口的實(shí)現是由 CreditLinking 類(lèi)提供的。
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EmailInterface 負責向客戶(hù)發(fā)送關(guān)于客戶(hù)信用卡狀態(tài)的電子郵件。郵件配置參數（例如 SMPT 主機、用戶(hù)名、口令）由前面提到的 bean 配置機制設置。Email 類(lèi)提供了該接口的實(shí)現。
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這些接口就位之后，接下來(lái)要考慮的就是如何用松散耦合方式將它們集成在一起。在 清單 6 中可以看到信用卡帳戶(hù)用例的實(shí)現。
注意，所有的 setter 方法都是由 Spring 的配置 bean 實(shí)現的。所有的依賴(lài)關(guān)系 （也就是三個(gè)接口）都可以由 Spring 框架用這些 bean 注入。createCreditCardAccount() 方法會(huì )用服務(wù)去執行其余實(shí)現。在 清單 7 中可以看到 Spring 的配置文件。我用箭頭突出了這些定義。
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要運行示例應用程序，首先必須 下載 Spring 框架 及其所有依賴(lài)文件。接下來(lái)，將框架釋放到（比如說(shuō)）磁盤(pán) c:\，這會(huì )創(chuàng )建 C:\spring-framework-1.2-rc2 （適用于當前發(fā)行版本） 這樣的文件夾。在繼續后面的操作之前，還必須下載和釋放 Apache Ant。
接下來(lái)，將源代碼釋放到文件夾，例如 c:\ 盤(pán)，然后創(chuàng )建 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）復制到 SpringProject\lib 文件夾中。完成這些工作之后，就有了必需的構建依賴(lài)關(guān)系集。
打開(kāi)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(huì )構建并運行 CreateCreditAccountClient 類(lèi)，類(lèi)的運行將創(chuàng )建 Customer 類(lèi)對象并填充它，還會(huì )調用 CreateCreditCardAccount 類(lèi)創(chuàng )建并鏈接信用卡帳戶(hù)。CreateCreditAccountClient 還會(huì )通過(guò) ClassPathXmlApplicationContext 裝入 Spring 配置文件。裝入 bean 之后，就可以通過(guò) getBean() 方法訪(fǎng)問(wèn)它們了，如清單 8 所示。
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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(gè)模塊開(kāi)始，然后深入介紹了其中兩個(gè)模塊：Spring AOP 和 IOC 容器。
由于學(xué)習的最佳方法是實(shí)踐，所以我用一個(gè)工作示例介紹了 IOC 模式 （像 Spring 的 IOC 容器實(shí)現的那樣）如何用松散耦合的方式將分散的系統集成在一起。在這個(gè)示例中可以看到，將依賴(lài)關(guān)系或服務(wù)注入工作中的信用卡帳戶(hù)應用程序，要比從頭開(kāi)始構建它們容易得多。
請繼續關(guān)注這一系列的下一篇文章，我將在這里學(xué)習的知識基礎上，介紹 Spring AOP 模塊如何在企業(yè)應用程序中提供持久支持，并讓您開(kāi)始了解 Spring MVC 模塊和相關(guān)插件。
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