Java框架：Spring

一、Spring概念

什么是Spring？

Spring是一个轻量级的开源框架， 主要是为了解决企业应用程序（J2EE）开发复杂性而创建（简化Java开发）。

为了降低Java开发的复杂性，Spring采取以下几种关键策略：

1. 基于POJO的轻量级和最小侵入性编程；
2. 通过依赖注入和面向接口实现松耦合；
3. 基于切面进行声明式编程和减少样板代码。

Spring设计目标

Spring为开发提供一个一站式轻量级应用开发平台。

Spring设计理念

在JavaEE开发中，支持POJO和JavaBean开发方式，可以面向接口开发，通过IOC实现对象耦合关系的管理，并实现依赖反转，将对象之间的依赖关系交给IOC容器管理，实现解耦。

Spring的核心

IOC容器和AOP模块。通过IOC容器管理POJO对象以及他们之间的联系；通过AOP以动态非侵入式的方式增强服务。

Spring应用场景

J2EE企业应用开发，包括SSH、SSM等。

二、Spring特征

1. 轻量： 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。
2. 控制反转（IOC- Inversion of Control ）： Spring通过控制反转技术降低代码的耦合度，能把一个对象依赖的其他对象通过被动的方式传递进来(DI- Dependency Injection )，而不是这个对象自己创建或者查找依赖对象。 它的底层设计模式采用了工厂模式，所有的 Bean 都需要注册到Bean工厂中，将其初始化和生命周期的监控交由工厂实现管理。程序员只需要按照规定的格式进行Bean开发，然后利用XML文件进行bean 的定义和参数配置，其他的动态生成和监控就不需要调用者完成，而是统一交给了平台进行管理。
3. 面向切面（AOP- Aspect Oriented Programming ）： Spring支持面向切面的编程，并把业务逻辑与系统服务分开，开发人员只要注重业务逻辑就行。
4. 容器： Spring包含管理应用对象（bean）的配置和生命周期，可以开发自己配置bean的创建、初始化、销毁等。 核心通过Bean factory实现了底层的类的实例化和生命周期的管理。
5. 框架： Spring将简单的组件组成复杂的应用；对应用对象被声明的组合可以在XML文件里；提供多种功能，例如事务、其他框架的集成等。
6. MVC： 客户端发送请求，服务器控制器（由DispatcherServlet实现的)完成请求的转发，控制器调用一个用于映射的类HandlerMapping，该类用于将请求映射到对应的处理器来处理请求。HandlerMapping将请求映射到对应的处理器Controller（相当于Action）在Spring 当中如果写一些处理器组件，一般实现Controller 接口，在Controller 中就可以调用一些Service 或DAO 来进行数据操作 ModelAndView 用于存放从DAO 中取出的数据，还可以存放响应视图的一些数据。 如果想将处理结果返回给用户，那么在Spring 框架中还提供一个视图组件ViewResolver，该组件根据Controller 返回的标示，找到对应的view视图，将响应response 返回给用户。

三、Spring基本架构

3.1Spring体系结构

Spring 框架是是一个分模块存在，除了核心的Spring Core Container外是必要模块，其他20多个模块是可选的：

3.2Core Container(核心容器)

Core Container(核心容器)：核心容器提供 Spring 框架的基本功能(Spring Core)。核心容器的主要组件是 BeanFactory，它是工厂模式的实现。BeanFactory 使用控制反转（IOC） 模式将应用程序的配置和依赖性规范与实际的应用程序代码分开 。

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 DI 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。
• spring-context模块：建立在由 spring-core和 spring-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。

它们的依赖关系如图：

3.3Data Access/Integration(数据访问/集成)

数据访问/集成层包括 JDBC( Java Data Base Connectivity )，ORM( Object Relational Mapping )，OXM( Object XML Mapping )，JMS( Java Message Service ) 和事务处理模块，它们的细节如下：

• 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（@Transactional）或配置由 spring 自动处理，编程式事务粒度更细）

3.4Web(MVC/Remoting)

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。

3.5Test(测试)

Test 模块：Spring 支持 Junit 和 TestNG 测试框架，而且还额外提供了一些基于 Spring 的测试功能，比如在测试 Web 框架时，模拟 Http 请求的功能。

3.6AOP(面向切面编程)

Spring AOP 模块为基于 Spring 的应用程序中的对象提供了事务管理服务。通过使用 Spring AOP，不用依赖组件，就可以将声明性事务管理集成到应用程序中。

四、Spring主要jar包

• org.springframework:spring-core：spring的核心，其他jar包依赖此包
• org.springframework:spring-beans：所有应用都用到，包含访问配置文件，创建和管理bean等。
• org.springframework:spring-aop：spring的面向切面编程，提供AOP的实现。
• org.springframework:spring-context：提供在基础IOC功能上的扩展服务，还提供许多企业级服务的支持，例如邮件服务、任务调度、JNDI定位、EJB集成、远程访问、缓存以及多种视图层框架的支持。
• org.springframework:spring-webmvc：包含spring mvc 应用开发时所需的核心类。
• org.springframework:spring-web：包含web应用开发时，所需的核心类。
• org.springframework:spring-jdbc：对JDBC的简单封装。
• org.springframework:spring-tx：spring transaction，为JDBC、Hibernate、JDO、JPA提供一致的声明式和编程式事务管理。
• org.springframework:spring-context-support：对spring context的扩展，用于MVC方面。
• org.springframework:spring-expression：spring表达式语言
• org.springframework:spring-jms：简化jms api的使用，简单的封装了一下。
• org.springframework:spring-aspects：spring提供对AspectJ框架的整合。
• org.springframework:spring-test：对Junit等测试框架等简单封装。
• org.springframework:spring-orm：整合第三方orm的实现，例如hibernate、ibatis、jdo、jap等。
• org.springframework:spring-oxm：sping对object/xml映射的支持，对java和xml来回切换。

五、Spring用到的设计模式

1. 工程模式： BeanFactory就是简单工厂模式的实现，用来创建对象的实例。
2. 单例模式： Bean的默认为单例模式。
3. 代理模式： Spring的AOP功能用到了JDK的动态代理和CGLIB字节码生成技术。
4. 模板方法： 用来解决代码重复问题，例如RestTemplate、JmsTemplate等。
5. 观察者模式： 定义对象键一种一对多的依赖关系，当一个对象的状态发生改变，所有依赖于它的对象都会得到通知被动更新，例如Spring的listener的实现：ApplicationListener

六、Spring核心IOC和AOP

6.1IOC（控制反转）

6.1.1IOC概念

传统开发中，需要调用对象的时候，需要调用者手动来创建被调用者的实例，即对象是由调用者new出来的 。

Spring框架出来了，当对象依赖另一个对象，Spring框架自动帮你注入，实现了控制反转。Spring容器也就是IOC容器。

6.1.2IOC的实现

1.创建Maven项目，在pom.xml中导入相关依赖。

<!--        lombok-->
        <dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
            <version>1.18.20</version>
            <scope>compile</scope>
        </dependency>
        <!--解决冲突问题-->
        <dependency>
            <groupId>org.slf4j</groupId>
            <artifactId>slf4j-nop</artifactId>
            <version>1.7.2</version>
        </dependency>
    <!--      spring-context  -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework</groupId>
            <artifactId>spring-context</artifactId>
            <version>5.3.23</version>
        </dependency>

6.2AOP（面向切面）

6.2.1AOP概念