Spring前世此生

 

 

Spring的前世此生

　　相信经历过不使用框架开发web项目的70后、80后都会有如此感悟，现在的程序员开发项目过轻松了，基本只须要关心业务如何实现，技术实现只须要集成框架便可。早在2007年，一个基于Java语言的开源框架正式发布，取了一个很是有活力且美好的名字，叫作Spring。它是一个开源的轻量级Java SE(Java 标准版本)/Java EE(Java企业版本)开发应用框架，其目的就是简化企业级应用程序开发。在传统应用程序开发中，一个完整的应用是由一组相互协做的对象组成。因此开发一个应用除了要开发业务逻辑外，更多关注的是如何使这些对象协做来完成所需功能，并且要低耦合、高聚合。业务逻辑开发是不可避免的，可是若是有个框架出来帮咱们建立对象及管理这些对象之间的依赖关系就会是开发简便了不少。有人也会说：“抽象工厂、工厂方法模式不是也能够帮助咱们建立对象吗？“生成器模式”帮咱们处理对象间的依赖关系，不也能完成这些功能吗？“但是这些须要咱们建立另外一些工厂类、生成器类咱们又要额外管理这些类，增长了咱们的负担，若是能有种经过配置方式来建立对象，管理对象之间的依赖关系，咱们不须要经过工厂和生成器来建立及管理对象之间的依赖关系，这样咱们是否是能够减小许多工做，加速了开发，能节省不少时间来干其余的事，Spring框架就是带着这个使命出如今咱们面前。

　　Spring框架除了帮咱们管理对象及其依赖关系，还提供了不少实用的功能，像通用日志记录、性能统计、安全控制、异常处理等面向切面的能力，还能帮咱们管理最头疼的数据库事务，自己提供了一套简单的JDBC访问实现，提供与第三方数据访问框架集成（如Hibernate\JPA），与各类Java EE 技术整合(Java Mail、任务调度Quartz等等)，提供一套本身的Web层框架Spring MVC,并且还能很是简单的与第三方Web框架集成，从这里咱们能够认为Spring是一个超级大的粘合平台，俗称万能胶，除了本身提供功能外，还提供粘合其余技术和框架的能力，从而使咱们能够更自由的选择到底使用什么技术进行开发。并且无论是Java SE（C/S架构）应用程序仍是Java EE(B/S架构)应用程序均可以使用这个平台进行开发。现在的Spring已经再也不是一个框架，早已经成为一种生态。SpringBoot的便捷式开发实现了约定优于配置，SpringCloud微服务的生态，提供了很是方便的解决方案（网关、配置中心，注册中心，服务协调与治理等等）。接下来，让咱们来深刻探讨Spring到底能给咱们带来什么？

一切从Bean开始

　　说到Bean这个概念，还得从Java的起源提及，早在1996年，Java还只是一个新兴的、初出茅庐的编程语言，由于自己跨平台、跨系统特性，几度威胁微软的地位。对java感兴趣的同窗能够查看SUN公司及Netscape网景公司及微软公司MicroSoft商战历史。https://www.jianshu.com/p/b35601c9d7cd和推荐李彦宏的《硅谷商战》一书。当时人们之因此关注java，仅仅是因可使用java的Applet来开发Web应用，做为浏览器组件，但开发者们很快就发现这个新兴语言还能作更多的事情。与以前的全部语言不一样，Java让模块化构建复杂的系统成为可能(当时的软件行业虽然在业务上突发猛进，但当时开发用的传统的面向过程开发思想OP，软件的开发效率一直踌躇不前。伴随着业务复杂性的不断加深，开发也变得愈加困难。其实，当时也是面向对象开发OOP思想飞速发展的时期，他在80年代末被提出，成熟与90年代，现现在大多数编程语言都已是面向对象的了。)

　　同年12月，Sun公司发布了当时还命不经传但后来人尽皆知的JavaBean 1.00-A规范。早期的JavaBean规范针对于Java，她定义了软件组件模型。这个规范规定了一整套编码策略，使简单的Java对象不只能够被重用，并且还能够轻松的构建更为复杂的应用。尽管JavaBean最初是为重用应用组件而设计的，当当时他们倒是主要用做构建窗体控件，毕竟在PC时代那才是主流。当相比于当时正如日中天的Delphi、VB和C++，她看起来仍是太简易了，以致于没法胜任任何”实际的“工做须要。

　　复杂的应用一般须要事务、安全、分布式等服务的支持，但JavaBean并未直接提供。因此到了1998年3月，Sun公司发布了EJB1.0规范，该规范把Java组件的设计理念延伸到了服务器端，并提供了许多必须的企业级服务，但他也再也不像早期的JavaBean那么简单了。实际上，除了名字叫EJB Bean之外，其余的和JavaBean关系不大了。

　　尽管现实中有不少系统是基于EJB构建的，但EJB历来没有实现它最初的设想：简化开发。EJB的声明式编程模型的确简化了不少基础架构层面的开发，例如事务和安全；但另外一方面EJB在部署描述符和配套代码实现等方面变得异常复杂。随着时间的推移，不少开发者对EJB已经再也不抱有幻想，开始寻求更简洁的方法。

　　当下Java组件的开发理念从新回归正轨。新的编程技术AOP和DI的不断出现，他们为JavaBean提供了以前EJB才能拥有的强大功能。这些技术为POJO提供了相似EJB的声明式编程模式，而没有引入任何EJB的复杂性。当简单的JavaBean足以胜任时，人们便不肯编写笨重的EJB组件了。

　　客观地讲，EJB的发展促进了基于POJO的编程模型。引入新的理念，最新的EJB规范相比以前的规范有了史无前例的简化，但对不少开发者而言，这一切的一切来得太迟了。到了EJB3规范发布时，其余的基于POJO的开发架构已经成为事实的标准了，而Spring框架也就是在这样的大环境下出现的。

Spring的设计初衷

　　Spring是为了解决企业级应用开发的复杂性而设计，她能够作不少事。但归根到底支撑Spring的仅仅是少量的基本理念，而全部的这些理念均可以追溯到一个最根本的使命：简化开发。这是一个郑重的承诺，其实许多框架都声称在某些方法作了简化。而Spring则立志于全方面的简化Java开发。

对此，她主要采起了4个关键策略：

一、基于POJO的轻量级和最小侵入性编程；

二、经过依赖注入和面向接口松耦合；

三、基于切面和惯性进行声明式编程；

四、经过切面和模板减小样板式代码。

主要是经过：面向Bean(BOP)、依赖注入(DI)以及面向切面(AOP)这三种方式来达成的。

BOP编程开始

　　Spring是面向Bean的编程（Bean Oriented Programming ，BOP），Bean在Spring中才是真正的主角。Bean在Spring中的做用就像Object对OOP的意义同样，Spring中没有Bean也就没有Spring存在的意义。Spring提供了IOC容器经过配置文件或者注解的方式来管理对象之间的依赖关系。控制反转(其中最多见的实现方式叫作依赖注入(Dependency Injection,DI)，还有一种方式叫作"依赖查找(Dependency Lookup,DL)"，她在C++、Java、PHP以及.NET中都运用。在最先的Spring中是包含有依赖注入方法和依赖查询的，但由于依赖查询使用频率太低，不久就被Spring移除了，因此在Spring中控制反转也被直接称做依赖注入）,她的基本概念是：不建立对象，可是描述建立它们的方式。在代码中不直接与对象和服务链接，但在配置文件中描述哪个组件须要哪一项服务。容器(在Spring框架中是IOC容器)负责将这些联系在一块儿。在典型的IOC场景中，容器建立了全部对象，并设置必要的属性将它们连在一块儿，决定什么时间调用方法。

依赖注入

　　Spring设计的核心org.spring.framework.beans包(架构核心是org.springframework.core包)，它的设计目标是与javaBean组件一块儿使用。这个包一般不是由用户直接使用，而是由服务器将其用做其余多数功能的底层中介。下一个最高级抽象是BeanFactory接口，它是工厂设计模式的实现。容许经过名称建立和检索对象。BeanFactory也能够管理对象之间的关系。BeanFactory也能够管理对象之间的关系。

BeanFactory最底层支持两个对象模型。

1.单例：提供了具备特定名称的全局共享实例对象，能够在查询的时对其进行检索。Singlenton是默认的也是最经常使用的对象模型。

2.原型：确保每次检索都会建立单独的实例对象。在每一个用户都须要本身的对象时，采用原型模式。

Bean工厂的概念是Spring做为IOC容器的基础。IOC则将处理事情的责任从应用程序代码转移到框架。

AOP编程

　　面向切面编程，即AOP，是一种编程思想，它容许程序员对横切关注点或横切典型的职责分界线的行为(例如日志和事务管理)进行模块化。AOP的核心构造是方面(切面)，它将那些影响多个类的行为封装到可重用的模块中。

　　AOP和IOC是补充性的技术，它们都运用模块化方式解决企业应用程序开发中的复杂问题。在典型的面向对象开发方式中，可能要将日志记录语句放在全部方法和Java类中才能实现日志功能。在AOP方式中，能够反过来将日志服务模块化，并以声明的方式将它们应用到须要日志的组件上。固然，优点就是Java类不须要知道日志服务的存在，也不须要考虑相关的代码。因此，用Spring AOP编写的应用程序代码是松散耦合的。

　　AOP的功能彻底集成到了Spring事务管理、日志和其余各类特性的上下文中。

　　AOP编程的经常使用场景有：Authentication(权限认证)、Auto Caching(自动缓存处理)、Error Handling(统一错误处理)、Debugging(调试信息输出)、Logging(日志记录)、Transactions(事务处理)等。

 Spring5 系统架构

　　Spring 总共大约有20个模块，由1300多个不一样的文件构成。而这些组件被分别整合在核心容器（Core Container）、AOP（Aspect Oriented Programming)和设备支持(Instrmentation)、数据访问及集成(Data Access/Integeration)、Web、报文发送(Messaging)、Test,6个模块集合中。如下是Spring5的模块结构图：

组成Spring 框架的每一个模块集合或者模块均可以单独存在，也能够一个或者多个模块联合实现。每一个模块的组成和功能以下：

核心容器

由spring-beans、spring-core、spring-context和spring-expression(Spring Expression Language,SpEL) 4个模块组成。

　spring-core 和 spring-beans 模块是 Spring 框架的核心模块，包含了控制反转（Inversion of Control, IOC）和依赖注入（Dependency Injection, DI）。BeanFactory 接口是 Spring 框架中的核 心接口，它是工厂模式的具体实现。BeanFactory 使用控制反转对应用程序的配置和依赖性规范与实际 的应用程序代码进行了分离。但 BeanFactory 容器实例化后并不会自动实例化 Bean，只有当 Bean 被 使用时 BeanFactory 容器才会对该 Bean 进行实例化与依赖关系的装配。 spring-context 模块构架于核心模块之上，他扩展了 BeanFactory，为她添加了 Bean 生命周期控 制、框架事件体系以及资源加载透明化等功能。此外该模块还提供了许多企业级支持，如邮件访问、远 程访问、任务调度等，ApplicationContext 是该模块的核心接口，她的超类是 BeanFactory。与 BeanFactory 不一样，ApplicationContext 容器实例化后会自动对全部的单实例 Bean 进行实例化与依 赖关系的装配，使之处于待用状态。 spring-context-support 模块是对 Spring IOC 容器的扩展支持，以及 IOC 子容器。 spring-context-indexer 模块是 Spring 的类管理组件和 Classpath 扫描。 spring-expression 模块是统一表达式语言（EL）的扩展模块，能够查询、管理运行中的对象，同 时也方便的能够调用对象方法、操做数组、集合等。它的语法相似于传统 EL，但提供了额外的功能，最 出色的要数函数调用和简单字符串的模板函数。这种语言的特性是基于 Spring 产品的需求而设计，他 能够很是方便地同 Spring IOC 进行交互。

AOP和设备支持

由spring-aop、spring-aspects和spring-instrument 3个模块组成。

spring-aop 是 Spring 的另外一个核心模块，是 AOP 主要的实现模块。做为继 OOP 后，对程序员影 响最大的编程思想之一，AOP 极大地开拓了人们对于编程的思路。在 Spring 中，他是以 JVM 的动态 代理技术为基础，而后设计出了一系列的 AOP 横切实现，好比前置通知、返回通知、异常通知等，同 时，Pointcut 接口来匹配切入点，可使用现有的切入点来设计横切面，也能够扩展相关方法根据需求 进行切入。 spring-aspects 模块集成自 AspectJ 框架，主要是为 Spring AOP 提供多种 AOP 实现方法。 spring-instrument 模块是基于 JAVA SE 中的"java.lang.instrument"进行设计的，应该算是 AOP 的一个支援模块，主要做用是在 JVM 启用时，生成一个代理类，程序员经过代理类在运行时修改类的 字节，从而改变一个类的功能，实现 AOP 的功能。在分类里，我把他分在了 AOP 模块下，在 Spring 官 方文档里对这个地方也有点含糊不清，这里是纯我的观点。

数据访问与集成

由spring-jdbc、spring-tx、spring-orm、spring-jms和spring-oxm 5个模块组成。

 spring-jdbc 模块是 Spring 提供的 JDBC 抽象框架的主要实现模块，用于简化 Spring JDBC 操做 。 主要是提供 JDBC 模板方式、关系数据库对象化方式、SimpleJdbc 方式、事务管理来简化 JDBC 编程， 主要实现类是 JdbcTemplate、SimpleJdbcTemplate 以及 NamedParameterJdbcTemplate。 spring-tx 模块是 Spring JDBC 事务控制实现模块。使用 Spring 框架，它对事务作了很好的封装， 经过它的 AOP 配置，能够灵活的配置在任何一层；可是在不少的需求和应用，直接使用 JDBC 事务控 制仍是有其优点的。其实，事务是以业务逻辑为基础的；一个完整的业务应该对应业务层里的一个方法； 若是业务操做失败，则整个事务回滚；因此，事务控制是绝对应该放在业务层的；可是，持久层的设计 则应该遵循一个很重要的原则：保证操做的原子性，即持久层里的每一个方法都应该是不能够分割的。所 以，在使用 Spring JDBC 事务控制时，应该注意其特殊性。 咕泡出品，必属精品 www.gupaoedu.com 9 spring-orm 模块是 ORM 框架支持模块，主要集成 Hibernate, Java Persistence API (JPA) 和 Java Data Objects (JDO) 用于资源管理、数据访问对象(DAO)的实现和事务策略。 spring-oxm 模块主要提供一个抽象层以支撑 OXM（OXM 是 Object-to-XML-Mapping 的缩写， 它是一个 O/M-mapper，将 java 对象映射成 XML 数据，或者将 XML 数据映射成 java 对象），例如： JAXB, Castor, XMLBeans, JiBX 和 XStream 等。 spring-jms 模块（Java Messaging Service）可以发送和接收信息，自 Spring Framework 4.1 以 后，他还提供了对 spring-messaging 模块的支撑。

Web组件

由spring-web、spring-webmvc、spring-websocket和spring-webflux 4个模块组成。
spring-web 模块为 Spring 提供了最基础 Web 支持，主要创建于核心容器之上，经过 Servlet 或 者 Listeners 来初始化 IOC 容器，也包含一些与 Web 相关的支持。 spring-webmvc 模块众所周知是一个的 Web-Servlet 模块，实现了 Spring MVC （model-view-Controller）的 Web 应用。 spring-websocket 模块主要是与 Web 前端的全双工通信的协议。 spring-webflux 是一个新的非堵塞函数式 Reactive Web 框架，能够用来创建异步的，非阻塞， 事件驱动的服务，而且扩展性很是好。

通讯报文

即 spring-messaging 模块，是从 Spring4 开始新加入的一个模块，主要职责是为 Spring 框架集 成一些基础的报文传送应用。

集成测试

即 spring-test 模块，主要为测试提供支持的，毕竟在不须要发布（程序）到你的应用服务器或者链接 到其余企业设施的状况下可以执行一些集成测试或者其余测试对于任何企业都是很是重要的

集成兼容

即 spring-framework-bom 模块，Bill of Materials.解决 Spring 的不一样模块依赖版本不一样问题。

各模块之间的依赖关系

Spring 官网对 Spring5 各模块之间的关系也作了详细说明：

 

 我本人也对 Spring5 各模块作了一次系统的总结，描述模块之间的依赖关系，但愿能对小伙伴们有所 帮助。

 

 

接下来的博文中，咱们将深刻了解 Spring 的核心模块功能。基本学习顺序为：从 spring-core 入手， 其次是 spring-beans 和 spring-aop，随后是 spring-context，再其次是 spring-tx 和 spring-orm， 最后是 spring-web 和其余部分。

Spring 版本命名规则

描述方式	说明	含义
Snapshot	快照版	尚不不稳定、尚处于开发中的版本
Release	稳定版	功能相对稳定，能够对外发行，但有时间限制
GA	正式版	表明普遍可用的稳定版(General Availability)
M	里程碑版	(M 是 Milestone 的意思）具备一些全新的功能或是具备里程碑意义 的版本。
RC	终测版	Release Candidate（最终测试），即将做为正式版发布。

 

Spring 源码下载及构建技巧

Spring5 源码下载注意事项

首先你的 JDK 须要升级到 1.8 以上。Spring3.0 开始,Spring 源码采用 github 托管，再也不提供官网下载 连接。这里不作过多赘述，你们可自行去 github 网站下载，咱们使用的版本下载连接为： https://github.com/spring-projects/spring-framework/archive/v5.0.2.RELEASE.zip，下载完成后， 解压源码包会看到如下文件目录：

 

基于 Gradle 的源码构建技巧

因为 Spirng5 之后都是采用 Gradle 来编译，因此构建源码前须要先安装 Gradle 环境。Gradle 下载地 址：https://gradle.org/releases，我使用的是 Spring5 官方推荐的版本 Gradle4.0,下载连接为： https://gradle.org/next-steps/?version=4.0&format=bin ， 下 载 完 成 后 按 以 下 步 骤 操 做 ， 以 Windows 操做系统为例：

第一步：配置环境变量

第二步：添加环境变量：Path：%GRADLE_HOME%\bin

第三步：检测环境，输入 gradle -v 命令，获得如下结果：

 

第四步：编译源码,cmd 切到 spring-framework-5.0.2.RELEASE 目录，运行 gradlew.bat

第五步：转换为 eclipse 项目，执行 import-into-eclipse.bat 命令，构建前，请确保网络状态良好，按 任意键继续。

第六步：等待构建成功（若中途出现错误，大部分状况是因为网络中断形成的，重试以后通常都能解决 问题），构建成功后，会出现以下界面：

到这一步为止，还在使用 Eclipse 的小伙伴已经能够将项目导入到 Eclipse 中了。而咱们推荐使用的 IDEA 也比较智能，能够直接兼容 Eclipse 项目。接下来看下面的步骤：

第七步：导入 IDEA。打开 IntelliJ IDEA，点击 Import Project，弹出以下界面，选择 spring-framework-5.0.2.RELEASE 文件夹:

第八步：等待构建完成，在网络良好的状况下大约须要 10 分钟即可自动构建完成，你会看到以下界面：

第九步：在 IDEA 中，若是 Project 下的子项目文件夹变成粗体字以后，说明已经构建成功。还有一种 验证方式是：找到 ApplicationContext 类，按 Ctrl + Shift + Alt + U，出现类图界面说明构建成功。

Gradle 构建过程当中的坑

若是项目环境一直没法构建，项目文件夹没有变粗体字，类图没法自动生成。那么你必定是踩到了这样一个坑。

第一步：首先打开 View->Tool Windows -> Gradle

而后，点击右侧 Gradle 视图中的 Refresh，会出现以下的错误：

 

第二步：看错误，显然跟 Gradle 没有任何关系，解决办法：

1.关闭 IDEA，打开任务管理器，结束跟 java 有关的全部进程。

2.找到 JAVA_HOME -> jre -> lib 目录，将 tools.jar 重命名 tools.jar.bak。

3.重启 IDEA，再次点击 refresh，等待构建完成。