IBM Spring介绍

Spring 框架简介 Spring AOP 和 IOC 容器入门

2005 年 8 月 18 日 在这由三部分组成的介绍 Spring 框架的系列文章的第一期中，将开始学习如何用 Spring 技术构建轻量级的、强壮的 J2EE 应用程序。developerWorks 的定期投稿人 Naveen Balani 通过介绍 Spring 框架开始了他由三部分组成的 Spring 系列，其中还将介绍 Spring 面向方面的编程（AOP）和控制反转（IOC）容器。 Spring 是一个开源框架，是为了解决企业应用程序开发复杂性而创建的。框架的主要优势之一就是其分层架构，分层架构允许您选择使用哪一个组件，同时为 J2EE 应用程序开发提供集成的框架。 在这篇由三部分组成的 Spring 系列 的第 1 部分中，我将介绍 Spring 框架。我先从框架底层模型的角度描述该框架的功能，然后将讨论两个最有趣的模块：Spring 面向方面编程（AOP）和控制反转 （IOC） 容器。接着将使用几个示例演示 IOC 容器在典型应用程序用例场景中的应用情况。这些示例还将成为本系列后面部分进行的展开式讨论的基础，在本文的后面部分，将介绍 Spring 框架通过 Spring AOP 实现 AOP 构造的方式。 请参阅 下载，下载 Spring 框架和 Apache Ant，运行本系列的示例应用程序需要它们。 Spring 框架 Spring 框架是一个分层架构，由 7 个定义良好的模块组成。Spring 模块构建在核心容器之上，核心容器定义了创建、配置和管理 bean 的方式，如图 1 所示。 图 1. Spring 框架的 7 个模块 组成 Spring 框架的每个模块（或组件）都可以单独存在，或者与其他一个或多个模块联合实现。每个模块的功能如下： 核心容器：核心容器提供 Spring 框架的基本功能。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。 Spring 上下文：Spring 上下文是一个配置文件，向 Spring 框架提供上下文信息。Spring 上下文包括企业服务，例如 JNDI、EJB、电子邮件、国际化、校验和调度功能。 Spring AOP：通过配置管理特性，Spring AOP 模块直接将面向方面的编程功能集成到了 Spring 框架中。所以，可以很容易地使 Spring 框架管理的任何对象支持 AOP。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 EJB 组件，就可以将声明性事务管理集成到应用程序中。 Spring DAO：JDBC DAO 抽象层提供了有意义的异常层次结构，可用该结构来管理异常处理和不同数据库供应商抛出的错误消息。异常层次结构简化了错误处理，并且极大地降低了需要编写的异常代码数量（例如打开和关闭连接）。Spring DAO 的面向 JDBC 的异常遵从通用的 DAO 异常层次结构。 Spring ORM：Spring 框架插入了若干个 ORM 框架，从而提供了 ORM 的对象关系工具，其中包括 JDO、Hibernate 和 iBatis SQL Map。所有这些都遵从 Spring 的通用事务和 DAO 异常层次结构。 Spring Web 模块：Web 上下文模块建立在应用程序上下文模块之上，为基于 Web 的应用程序提供了上下文。所以，Spring 框架支持与 Jakarta Struts 的集成。Web 模块还简化了处理多部分请求以及将请求参数绑定到域对象的工作。 Spring MVC 框架：MVC 框架是一个全功能的构建 Web 应用程序的 MVC 实现。通过策略接口，MVC 框架变成为高度可配置的，MVC 容纳了大量视图技术，其中包括 JSP、Velocity、Tiles、iText 和 POI。   Spring 框架的功能可以用在任何 J2EE 服务器中，大多数功能也适用于不受管理的环境。Spring 的核心要点是：支持不绑定到特定 J2EE 服务的可重用业务和数据访问对象。毫无疑问，这样的对象可以在不同 J2EE 环境 （Web 或 EJB）、独立应用程序、测试环境之间重用。 IOC 和 AOP 控制反转模式（也称作依赖性介入）的基本概念是：不创建对象，但是描述创建它们的方式。在代码中不直接与对象和服务连接，但在配置文件中描述哪一个组件需要哪一项服务。容器 （在 Spring 框架中是 IOC 容器） 负责将这些联系在一起。 在典型的 IOC 场景中，容器创建了所有对象，并设置必要的属性将它们连接在一起，决定什么时间调用方法。下表列出了 IOC 的一个实现模式。 类型 1 服务需要实现专门的接口，通过接口，由对象提供这些服务，可以从对象查询依赖性（例如，需要的附加服务） 类型 2 通过 JavaBean 的属性（例如 setter 方法）分配依赖性 类型 3 依赖性以构造函数的形式提供，不以 JavaBean 属性的形式公开 Spring 框架的 IOC 容器采用类型 2 和类型3 实现。 面向方面的编程 面向方面的编程，即 AOP，是一种编程技术，它允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，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所有方法和 Java 类中才能实现日志功能。在 AOP 方式中，可以反过来将日志服务模块化，并以声明的方式将它们应用到需要日志的组件上。当然，优势就是 Java 类不需要知道日志服务的存在，也不需要考虑相关的代码。所以，用 Spring AOP 编写的应用程序代码是松散耦合的。 AOP 的功能完全集成到了 Spring 事务管理、日志和其他各种特性的上下文中。 IOC 容器 Spring 设计的核心是 org.springframework.beans 包，它的设计目标是与 JavaBean 组件一起使用。这个包通常不是由用户直接使用，而是由服务器将其用作其他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，允许通过名称创建和检索对象。BeanFactory 也可以管理对象之间的关系。 BeanFactory 支持两个对象模型。 单态 模型提供了具有特定名称的对象的共享实例，可以在查询时对其进行检索。Singleton 是默认的也是最常用的对象模型。对于无状态服务对象很理想。 原型 模型确保每次检索都会创建单独的对象。在每个用户都需要自己的对象时，原型模型最适合。 bean 工厂的概念是 Spring 作为 IOC 容器的基础。IOC 将处理事情的责任从应用程序代码转移到框架。正如我将在下一个示例中演示的那样，Spring 框架使用 JavaBean 属性和配置数据来指出必须设置的依赖关系。 BeanFactory 接口 因为 org.springframework.beans.factory.BeanFactory 是一个简单接口，所以可以针对各种底层存储方法实现。最常用的 BeanFactory 定义是 XmlBeanFactory，它根据 XML 文件中的定义装入 bean，如清单 1 所示。 清单 1. XmlBeanFactory 在 XML 文件中定义的 Bean 是被消极加载的，这意味在需要 bean 之前，bean 本身不会被初始化。要从 BeanFactory 检索 bean，只需调用 getBean() 方法，传入将要检索的 bean 的名称即可，如清单 2 所示。 清单 2. getBean() 每个 bean 的定义都可以是 POJO （用类名和 JavaBean 初始化属性定义） 或 FactoryBean。FactoryBean 接口为使用 Spring 框架构建的应用程序添加了一个间接的级别。 IOC 示例 理解控制反转最简单的方式就是看它的实际应用。在对由三部分组成的 Spring 系列 的第 1 部分进行总结时，我使用了一个示例，演示了如何通过 Spring IOC 容器注入应用程序的依赖关系（而不是将它们构建进来）。 我用开启在线信用帐户的用例作为起点。对于该实现，开启信用帐户要求用户与以下服务进行交互： 信用级别评定服务，查询用户的信用历史信息。 远程信息链接服务，插入客户信息，将客户信息与信用卡和银行信息连接起来，以进行自动借记（如果需要的话）。 电子邮件服务，向用户发送有关信用卡状态的电子邮件。   三个接口 对于这个示例，我假设服务已经存在，理想的情况是用松散耦合的方式把它们集成在一起。以下清单显示了三个服务的应用程序接口。 清单 3. CreditRatingInterface 清单 3 所示的信用级别评定接口提供了信用历史信息。它需要一个包含客户信息的 Customer 对象。该接口的实现是由 CreditRating 类提供的。 清单 4. CreditLinkingInterface 信用链接接口将信用历史信息与银行信息（如果需要的话）连接在一起，并插入用户的信用卡信息。信用链接接口是一个远程服务，它的查询是通过 getUrl() 方法进行的。URL 由 Spring 框架的 bean 配置机制设置，我稍后会讨论它。该接口的实现是由 CreditLinking 类提供的。 清单 5. EmailInterface EmailInterface 负责向客户发送关于客户信用卡状态的电子邮件。邮件配置参数（例如 SMPT 主机、用户名、口令）由前面提到的 bean 配置机制设置。Email 类提供了该接口的实现。 Spring 使其保持松散 这些接口就位之后，接下来要考虑的就是如何用松散耦合方式将它们集成在一起。在 清单 6 中可以看到信用卡帐户用例的实现。 注意，所有的 setter 方法都是由 Spring 的配置 bean 实现的。所有的依赖关系 （也就是三个接口）都可以由 Spring 框架用这些 bean 注入。createCreditCardAccount() 方法会用服务去执行其余实现。在 清单 7 中可以看到 Spring 的配置文件。我用箭头突出了这些定义。 运行应用程序 要运行示例应用程序，首先必须 下载 Spring 框架 及其所有依赖文件。接下来，将框架释放到（比如说）磁盘 c:/，这会创建 C:/spring-framework-1.2-rc2 （适用于当前发行版本） 这样的文件夹。在继续后面的操作之前，还必须下载和释放 Apache Ant。 接下来，将源代码释放到文件夹，例如 c:/ 盘，然后创建 SpringProject。将 Spring 库（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）复制到 SpringProject/lib 文件夹中。完成这些工作之后，就有了必需的构建依赖关系集。 打开命令提示符，将当前目录切换到 SpringProject，在命令提示符中输入以下命令：build。 这会构建并运行 CreateCreditAccountClient 类，类的运行将创建 Customer 类对象并填充它，还会调用 CreateCreditCardAccount 类创建并链接信用卡帐户。CreateCreditAccountClient 还会通过 ClassPathXmlApplicationContext 装入 Spring 配置文件。装入 bean 之后，就可以通过 getBean() 方法访问它们了，如清单 8 所示。 清单 8. 装入 Spring 配置文件

 

当 Hibernate 遇上 Spring Hibernate 事务天生适合 Spring AOP

级别: 中级   2005 年 9 月 26 日 Naveen Balani 继续他的 Spring 系列，介绍把 Hibernate 事务与 Spring 面向方面编程（AOP）集成的知识。结果是一个可以依靠的持久性框架。 在这个系列的 前一期中，我介绍了 Spring 框架的 7 个模块，包括 Spring AOP 和控制反转（IOC）容器。然后我用一个简单的示例演示了 IOC 模式（由 Spring IOC 容器实现）如何用松散耦合的方式集成分散的系统。 现在，我从我上次结束的地方开始，采用与上次类似的示例，演示 Spring AOP 和 Spring Hibernate 持久性支持的声明性事务处理，所以我首先从对这两项技术的深入研究开始。 下载这篇文章的源代码。请参阅 参考资料 访问 Spring 框架和 Apache Ant，运行这篇文章的示例应用程序需要它们。 Spring AOP 软件系统通常由多个组件构成，每个组件负责一个特定的功能领域。但是，这些组件也经常承担它们的核心功能之外的额外责任。系统服务（例如日志、事务管理和安全性）经常发现自己跑到了别的组件的领域里，而这些组件的核心职责是其他事情。结果就是所谓的“代码纠缠”，或者更简单点儿说“一团糟”。面向方面编程是一种试图解决这个问题的编程技术，它把关注点的隔离提升为核心的编程概念。 使用 AOP 时，仍然是在一个地方定义系统的公共功能，但是可以声明性地定义 如何 和 在哪里 应用这个功能。如果对横切关注点（例如日志和事务管理）进行了模块化，那么不用修改每个单独的类，就可以向代码中添加新特性。这类模块化的关注点称作 方面。 以一个企业应用程序为例。这类应用程序通常要求类似于安全性和事务支持的服务。显然，可以把这些服务的支持直接编写到要求服务的每个类当中，但是更希望能够不必为大量事务性上下文编写同样的事务处理代码。如果使用 Spring AOP 进行事务处理，那么可以声明性地安排适当的方法调用，而不必逐个安排。 Spring AOP 提供了几个方面，可以为 JavaBean 声明事务。例如，TransactionProxyFactoryBean 是个方便的代理类，能够拦截对现有类的方法调用，并把事务上下文应用到事务 bean。在下面的示例中会看到这个类的实际应用。 Hibernate Spring 框架提供了对 Hibernate、JDO 和 iBATIS SQL Maps 的集成支持。Spring 对 Hibernate 的支持是第一级的，整合了许多 IOC 的方便特性，解决了许多典型的 Hibernate 集成问题。框架对 Hibernate 的支持符合 Spring 通用的事务和数据访问对象（DAO）异常层次结构。 Spring 为使用选择的 OR 映射层来创建数据访问应用程序提供了支持。因为所有东西都设计成一组可重用 JavaBean，所以不管选择什么技术，都能以库的格式访问大多数 Spring 的 OR 映射支持。 ApplicationContext 或 BeanFactory 内部的 OR 映射的好处是简化了配置和部署。 Hibernate 是 Java 平台上一个功能全面的、开源的 OR 映射框架。Hibernate 支持开发符合常规 Java 理念的持久性类 —— 包括关联、继承、多态、复合以及 Java 集合框架。Hibernate 查询语言（HQL）被设计成 SQL 的一个微型面向对象扩展，它是对象和关系世界之间的桥梁。Hibernate 也支持用原始 SQL 或基于 Java 的标准和示例查询表达查询。Hibernate 使用 XML（*.hbm.xml） 文件把 Java 类映射到表，把 JavaBean 属性映射到数据库表。 通过 JDBC 技术，支持所有的 SQL 数据库管理系统。Hibernate 与所有流行的 J2EE 应用程序服务器和 Web 容器都很好地集成。 实际示例 一个银行应用程序示例可以让您自己看到 Spring AOP 和 Hibernate 一起工作有多么好。银行帐户用例允许用户 （Customer） 在一个事务中打开一个或多个银行帐户。用户可以申请多个银行帐户，可以选择是支票帐户类型或者是储蓄帐户类型。 应用程序数据库（Cloudscape™）容纳所有客户和帐户信息。在这个例子中，假设在 Customer 和 Account 类之间存在 1:N 的关联。在实际生活场景中，关联可能需要按 m:n 建模，才能支持联合帐户。 由于用户必须可以在一个事务中申请多个帐户，所以首先要为数据库交互实现一个 DOA 模式。然后要设置 Spring AOP 的 TransactionProxyFactoryBean，让它拦截方法调用并声明性地把事务上下文应用到 DOA。 Hibernate 实践 在 Spring 框架中，像 JDBC DataSource 或 Hibernate SessionFactory 这样的资源，在应用程序上下文中可以用 bean 实现。需要访问资源的应用程序对象只需通过 bean 引用得到这类预先定义好的实例的引用即可（这方面的更多内容在 下一节中）。在清单 1 中，可以看到示例银行应用程序的一段摘录：XML 应用程序上下文定义显示了如何设置 JDBC DataSource，并在上面放一个 Hibernate SessionFactory。 清单 1. JDBC DataSource 和 HibernateSessionFactory 连接 清单 1 显示了如何为示例应用程序数据库（是 Cloudscape）配置数据源 bean （exampleDataSource）。exampleDatasource 被连接到 Spring Hibernate 的 SessionFactory。请注意 *.hbm.xml 指定了示例应用程序的 OR 映射文件。 数据源和会话工厂设置好之后，下一步就是在 DAO 中连接，在 CustomerDAOImpl 示例中，要使用 SessionFactory。接下来，插入 Spring 的 TransactionProxyFactoryBean，它会拦截对应用程序的 CustomerDAOImpl 对象的方法调用，并声明性地在它上面应用事务。 在 清单 2 的这个示例中，CustomerDAOImpl 类的 addCustomer 方法是作为事务的一部分执行的，有一个事务属性 PROPAGATION_REQUIRED。这个属性等价于 EJB 容器的 TX_REQUIRED。如果想让这个方法一直在事务中运行，可以使用 PROPAGATION_REQUIRED。如果事务已经在运行，那么 bean 方法会加入事务，否则 Spring 的轻量级事务管理器会启动一个事务。如果想在调用组件服务时总是启动新事务，可以使用 PROPAGATION_REQUIRES_NEW 属性。 应用程序的连接完成之后，现在来进一步查看源代码。 分析这个! 如果以前没这么做过，那么请 下载这篇文章的源代码。把源 zip 文件释放到计算机中的任何位置上，例如 c:/。会创建一个叫作 SpringProjectPart2 的文件夹。src/spring 文件夹包含示例应用程序的 Hibernate 映射文件和 Spring 配置文件。src/springexample/hibernate 文件包含应用程序的源代码。 在这里会发现两个类，即 Customer 和 Account，它们用 Hibernate 映射文件映射到两个表。Customer 类代表客户信息，Account 代表客户的帐户信息。正如前面提到的，我把这两个类按照 1: N 关系进行建模，即一个 Customer 可以拥有多个 Account。清单 3 显示了 Customer 对象的 Hibernate 映射文件。 清单 3. Customer 对象的 Hibernate 映射文件 set name="accounts" 和一对多类标签指定了 Customer 和 Account 之间的关系。我还在 Account.hbm.xml 文件中定义了 Account 对象的映射。 CustomerDAOImpl.java 代表应用程序的 DAO，它在应用程序数据库中插入客户和帐户信息。CustomerDAOImpl 扩展了 Spring 的 HibernateDaoSupport，它用 Spring HibernateTemplate 简化了会话管理。这样，可以通过 getHibernateTemplate() 方法保存或检索数据。下面显示的 getCustomerAccountInfo() 对 Customer 进行 查找，通过 getHibernateTemplate().find 方法用 HQL 得到客户的帐户信息，如清单 4 所示。 清单 4. DAO 实现 所有这些都应当很容易掌握。现在来看代码的实际应用! 运行应用程序 要运行示例应用程序，必须首先 下载 Spring 框架 和它的全部依赖文件。接下来，释放框架到某一位置（比如 c:/ ），这会创建文件夹 C:/spring-framework-1.2-rc2（针对当前发行版）。在继续之前还必须下载和释放 Apache Ant 和 Cloudscape。下载 Cloudscape 之后，把它释放到 c:/ ，这会创建文件夹 C:/Cloudscape_10.0。 接下来，释放源代码到 c:/ ，这会创建 SpringProject2 文件夹。接下来修改 build.xml 文件的入口，用实际安装 Spring 的位置代替 C:/spring-framework-1.2-rc2，用实际安装 Cloudscape 的位置代替 C:/Program Files/IBM/Cloudscape_10.0。 打开命令行提示符，进入 SpringProject 目录，在命令行提示符下输入以下命令：build. 这会构建并运行 CreateBankCustomerClient 类，它会创建 Customer 类对象，用数据填充它，创建 Account 对象，填充它，并把它添加到 Customer 对象。 然后 CreateBankCustomerClient 会调用 CustomerDAOImpl.addCustomer 类，添加客户和帐户信息。一旦插入完成，CreateBankCustomerClient 会调用 CustomerDAOImpl.getCustomerAccountInfo 方法，根据 userid 得到客户和帐户信息。如果 CreateBankCustomerClient 执行成功，会在控制台上看到打印出 userid。也可以查询 Cloudscape 数据库检索客户和帐户信息。 结束语 在三部分的 Spring 系列 的第 2 部分中，我介绍了如何集成 Spring Hibernate 和 Spring AOP。结果是一个强健的持久性框架，支持声明性的实现事务。 在这个系列的下一篇，也是最后一篇文章中，我将介绍 Spring 的 MVC 模块，介绍如何用它来简化基于 Web 的应用程序的创建。 下载 描述 名字 大小 下载方法 Example source code, spring files, build scripts wa-spring2-SpringProjectPart2.zip 12 KB  FTP 关于下载方法的信息 Get Adobe® Reader® 参考资料 学习 您可以参阅本文在 developerWorks 全球站点上的 英文原文。 虽然 Spring AOP 提供了独特的优势，但它并不是惟一的 AOP 实现。请阅读“AOP@Work: AOP 工具比较，第 1 部分”了解 Spring AOP 的构成（developerWorks，2005 年 2 月）。 通过“无需容器的对象关系映射”（developerWorks，2004 年 4 月）学习用 Hibernate 和 Spring AOP 开发事务性持久性层。 Web 架构专区 的文章专门涉及各种基于 Web 的解决方案。 获得产品和技术 从 Spring 主页 下载 Spring 框架。 从 Ant 主页 下载 Apache Ant。 讨论 通过参与 developerWorks blogs 加入 developerWorks 社区。