一、概述
Spring是J2EE應(yīng)用程序框架，是輕量級的IoC（控制反轉(zhuǎn)）和AOP（面向切面）容器框架，主要針對javaBean的生命周期進(jìn)行管理。使用基本的JavaBean代替了傳統(tǒng)的EJB，降低了企業(yè)應(yīng)用開發(fā)的復(fù)雜性。借助依賴注入、AOP應(yīng)用、面向接口編程等特性，降低了業(yè)務(wù)組件之間的耦合度，增強了系統(tǒng)的可擴展性。Spring是非侵入式的，應(yīng)用中的對象不依賴于Spring的特定類。可以整合和兼容其他框架，讓已有的技術(shù)和框架更加易用。
二、框架結(jié)構(gòu)
Spring框架是一個分層架構(gòu)，由七個模塊組成。Spring的各模塊構(gòu)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。
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Spring Core
提供了Spring框架的基本功能。核心容器的主要組件是BeanFactory，是工廠模式的實現(xiàn)。BeanFactory使用IoC將應(yīng)用程序的配置和依賴性規(guī)范與實際的應(yīng)用程序代碼分離。
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Spring Context
是一個配置文件，為Spring框架提供上下文信息。Spring上下文包括各種企業(yè)服務(wù)，如JNDI、EJB、電子郵件、國際化、校驗和調(diào)度等。
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Spring AOP
通過配置管理特性，該模塊將面向方面的編程功能集成到了Spring框架中。為基于Spring的應(yīng)用程序中的對象提供了事務(wù)管理服務(wù)，將聲明性事務(wù)管理集成到應(yīng)用程序中。
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Spring DAO
提供了有意義的異常層次結(jié)構(gòu)，可用該結(jié)構(gòu)來管理異常處理和錯誤信息。異常層次結(jié)構(gòu)簡化了錯誤處理，極大地降低了需要編寫的異常代碼量。
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Spring ORM
Spring框架插入了若干ORM框架，從而提供了ORM的對象關(guān)系工具。所有這些框架都遵從Spring的通用事務(wù)和DAO異常層次結(jié)構(gòu)。
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Spring Web
Web上下文模塊建立在應(yīng)用程序上下文模塊之上，為基于Web的應(yīng)用程序提供了上下文。Web模塊還簡化了處理多部分請求以及將請求參數(shù)綁定到域?qū)ο蟮墓ぷ鳌?/p>
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Spring MVC
SpringMVC框架是一個全功能的構(gòu)建Web應(yīng)用程序的MVC實現(xiàn)。
三、核心組件
Spring框架的核心組件主要有三個：Bean組件、Context組件、Core組件。
1、Bean組件
Bean組件在Spring的org.springframework.beans包下，這個包下的所有類主要負(fù)責(zé)bean的定義、創(chuàng)建、以及對bean的解析。在實際使用中只需要關(guān)注bean的創(chuàng)建即可，bean的定義和bean的解析由框架完成。
- bean的創(chuàng)建使用工廠模式，頂層接口是BeanFactory，最終的實現(xiàn)類是DefaultListableBeanFactory。BeanFactory有三個子接口：ListableBeanFactory、HierarchicalBeanFactory、AutowireCapableBeanFactory。這四個接口共同定義了bean的集合、bean之間的關(guān)系、以及bean的行為。
- bean的定義主要由BeanDefinition描述，描述了配置文件中所定義的<bean>節(jié)點中的所有信息。當(dāng)Spring成功解析節(jié)點后，節(jié)點信息被轉(zhuǎn)化成BeanDefinition對象，之后所有的操作都是針對該對象。
- bean的解析主要就是對Spring配置文件的解析。
2、Context組件
Context組件在Spring的org.springframework.context包下，提供一個運行時環(huán)境，用以保存各個對象的狀態(tài)。ApplicationContext是Context的頂級父類，標(biāo)識了一個應(yīng)用環(huán)境的基本信息。還繼承了五個接口，主要擴展Context的功能。
ApplicationContext主要有兩個子類：
- ConfigurableApplicationContext，表示該Context是可修改的，用戶在構(gòu)建Context時可以動態(tài)添加或修改已有的配置信息。
- WebApplicationContext，表示是為web準(zhǔn)備的Context，可以直接訪問ServletContext。
ApplicationContext必須完成以下幾件事：
- 標(biāo)識一個應(yīng)用環(huán)境
- 利用BeanFactory創(chuàng)建Bean對象
- 保存對象關(guān)系表
- 能夠捕獲各種事件
3、Core組件
Core組件包含了很多關(guān)鍵類，其中一個重要部分就是定義了資源的訪問方式。Resource接口封裝了各種可能的資源類型，對使用者屏蔽了文件類型的不同。Resource接口繼承了InputStreamSource接口，接口中的getInputStream方法返回InputStream類，所有的資源都可以通過這個類來獲取，也屏蔽了資源的提供者。ResourceLoader接口屏蔽了資源的加載者，只需要實現(xiàn)這個接口就可以加載所有類型的資源。Context把資源的加載、解析和描述工作委托給ResourcePatternResolver類來完成，由它整合在一起供其他組件使用。
四、原理
1、IoC
IoC是Spring的核心之一。傳統(tǒng)情況下，當(dāng)一個對象依賴于另一個對象時，需要通過new操作主動創(chuàng)建另一個對象的實例，這樣的話，兩個對象之間就產(chǎn)生了耦合。通過IoC，一個對象依賴的其他對象會通過被動的方式傳遞進(jìn)來，而不是自己創(chuàng)建或查找依賴對象。創(chuàng)建依賴對象實例的工作通常由Spring容器來完成，然后注入給依賴者，所以也被稱為DI（依賴注入）。
1.1 IoC容器
BeanFactory是IoC容器的核心接口，負(fù)責(zé)實例化、定位、配置應(yīng)用程序中的對象及建立這些對象間的依賴。XMLBeanFactory實現(xiàn)BeanFactory接口，通過獲取xml配置文件數(shù)據(jù)，組成應(yīng)用對象及對象間的依賴關(guān)系。
- BeanFactoryPostProcessor，在構(gòu)建BeanFactory時調(diào)用
- BeanPostProcessor，在構(gòu)建Bean對象時調(diào)用
- InitializingBean，在Bean實例創(chuàng)建時調(diào)用
- DisposableBean，在Bean實例銷毀時調(diào)用
- FactoryBean，用來創(chuàng)建Bean實例的Bean
1.2 注入方法
可以通過三種方法進(jìn)行注入：set方法、構(gòu)造函數(shù)、接口。
set方法注入
可以為屬性提供set方法。在配置文件中添加bean標(biāo)簽，屬性class的值為對象實現(xiàn)類的完整路徑。添加property標(biāo)簽，屬性name的值與對象類中對應(yīng)的屬性名稱一致，屬性value的值就是給對象類中對應(yīng)的屬性注入的值。
實現(xiàn)類：
public class User {
private String username;
public String getUsername() {
return username;
}
public void setUsername(String username) {
this.username= username;
}
}
配置文件：
<bean id="userAction" class="com.spring.action.User" >
<property name="username" value="admin"></property>
</bean>
也可以為對象提供set方法。在配置文件中添加對引用對象的bean聲明，屬性ref的值是所要引用的對象。這樣，框架就會將引用對象注入到對象類中。
實現(xiàn)類：
public class UserAction {
private UserService userservice;
public void setUserService(UserService userservice) {
this.userservice = userservice;
}
}
配置文件：
<bean id="userService" class="com.spring.service.UserService"></bean>
<bean id="userAction" class="com.spring.action.UserAction" >
<property name="userservice" ref="userService"></property>
</bean>
構(gòu)造方法注入
直接通過構(gòu)造函數(shù)，將要依賴的屬性或?qū)ο笞鳛閰?shù)傳遞給構(gòu)造函數(shù)。
實現(xiàn)類：
public class UserAction {
private String username;
public UserAction(String username) {
this.username= username;
}
}
配置文件：
<bean id="userAction" class="com.spring.action.UserAction" >
<constructor-arg constructor-argvalue="admin"></constructor-arg>
</bean>
接口方法注入
并不常用，所以不做介紹。
1.3 自動裝配
修改Spring配置文件中bean標(biāo)簽的autowire屬性，可以進(jìn)行自動裝配，簡化配置，提高開發(fā)效率。自動裝配屬性有六個值，分別代表不同的含義：
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byName
從Spring環(huán)境中獲取目標(biāo)對象時，目標(biāo)對象中的屬性會根據(jù)名稱在整個Spring環(huán)境中查找bean標(biāo)簽的id屬性值。如果有相同的，則獲取這個對象，實現(xiàn)關(guān)聯(lián)。要保證id不能重復(fù)。
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byType
從Spring環(huán)境中獲取目標(biāo)對象時，目標(biāo)對象中的屬性會根據(jù)名稱在整個Spring環(huán)境中查找bean標(biāo)簽的class屬性值。如果有相同的，則獲取這個對象，實現(xiàn)關(guān)聯(lián)。當(dāng)存在多個相同類型的bean對象時，會出錯。
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constructor
使用構(gòu)造方法完成對象注入，也就是根據(jù)構(gòu)造方法的參數(shù)類型進(jìn)行對象查找，相對于采用byType方式。
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autodetect
如果對象沒有無參數(shù)的構(gòu)造方法，則自動選擇constructor的裝配方式進(jìn)行構(gòu)造注入；如果對象含有無參數(shù)的構(gòu)造方法，則自動選擇byType的裝配方式進(jìn)行set注入。
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default
默認(rèn)采用上一級標(biāo)簽的自動裝配的值。
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no
不進(jìn)行自動裝配。
2、AOP
AOP是Spring的另一個核心。Spring通過AOP，允許分離應(yīng)用的業(yè)務(wù)邏輯與系統(tǒng)級服務(wù)（如日志、事務(wù)、權(quán)限等），從而提高了內(nèi)聚性。
2.1 AOP與OOP
AOP即面向切面編程，與OOP面向?qū)ο缶幊滔噍o相成。OOP要求職責(zé)分離，不同的類完成不同的功能，降低了代碼的復(fù)雜度，便于重用。但在職責(zé)分離的同時，如果多個類需要進(jìn)行相同操作時，需要在每個類中都加入這些內(nèi)容，增加了代碼的重復(fù)性。如果將這些內(nèi)容單獨封裝在一個類中，再通過每個類進(jìn)行調(diào)用，會增加類之間的耦合度。AOP就是在程序運行時，動態(tài)地將這些內(nèi)容切入到類的指定方法、指定位置上。OOP中，基本單元是類；AOP中，基本單元是切面。OOP橫向分成各個類，AOP縱向給對象加入特定代碼。
2.2 AOP術(shù)語
AOP中包含很多術(shù)語，理解這些術(shù)語才能全面的理解AOP的真正含義。
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切面（Aspect），橫切面的功能，用于抽象出類或接口
由Advice和Pointcut組成，既包含了橫切面的定義，也包含了切入點的定義。可以使用@Aspect注解實現(xiàn)。
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增強（Advice），橫切面功能的具體實現(xiàn)，對象的實例
由Aspect添加到特定Joinpoint的代碼，
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連接點（Joinpoint），程序運行期間的時間節(jié)點
在Spring AOP中，Joinpoint總是表現(xiàn)為方法執(zhí)行。
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切入點（Pointcut），描述橫切面功能應(yīng)用的限制
使用Pointcut的目的就是提供一組規(guī)則來匹配Joinpoint，只為滿足條件的Joinpoint添加Advice代碼。
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代理（Proxy），織入Advice的結(jié)果類
Spring AOP默認(rèn)使用JDK動態(tài)代理為接口實現(xiàn)代理。如果業(yè)務(wù)邏輯對象沒有實現(xiàn)接口，則使用CGLIB代理。Spring AOP建議基于接口編程，對接口進(jìn)行AOP，而不是基于類。
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目標(biāo)（Target），業(yè)務(wù)操作的實際對象，織入Advice的目標(biāo)對象，也被稱為被增強的對象
因為Spring AOP是通過運行時代理的方式實現(xiàn)Aspect的，所以目標(biāo)對象總是一個代理對象。一個類被AOP織入Advice后，會產(chǎn)生一個結(jié)果類，是包含原類和增強邏輯的代理類。
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織入（Weave），將組件應(yīng)用到業(yè)務(wù)流程中的過程，將Aspect和其他對象關(guān)聯(lián)并創(chuàng)建目標(biāo)對象的過程
Spring采用動態(tài)代理織入，而AspectJ則采用編譯器和類裝載器織入。
2.3 用法
定義Aspect
當(dāng)使用注解@Aspect標(biāo)注一個Bean后，Spring框架會自動將其添加到Spring AOP中。要想將對象轉(zhuǎn)換成Bean，還需要使用@Component之類的注解。如果一個類被@Aspect標(biāo)注，那么這個類就不能成為其他Aspect的目標(biāo)對象了。
@Component
@Aspect
public class Test{
}
聲明Pointcut
Pointcut聲明由兩部分組成：一個pointcut表達(dá)式，一個方法簽名。使用注解@Pointcut標(biāo)注pointcut表達(dá)式。
@Pointcut("execution(* com.service.UserService.*(..))")
private void dataAccessOperation() {}
該聲明描述的是：匹配com.service.UserService下的所有方法的執(zhí)行。
pointcut表達(dá)式由指示器和操作參數(shù)組成。指示器有以下幾種：
- execution，匹配joinpoint的執(zhí)行
- within，匹配特定類下的所有joinpoint的執(zhí)行
- this，匹配一個bean，該bean是一個給定類型的實例
- target，匹配一個目標(biāo)對象，該對象是一個給定類型的實例
- bean，匹配指定bean下的所有方法
- args，匹配參數(shù)滿足要求的方法
- @annotation，匹配由指定注解所標(biāo)注的方法
聲明Advice
Advice通常是和Pointcut表達(dá)式關(guān)聯(lián)在一起使用的。
@Component
@Aspect
public class BeforeAspectTest {
// 定義一個Pointcut, 使用切點表達(dá)式函數(shù)來描述對哪些Joinpoint使用advise
@Pointcut("execution(* com.service.UserService.*(..))")
public void dataAccessOperation() {
}
}
@Component
@Aspect
public class AdviseDefine {
// 定義advise
@Before("com.aspect.PointcutDefine.dataAccessOperation()")
public void doBeforeAccessCheck(JoinPoint joinPoint) {
System.out.println("Before advise, method: " + joinPoint.getSignature().toShortString());
}
}
3、注解
注解Annotation是一種類似注釋的機制，在代碼中添加注解可以在之后的某個時間使用這些信息。Java虛擬機不會對注解進(jìn)行編譯，而是通過反射機制讀取注解中的信息。使用注解的主要目的是為了提高開發(fā)效率，不需要配置過多的xml文件，不必在配置文件中添加標(biāo)簽。
3.1 使用注解
需要在配置文件中增加命名空間和約束文件：
<beans ...
xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
xsi:schemaLocation="
...
http://www.springframework.org/schema/contexthttp://www.springframework.org/schema/context/spring-context-2.5.xsd
">
3.2 配置基包
告訴框架哪些類使用注解：
<context:component-scan base-package="com.spring" />
3.3 注解種類
Spring框架自帶很多注解。
持久層注解@Repository
@Repository
public class UserDao{
// ......
}
等同于配置文件中的：
<bean id="userDao" class="com.spring.UserDao" />
服務(wù)層注解@Service
@Service(value="testService")
public classTestService {
@Resource //相當(dāng)于自動裝配
private UserDao userDao;
public UserDao getUserDao() {
return userDao;
}
public void setUserDao(UserDao userDao) {
this.userDao = userDao;
}
}
等同于配置文件中的：
<bean id="testService" class="com.spring.UserService" />
其中，@Resource表示對象間的關(guān)系，默認(rèn)采用byName方式進(jìn)行裝配，如果找不到關(guān)聯(lián)對象，則采用byType方式裝配。
控制層注解@Controller
@Controller(value="ua")
@Scope(value="prototype")
public class UserAction {
@Resource
private UserService userService；
public UserService getUserService() {
return userService;
}
}
等同于配置文件中的：
<bean id="ua" class="com.spring.UserAction " />
Tips：以上三層中的組件關(guān)鍵字都可以使用@Component來代替。
從Spring環(huán)境中獲取Action對象
ServletContext application =request.getSession().getServletContext();
ApplicationContext ac = WebApplicationContextUtils.getWebApplicationContext(application);
// 獲取控制層對象
UserAction useraction = (UserAction)ac.getBean("ua");
// 設(shè)置編碼
response.setContentType("text/html;charset=GBK");
PrintWriter out = response.getWriter();
// 分別打印三個層的對象
out.println("Action:" + userAction);
out.println("Service:" + userAction.getUserService());
out.println("Dao:" + userAction.getUserService().getUserDao());