在這由三部分組成的介紹 Spring 框架的系列文章的第一期中，將開始學習如何用 Spring 技術構建輕量級的、強壯的 J2EE 應用程序。developerWorks 的定期投稿人 Naveen Balani 通過介紹 Spring 框架開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 是一個開源框架，是為了解決企業應用程序開發復雜性而創建的。框架的主要優勢之一就是其分層架構，分層架構允許您選擇使用哪一個組件，同時為 J2EE 應用程序開發提供集成的框架。
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，然後將討論兩個最有趣的模塊：Spring 面向方面編程（AOP）和控制反轉 （IOC） 容器。接著將使用幾個示例演示 IOC 容器在典型應用程序用例場景中的應用情況。這些示例還將成為本系列後面部分進行的展開式討論的基礎，在本文的後面部分，將介紹 Spring 框架通過 Spring AOP 實現 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
Spring 框架是一個分層架構，由 7 個定義良好的模塊組成。Spring 模塊構建在核心容器之上，核心容器定義了創建、配置和管理 bean 的方式，如圖 1 所示。
圖 1. Spring 框架的 7 個模塊
組成 Spring 框架的每個模塊（或組件）都可以單獨存在，或者與其他一個或多個模塊聯合實現。每個模塊的功能如下：
核心容器：核心容器提供 Spring 框架的基本功能。核心容器的主要組件是 BeanFactory，它是工廠模式的實現。BeanFactory 使用控制反轉 （IOC） 模式將應用程序的配置和依賴性規范與實際的應用程序代碼分開。
Spring 上下文：Spring 上下文是一個配置文件，向 Spring 框架提供上下文信息。Spring 上下文包括企業服務，例如 JNDI、EJB、電子郵件、國際化、校驗和調度功能。
Spring AOP：通過配置管理特性，Spring AOP 模塊直接將面向方面的編程功能集成到了 Spring 框架中。所以，可以很容易地使 Spring 框架管理的任何對象支持 AOP。Spring AOP 模塊為基於 Spring 的應用程序中的對象提供了事務管理服務。通過使用 Spring AOP，不用依賴 EJB 組件，就可以將聲明性事務管理集成到應用程序中。
Spring DAO：JDBC DAO 抽象層提供了有意義的異常層次結構，可用該結構來管理異常處理和不同數據庫供應商拋出的錯誤消息。異常層次結構簡化了錯誤處理，並且極大地降低了需要編寫的異常代碼數量（例如打開和關閉連接）。Spring DAO 的面向 JDBC 的異常遵從通用的 DAO 異常層次結構。
Spring ORM：Spring 框架插入了若干個 ORM 框架，從而提供了 ORM 的對象關系工具，其中包括 JDO、Hibernate 和 iBatis SQL Map。所有這些都遵從 Spring 的通用事務和 DAO 異常層次結構。
Spring Web 模塊：Web 上下文模塊建立在應用程序上下文模塊之上，為基於 Web 的應用程序提供了上下文。所以，Spring 框架支持與 Jakarta Struts 的集成。Web 模塊還簡化了處理多部分請求以及將請求參數綁定到域對象的工作。
Spring MVC 框架：MVC 框架是一個全功能的構建 Web 應用程序的 MVC 實現。通過策略接口，MVC 框架變成為高度可配置的，MVC 容納了大量視圖技術，其中包括 JSP、Velocity、Tiles、iText 和 POI。
Spring 框架的功能可以用在任何 J2EE 服務器中，大多數功能也適用於不受管理的環境。Spring 的核心要點是：支持不綁定到特定 J2EE 服務的可重用業務和數據訪問對象。毫無疑問，這樣的對象可以在不同 J2EE 環境 （Web 或 EJB）、獨立應用程序、測試環境之間重用。
IOC 和 AOP
控制反轉模式（也稱作依賴性介入）的基本概念是：不創建對象，但是描述創建它們的方式。在代碼中不直接與對象和服務連接，但在配置文件中描述哪一個組件需要哪一項服務。容器 （在 Spring 框架中是 IOC 容器） 負責將這些聯系在一起。
在典型的 IOC 場景中，容器創建了所有對象，並設置必要的屬性將它們連接在一起，決定什麼時間調用方法。下表列出了 IOC 的一個實現模式。
類型 1 服務需要實現專門的接口，通過接口，由對象提供這些服務，可以從對象查詢依賴性（例如，需要的附加服務） 類型 2 通過 JavaBean 的屬性（例如 setter 方法）分配依賴性 類型 3 依賴性以構造函數的形式提供，不以 JavaBean 屬性的形式公開Spring 框架的 IOC 容器采用類型 2 和類型3 實現。
面向方面的編程
面向方面的編程，即 AOP，是一種編程技術，它允許程序員對橫切關注點或橫切典型的職責分界線的行為（例如日志和事務管理）進行模塊化。AOP 的核心構造是方面，它將那些影響多個類的行為封裝到可重用的模塊中。
AOP 和 IOC 是補充性的技術，它們都運用模塊化方式解決企業應用程序開發中的復雜問題。在典型的面向對象開發方式中，可能要將日志記錄語句放在所有方法和 Java 類中才能實現日志功能。在 AOP 方式中，可以反過來將日志服務模塊化，並以聲明的方式將它們應用到需要日志的組件上。當然，優勢就是 Java 類不需要知道日志服務的存在，也不需要考慮相關的代碼。所以，用 Spring AOP 編寫的應用程序代碼是松散耦合的。
AOP 的功能完全集成到了 Spring 事務管理、日志和其他各種特性的上下文中。
IOC 容器
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。這個包通常不是由用戶直接使用，而是由服務器將其用作其他多數功能的底層中介。下一個最高級抽象是 BeanFactory 接口，它是工廠設計模式的實現，允許通過名稱創建和檢索對象。BeanFactory 也可以管理對象之間的關系。
BeanFactory 支持兩個對象模型。
單態 模型提供了具有特定名稱的對象的共享實例，可以在查詢時對其進行檢索。Singleton 是默認的也是最常用的對象模型。對於無狀態服務對象很理想。
原型 模型確保每次檢索都會創建單獨的對象。在每個用戶都需要自己的對象時，原型模型最適合。
bean 工廠的概念是 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。正如我將在下一個示例中演示的那樣，Spring 框架使用 JavaBean 屬性和配置數據來指出必須設置的依賴關系。
BeanFactory 接口
因為 org.springframework.beans.factory.BeanFactory 是一個簡單接口，所以可以針對各種底層存儲方法實現。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。
清單 1. XmlBeanFactory
BeanFactory factory = new XMLBeanFactory(new FileInputSteam("mybean.xml"));
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 的名稱即可，如清單 2 所示。
清單 2. getBean()
MyBean mybean = (MyBean) factory.getBean("mybean");
每個 bean 的定義都可以是 POJO （用類名和 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間接的級別。
IOC 示例
理解控制反轉最簡單的方式就是看它的實際應用。在對由三部分組成的 Spring 系列 的第 1 部分進行總結時，我使用了一個示例，演示了如何通過 Spring IOC 容器注入應用程序的依賴關系（而不是將它們構建進來）。
我用開啟在線信用帳戶的用例作為起點。對於該實現，開啟信用帳戶要求用戶與以下服務進行交互：
信用級別評定服務，查詢用戶的信用歷史信息。
遠程信息鏈接服務，插入客戶信息，將客戶信息與信用卡和銀行信息連接起來，以進行自動借記（如果需要的話）。
電子郵件服務，向用戶發送有關信用卡狀態的電子郵件。
三個接口
對於這個示例，我假設服務已經存在，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服務的應用程序接口。
清單 3. CreditRatingInterface
public interface CreditRatingInterface {
public boolean getUserCreditHistoryInformation(ICustomer iCustomer);
}
清單 3 所示的信用級別評定接口提供了信用歷史信息。它需要一個包含客戶信息的 Customer 對象。該接口的實現是由 CreditRating 類提供的。
清單 4. CreditLinkingInterface
public interface CreditLinkingInterface {
public String getUrl();
public void setUrl(String url);
public void linkCreditBankAccount() throws Exception ;
}
信用鏈接接口將信用歷史信息與銀行信息（如果需要的話）連接在一起，並插入用戶的信用卡信息。信用鏈接接口是一個遠程服務，它的查詢是通過 getUrl() 方法進行的。URL 由 Spring 框架的 bean 配置機制設置，我稍後會討論它。該接口的實現是由 CreditLinking 類提供的。
清單 5. EmailInterface
public interface EmailInterface {
public void sendEmail(ICustomer iCustomer);
public String getFromEmail();
public void setFromEmail(String fromEmail) ;
public String getPassword();
public void setPassword(String password) ;
public String getSmtpHost() ;
public void setSmtpHost(String smtpHost);
public String getUserId() ;
public void setUserId(String userId);
}
EmailInterface 負責向客戶發送關於客戶信用卡狀態的電子郵件。郵件配置參數（例如 SMPT 主機、用戶名、口令）由前面提到的 bean 配置機制設置。Email 類提供了該接口的實現。
Spring 使其保持松散
這些接口就位之後，接下來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用例的實現。
注意，所有的 setter 方法都是由 Spring 的配置 bean 實現的。所有的依賴關系 （也就是三個接口）都可以由 Spring 框架用這些 bean 注入。createCreditCardAccount() 方法會用服務去執行其余實現。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。
運行應用程序
要運行示例應用程序，首先必須 下載 Spring 框架 及其所有依賴文件。接下來，將框架釋放到（比如說）磁盤 c:\，這會創建 C:\spring-framework-1.2-rc2 （適用於當前發行版本） 這樣的文件夾。在繼續後面的操作之前，還必須下載和釋放 Apache Ant。
接下來，將源代碼釋放到文件夾，例如 c:\ 盤，然後創建 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。完成這些工作之後，就有了必需的構建依賴關系集。
打開命令提示符，將當前目錄切換到 SpringProject，在命令提示符中輸入以下命令：build。
這會構建並運行 CreateCreditAccountClient 類，類的運行將創建 Customer 類對象並填充它，還會調用 CreateCreditCardAccount 類創建並鏈接信用卡帳戶。CreateCreditAccountClient 還會通過 ClassPathXmlApplicationContext 裝入 Spring 配置文件。裝入 bean 之後，就可以通過 getBean() 方法訪問它們了，如清單 8 所示。
清單 8. 裝入 Spring 配置文件
ClassPathXmlApplicationContext appContext =
new ClassPathXmlApplicationContext(new String[] {
"springexample-creditaccount.xml"
});
CreateCreditCardAccountInterface creditCardAccount =
(CreateCreditCardAccountInterface)
appContext.getBean("createCreditCard");
結束語
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 個模塊開始，然後深入介紹了其中兩個模塊：Spring AOP 和 IOC 容器。
由於學習的最佳方法是實踐，所以我用一個工作示例介紹了 IOC 模式 （像 Spring 的 IOC 容器實現的那樣）如何用松散耦合的方式將分散的系統集成在一起。在這個示例中可以看到，將依賴關系或服務注入工作中的信用卡帳戶應用程序，要比從頭開始構建它們容易得多。
請繼續關注這一系列的下一篇文章，我將在這裡學習的知識基礎上，介紹 Spring AOP 模塊如何在企業應用程序中提供持久支持，並讓您開始了解 Spring MVC 模塊和相關插件。
本文配套源碼
