16.Spring前世今生与Spring编程思想

1.1.课程目标

1、通过对本章内容的学习,可以掌握Spring的基本架构及各子模块之间的依赖关系。

2、 了解Spring的发展历史，启发思维。

3、 对 Spring形成一个整体的认识，为之后的深入学习做铺垫。

4、 通过对本章内容的学习，可以了解Spring版本升级的规律，从而应用到自己的系统升级版本命名。

5、Spring编程思想总结。

1.2.内容定位

Spring使用经验1-5年 ，希望深入了解Spring源码的人群。

1.3.Spring的前世今生

相信经历过不使用框架开发Web项目的70后、80后都会有如此感触，如今的程序员开发项目太轻松了 ，基本只需要关心业务如何实现，通用技术问题只需要集成框架便可。早在2007年 ,一个基于 Java语言的开源框架正式发布，取了一个非常有活力且美好的名字，叫做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，其目的是用于简化企业级应 用程序开发。应用程序是由一组相互协作的对象组成。而在传统应用程序开发中，一个完整的应用是由 —组相互协作的对象组成。所以开发一个应用除了要开发业务逻辑之外，最多的是关注如何使这些对象 协作来完成所需功能，而且要低耦合、高聚合。业务逻辑开发是不可避免的，那如果有个框架出来帮我 们来创建对象及管理这些对象之间的依赖关系。可能有人说了,比如"抽象工厂、工厂方法模式" 不也可以帮我们创建对象，" 生成器模式" 帮我们处理对象间的依赖关系，不也能完成这些功能吗？可是这 些又需要我们创建另一些工厂类、生成器类，我们又要而外管理这些类，增加了我们的负担，如果能有 种通过配置方式来创建对象，管理对象之间依赖关系,我们不需要通过工厂和生成器来创建及管理对象 之间的依赖关系，这样我们是不是减少了许多工作，加速了开发，能节省出很多时间来干其他事。Spring 框架刚出来时主要就是来完成这个功能。

Spring框架除了帮我们管理对象及其依赖关系，还提供像通用日志记录、性能统计、安全控制、异 常处理等面向切面的能力，还能帮我管理最头疼的数据库事务，本身提供了一套简单的JDBC访问实现, 提供与第三方数据访问框架集成（如 Hibernate. JPA）,与各种Java EE技术整合（如 Java Mail、任 务调度等等），提供一套自己的Web层框架Spring MVC、而且还能非常简单的与第三方Web框架集 成。从这里我们可以认为Spring是一个超级粘合大平台，除了自己提供功能外，还提供粘合其他技术 和框架的能力，从而使我们可以更自由的选择到底使用什么技术进行开发。而且不管是JAVASE （ C/S 架构）应用程序还是JAVA EE （ B/S架构）应用程序都可以使用这个平台进行开发。如今的Spring已 经不再是一个框架，早已成为了一种生态。SpringBoot的便捷式开发实现了零配置，SpringCloud全 家桶，提供了非常方便的解决方案。接下来，让我们来深入探讨Spring到底能给我们带来什么？

1.4.—切从Bean开始

说到Bean这个概念，还得从Java的起源说起。早在1996年 ，Java还只是一个新兴的、初出茅庐 的编程语言。人们之所以关注她仅仅是因为，可以使用Java的Applet来开发Web应用，作为浏览器 组件。但开发者们很快就发现这个新兴的语言还能做更多的事情。与之前的所有语言不同，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飞猛进，但当时开发用的是传统的面向过 程开发思想，软件的开发效率一直踟蹰不前。伴随着业务复杂性的不断加深，开发也变得越发困难。其 实 ，当时也是OOP思想飞速发展的时期，她在80年代末被提出，成熟于90年代,现今大多数编程语言都已经是面向对象的）。

同年12月 ，Sun公司发布了当时还名不见经传但后来人尽皆知的JavaBean 1.00-A规范。早期的 Java Bean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 对象不仅可以被重用，而且还可以轻松地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，但当时他们却是主要用作构建窗体控件，毕竟在PC时代那才是主流。但相比于当时正如日 中天的Delphi. VB和 C++ , 它看起来还是太简易了，以至于无法胜任任何"实际的"工作需要。

复杂的应用通常需要事务、安全、分布式等服务的支持，但 JavaBean并未直接提供。所以到了 1998 年 3 月 ，Sun公司发布了 EJB 1.0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，但他也不再像早期的JavaBean那么简单了。实际上,除了名字叫EJB Bean 以外，其他的和JavaBean关系不大了。

尽管现实中有很多系统是基于EJB构建的，但 EJB从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很多基础架构层面的开发，例如事务和安全；但另一方面EJB在部署描述符 和配套代码实现等方面变得异常复杂。随看时间的推移，很多开发者对EJB已经不再抱有幻想，开始寻 求更简洁的方法。

现在Java组件开发理念重新回归正轨。新的编程技术AOP和 DI的不断出现，他们为JavaBean提 供了之前EJB才能拥有的强大功能。这些技术为POJO提供了类似EJB的声明式编程模型，而没有引入 任何EJB的复杂性。当简单的JavaBean足以胜任时，人们便不愿编写笨重的EJB组件了。

客观地讲，EJB的发展甚至促进了基于POJO的编程模型。引入新的理念，最新的EJB规范相比之 前的规范有了前所未有的简化，但对很多开发者而言，这一切的一切都来得太退了。到了 EJB3规范发 布时，其他基|=| 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。

1.5.Spring的设计初衷

Spring是为解决企业级应用开发的复杂性而设计,她可以做很多事。但归根到底支撑Spring的仅 仅是少许的基本理念，而所有的这些基本理念都能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面做了简化。而 Spring则立志于全方面的简化Java开发。 对此,她主要采取了 4 个关键策略:

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松耦合；

3、基于切面和惯性进行声明式编程；

4、通过切面和模板减少样板式代码；

而他主要是通过：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。

1.6.BOP编程伊始

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中作用就像Object对OOP的意义一样Spring中没有Bean也就没有Spring 存在的意义。Spring提供了 IOC容器通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(其中最常见的实现方式叫做依赖注入(Dependency Injection , DI ) , 还有一种方式叫 〃依赖查找〃 ( Dependency Lookup , DL ) ,她在 C+ + 、Java. PHP以及.NET中都运用。在最早的 Spring中是包含有依赖注入方法和依赖查询的/但因为依赖查询使用频率过低，不久就被Spring移除 了 ,所以在Spring中控制反转也被直接称作依赖注入)，她的基本概念是: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。

1.7.依赖注入的基本概念

Spring 设计的核心 org.springframework.beans 包 （架构核心是 org.springframework.core 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最底层支持两个对象模型。

1.单例：提供了具有特定名称的全局共享实例对象，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。

2 .原型：确保每次检索都会创建单独的实例对象。在每个用户都需要自己的对象时，采用原型模式。 Bean工厂的概念是Spring作为IoC容器的基础。I0C则将处理事情的责任从应用程序代码转移到 框架。

1.8.AOP编程理念

面向切面编程，即AOP ,是一种编程思想，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（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 I0C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。

AOP编程的常用场景有: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。

1.9.Spring中的编程思想总结

Spring编程思想

2.0.Springs系统架构

Spring总共大约有20个模块,由 1300多个不同的文件构成。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/lntegeration ) 、Web、报文发送( Messaging ) 、Test, 6 个模块集合 中。以下是Spring 5 的模块结构图：

组成Spring框架的每个模块集合或者模块都可以单独存在，也可以一个或多个模块联合实现。每个模 块的组成和功能如下:

2.1.核心容器

由 spring-beans、spring-core, spring-context W 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) 。 Bean Factory 接口是 Spring 框架中的核 心接口，它是工厂模式的具体实现。Bean Factory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不同，Applicationcontext容器实例化后会自动对所有的单实例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，可以查询、管理运行中的对象，同 时也方便的可以调用对象方法、操作数组、集合等。它的语法类似于传统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1基=1 于Spring产品的需求而设计，他 可以非常方便地同Spring IOC进行交互。

2.2.AOP和设备支持

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

spring-aop是 Spring的另一个核心模块，是 AOP主要的实现模块。作为继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，然后设计出了一系列的AOP横切实现，比如前置通知、返回通知、异常通知等，同 时 ,Pointcut接口来匹配切入点，可以使用现有的切入点来设计横切面，也可以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，主要作用是在JVM启用时，生成一个代理类，程序员通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,这里是纯个人观点。

2.3.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 作 。 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 NamedParameterJdbcTemplateo

spring-tx模块是Spring JDBC事务控制实现模块。使用Spring框 架 ,它对事务做了很好的封装, 通过它的AOP配置,可以灵活的配置在任何一层;但是在很多的需求和应用，直接使用JDBC事务控 制还是有其优势的。其实，事务是以业务逻辑为1基=1 础的；一个完整的业务应该对应业务层里的一个方法； 如果业务操作失败’则整个事务回滚;所以，事务控制是绝对应该放在业务层的；但是,持久层的设计 则应该遵循一个很重要的原则：保证操作的原子性，即持久层里的每个方法都应该是不可以分割的。所 以 ，在使用Spring JDBC事务控制时，应该注意其特殊性。

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 ) 能够发送和接收信息, 自 Spring Framework 4.1 以 后 ，他还提供了对spring-messaging模块的支撑。

2.4.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1=1 础Web支 持 ，主要建立于核心容器之上,通过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前端的全双工通讯的协议。

spring-webflux是一个新的非堵塞函数式Reactive W eb框 架 ,可以用来建立异步的，非阻塞, 事件驱动的服务，并且扩展性非常好。

2.5.通信报文

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。

2.6.集成测试

即 spring-test模块,主要为测试提供支持的，毕竟在不需要发布(程序)到你的应用服务器或者连接 到其他企业设施的情况下能够执行 些集成测试或者其他测试对于任何企业都是非常重要的。

2.7.集成兼容

即 spring-framework-bom模 块 ，Bill of Materials解 决 Spring的不同模块依赖版本不同问题。

2.8.各模块之间的依赖关系

Spring官网对Spring5各模块之间的关系也做了详细说明：

对Spring5各模块做了一次系统的总结，描述模块之间的依赖关系，希望能对小伙伴们有 所帮助。

接下来的课程中,我们将深入了解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和其他部分。

参考资料：

1.《spring 5核心原理与30个类手写实战》谭勇德著