Spring 架構簡介

Spring AOP 和 IOC 容器入門

文檔選項 <tr valign="top"><td width="8"><img alt="" height="1" width="8" src="//www.ibm.com/i/c.gif"/></td><td width="16"><img alt="" width="16" height="16" src="//www.ibm.com/i/c.gif"/></td><td class="small" width="122"><p><span class="ast">未顯示需要 JavaScript 的文檔選項</span></p></td></tr> 將此頁作為電子郵件發送 範例代碼 層級： 初級 Naveen Balani (naveenbalani@rediffmail.com), 技術架構師, Webify Solutions 2005 年 8 月 18 日 在 這由三部分組成的介紹 Spring 架構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 應用程式。developerWorks 的定期投稿人 Naveen Balani 通過介紹 Spring 架構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 是一個開源架構，是為瞭解決公司專屬應用程式程式開發複雜性而建立的。架構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 應用程式開發提供整合的架構。 在這篇由三部分組成的 Spring 系列 的第 1 部分中，我將介紹 Spring 架構。我先從架構底層模型的角度描述該架構的功能，然後將討論兩個最有趣的模組：Spring 面向方面編程（AOP）和控制反轉 （IOC） 容器。接著將使用幾個樣本示範 IOC 容器在典型應用程式用例情境中的應用情況。這些樣本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 架構通過 Spring AOP 實現 AOP 構造的方式。 請參閱 下載，下載 Spring 架構和 Apache Ant，運行本系列的應用程式範例需要它們。 Spring 架構 Spring 架構是一個分層架構，由 7 個定義良好的模組組成。Spring 模組構建在核心容器之上，核心容器定義了建立、配置和管理 bean 的方式， 1 所示。 圖 1. Spring 架構的 7 個模組 組成 Spring 架構的每個模組（或組件）都可以單獨存在，或者與其他一個或多個模組聯合實現。每個模組的功能如下： 核心容器：核心容器提供 Spring 架構的準系統。核心容器的主要組件是 BeanFactory，它是原廠模式的實現。BeanFactory 使用控制反轉 （IOC） 模式將應用程式的配置和依賴性規範與實際的應用程式代碼分開。 Spring 上下文：Spring 上下文是一個設定檔，向 Spring 架構提供上下文資訊。Spring 上下文包括企業服務，例如 JNDI、EJB、電子郵件、國際化、校正和調度功能。 Spring AOP： 通過組態管理特性，Spring AOP 模組直接將面向方面的編程功能整合到了 Spring 架構中。所以，可以很容易地使 Spring 架構管理的任何對象支援 AOP。Spring AOP 模組為基於 Spring 的應用程式中的對象提供了交易管理服務。通過使用 Spring AOP，不用依賴 EJB 組件，就可以將聲明性交易管理整合到應用程式中。 Spring DAO：JDBC DAO 抽象層提供了有意義的異常階層，可用該結構來管理異常處理和不同資料庫供應商拋出的錯誤訊息。異常階層簡化了錯誤處理，並且極大地降低了需要編寫 的異常代碼數量（例如開啟和關閉串連）。Spring DAO 的面向 JDBC 的異常遵從通用的 DAO 異常階層。 Spring ORM：Spring 架構插入了若干個 ORM 架構，從而提供了 ORM 的對象關係工具，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 異常階層。 Spring Web 模組：網路內容模組建立在應用程式上下文模組之上，為基於 Web 的應用程式提供了上下文。所以，Spring 架構支援與 Jakarta Struts 的整合。Web 模組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 架構：MVC 架構是一個全功能的構建 Web 應用程式的 MVC 實現。通過策略介面，MVC 架構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 架構的功能可以用在任何 J2EE 伺服器中，大多數功能也適用於不受管理的環境。Spring 的核心要點是：支援不綁定到特定 J2EE 服務的可重用業務和Data Access Objects。毫無疑問，這樣的對象可以在不同 J2EE 環境 （Web 或 EJB）、獨立應用程式、測試環境之間重用。 回頁首 IOC 和 AOP 控制反轉模式（也稱作依賴性介入）的基本概念是：不建立對象，但是描述建立它們的方式。在代碼中不直接與對象和服務串連，但在設定檔中描述哪一個組件需要哪一項服務。容器 （在 Spring 架構中是 IOC 容器） 負責將這些聯絡在一起。 在典型的 IOC 情境中，容器建立了所有對象，並設定必要的屬性將它們串連在一起，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介面，通過介面，由對象提供這些服務，可以從物件查詢依賴性（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 依賴性以建構函式的形式提供，不以 JavaBean 屬性的形式公開 Spring 架構的 IOC 容器採用類型 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，它允許程式員對橫切關注點或橫切典型的職責分界線的行為（例如日誌和交易管理）進行模組化。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組中。 AOP 和 IOC 是補充性的技術，它們都運用模組化方式解決公司專屬應用程式程式開發中的複雜問題。在典型的物件導向開發方式中，可能要將日誌記錄語句放在所有方法和 Java 類中才能實現日誌功能。在 AOP 方式中，可以反過來將Log Service模組化，並以聲明的方式將它們應用到需要日誌的組件上。當然，優勢就是 Java 類不需要知道Log Service的存在，也不需要考慮相關的代碼。所以，用 Spring AOP 編寫的應用程式代碼是鬆散耦合的。 AOP 的功能完全整合到了 Spring 交易管理、日誌和其他各種特性的上下文中。 回頁首 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。這個包通常不是由使用者直接使用，而是由伺服器將其用作其他多數功能的底層中介。下一個最進階抽象是 BeanFactory 介面，它是工廠設計模式的實現，允許通過名稱建立和檢索對象。BeanFactory 也可以管理對象之間的關係。 BeanFactory 支援兩個物件模型。 單態 模型提供了具有特定名稱的對象的共用執行個體，可以在查詢時對其進行檢索。Singleton 是預設的也是最常用的物件模型。對於無狀態服務對象很理想。 原型 模型確保每次檢索都會建立單獨的對象。在每個使用者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式代碼轉移到架構。正如我將在下一個樣本中示範的那樣，Spring 架構使用 JavaBean 屬性和配置資料來指出必須設定的依賴關係。 BeanFactory 介面 因為 org.springframework.beans.factory.BeanFactory 是一個簡單介面，所以可以針對各種底層儲存方法實現。最常用的 BeanFactory 定義是 XmlBeanFactory，它根據 XML 檔案中的定義裝入 bean，如清單 1 所示。 清單 1. XmlBeanFactory BeanFactory factory = new XMLBeanFactory(new FileInputSteam("mybean.xml")); 在 XML 檔案中定義的 Bean 是被消極載入的，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 介面為使用 Spring 架構構建的應用程式添加了一個間接的層級。 回頁首 IOC 樣本 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，我使用了一個樣本，示範了如何通過 Spring IOC 容器注入應用程式的依賴關係（而不是將它們構建進來）。 我用開啟線上信用帳戶的用例作為起點。對於該實現，開啟信用帳戶要求使用者與以下服務進行互動： 信用層級評定服務，查詢使用者的信用曆史資訊。 遠程資訊連結服務，插入客戶資訊，將客戶資訊與信用卡和銀行資訊串連起來，以進行自動借記（如果需要的話）。 電子郵件服務，向使用者發送有關信用卡狀態的電子郵件。 回頁首 三個介面 對於這個樣本，我假設服務已經存在，理想的情況是用鬆散耦合的方式把它們整合在一起。以下清單顯示了三個服務的應用程式介面。 清單 3. CreditRatingInterface public interface CreditRatingInterface { public boolean getUserCreditHistoryInformation(ICustomer iCustomer); } 清單 3 所示的信用層級評定介面提供了信用曆史資訊。它需要一個包含客戶資訊的 Customer 對象。該介面的實現是由 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 ; } 信用連結介面將信用曆史資訊與銀行資訊（如果需要的話）串連在一起，並插入使用者的信用卡資訊。信用連結介面是一個遠程服務，它的查詢是通過 getUrl() 方法進行的。URL 由 Spring 架構的 bean 配置機制設定，我稍後會討論它。該介面的實現是由 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、使用者名稱、口令）由前面提到的 bean 配置機制設定。Email 類提供了該介面的實現。 回頁首 Spring 使其保持鬆散 這些介面就位之後，接下來要考慮的就是如何用鬆散耦合方式將它們整合在一起。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。所有的依賴關係 （也就是三個介面）都可以由 Spring 架構用這些 bean 注入。createCreditCardAccount() 方法會用服務去執行其餘實現。在 清單 7 中可以看到 Spring 的設定檔。我用箭頭突出了這些定義。 回頁首 運行應用程式 要運行應用程式範例，首先必須 下載 Spring 架構 及其所有依賴檔案。接下來，將架構釋放到（比如說）磁碟 c:/，這會建立 C:/spring-framework-1.2-rc2 （適用於當前發行版本） 這樣的檔案夾。在繼續後面的操作之前，還必須下載和釋放 Apache Ant。 接下來，將原始碼釋放到檔案夾，例如 c:/ 盤，然後建立 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）複製到 SpringProject/lib 檔案夾中。完成這些工作之後，就有了必需的構建依賴關係集。 開啟命令提示字元，將目前的目錄切換到 SpringProject，在命令提示字元中輸入以下命令：build。 這會構建並運行 CreateCreditAccountClient 類，類的運行將建立 Customer 類對象並填充它，還會調用 CreateCreditCardAccount 類建立並連結信用卡帳戶。CreateCreditAccountClient 還會通過 ClassPathXmlApplicationContext 裝入 Spring 設定檔。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 設定檔 ClassPathXmlApplicationContext appContext = new ClassPathXmlApplicationContext(new String[] { "springexample-creditaccount.xml" }); CreateCreditCardAccountInterface creditCardAccount = (CreateCreditCardAccountInterface) appContext.getBean("createCreditCard"); 回頁首 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 架構的基礎。我從討論群組成 Spring 分層架構的 7 個模組開始，然後深入介紹了其中兩個模組：Spring AOP 和 IOC 容器。 由 於學習的最佳方法是實踐，所以我用一個工作樣本介紹了 IOC 模式 （像 Spring 的 IOC 容器實現的那樣）如何用鬆散耦合的方式將分散的系統整合在一起。在這個樣本中可以看到，將依賴關係或服務注入工作中的信用卡帳戶應用程式，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 模組如何在公司專屬應用程式程式中提供持久支援，並讓您開始瞭解 Spring MVC 模組和相關外掛程式。 回頁首 下載 描述 名字 大小 下載方法 Examples: source code, spring files, build scripts wa-spring1-SpringProject.zip 9 KB HTTP 關於下載方法的資訊 參考資料 您可以參閱本文在 developerWorks 全球網站上的 英文原文 。 雖然 Spring AOP 提供了獨特的優勢，但它並不是惟一的 AOP 實現。請參閱“AOP@Work: AOP 工具比較，第 1 部分”（developerWorks，2005 年 2 月），瞭解 Spring AOP 的構成。 通過“無需容器的對象關係映射”（developerWorks，2004 年 4 月）學習如何用 Hibernate 和 Spring AOP 開發事務性的持久層（persistence layer）。 請從 Spring homepage 下載 Spring 架構。 請從 Ant homepage 下載 Apache Ant。 通過參與 developerWorks blogs 加入 developerWorks 社區。 還請參閱 developerWorks 上的一些豐富的參考資料： Web 架構專區 中的文章專門介紹了各種基於 Web 的解決方案。 Developer Bookstore 提供了技術書籍的完整清單，其中包括數百本 Web 相關主題的書籍。 關於作者   Naveen Balani 把他的大多數時間都花在了設計和開發基於 J2EE 的架構和產品上。他為 IBM developerWorks 撰寫了各種不同的文章，涉及的主題包括：ESB、SOA、JMS、WebServices Architectures、CICS、AXIS、DB2 XML Extender、WebSphere Studio、MQSeries 和 Java Wireless Devices，以及 DB2 Everyplace for Palm、J2ME、MIDP、Java-Nokia、Visual Studio .Net 和無線資料同步。您可以通過 naveenbalani@rediffmail.com 與他聯絡。