[Day-03] - Spring Framework Introduction - iT 邦幫忙::一起幫忙解決難題，拯救 IT 人的一天

2021 iThome 鐵人賽

DAY 3

Software Development

Wow ! There is no doubt about Learn Spring framework in a month.系列第 3 篇

[Day-03] - Spring Framework Introduction

13th鐵人賽 spring introduce spring aop spring ioc spring di

weisting

團隊Game Masters

2021-09-18 00:10:17

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Abstract

在Spring Framework尚未被開發出來時，Java EE是以 Sun公司（已經被Oracle 公司收購，但為了紀念其對Java發展未來有巨大的影響力，故依舊保持名稱，以表敬意）所制定的EJB(Enterprise Java Bean)作為標準的。在早期的EJB年代，開發一個EJB需要大量的街口和配置文件，直至EJB 2.0的年代。開發一個EJB需要大量的接口和配置文件。直至EJB 2.0的年代，開發一個EJB還需要兩個配置文檔，其結果就是配置工作量比開發工作量還大。Sun公司定義的JSP和Servlet卻是運行在Ｗeb容器中，因Servlet為一種SSR(Server-Side Render)架構框架，亦為當初盛行ＭＶＣ(Model-View-Controller)架構，可以理解到需要用Web容器去EJB容器和服務。故存在了一項重大缺點，需要增加調用配置文件才能讓Ｗeb容器調用EJB容器。此時需同時開發兩項容器，非常多的配置內容與繁瑣的規範導致開發效率相當低。故開發人員須了解許多繁瑣的EJB細節，才能進行配置和測試，這樣測試也難以進行。
就在大家苦惱此種架構難以維運與開發同時，在2002年，位於澳大利亞工程師Rod Johnson(論學歷的話，他是位音樂家，因他是音樂博士)在其著名的著作Expert One-on-One J2EE Design and Development中提出了Spring架構，其開發目標為三個方向，如下：

Spring框架應該使用起來很愉悅。
各種應用程序不應該依賴許多API。
Spring框架不應該與現有好的解決方案競爭，但勢必與現有方案促進整合。

故在2004年由Rod Johnson主導的Spring框架推出 1.0 版本。

Principle Introduction

Spring 以強大的控制反轉(IoC)及面向切面式編程(AOP)來管理各類Java資源，在控制反轉(IoC)方面，從而降低許多資源的耦合：提供了極低的外部入侵性，也就是使用Spring框架來開發程式碼，即使脫離了Spring API也可以繼續使用。在面向切面式編程(AOP)通過動態代理技術(cglib)，允許我們按照規範進行配置開發，進而增強每個Bean的功能。因為在前一章提到，早期的1.5版本前不支援註解，固接使用XML檔進行Bean配置連接，等到Spring 2.0出來之後，才出現新一版的註解方式(Annotation)進行配置，以減少許多XML配置檔的繁瑣步驟，固區分為兩派XML古老派及註解(Annotation)新生派。故可集成於20多種模組，區分為核心容器(Core Container)、數據訪問/集成(Data Access/ Integration)層、Web層、AOP(Aspect Oriented Programming，面向切面式編程)、植入模塊(Instrumentation)、消息傳輸(Messaging)和測試模組(Test)，各類模組細節部分將在結構當中做敘述。

Structure

1. 核心容器

Spring的核心容器服務是所有模塊的運作基底，此容器由Spring-core、Spring-beans、Spring-context、Spring-context-suport和Spring-expression(Spring表達式語言)等模組組成。

1.1 Spring-core 模組：
提供了框架的基本組成部分，包括控制反轉(Inversion of Control,IoC)和依賴注入(Dependency Injection,DI)功能。

1.1.1
Spring IoC :
＊ XML配置的IoC容器：基於BeanFactory和ApplicationContext兩個接口，BeanFactory接口有多個實現類，最常用為org.springframework.beans.factory.xml.XmlBeanFactory。而ApplicationContext是BeanFactory的子類別，目前支援此種實例有三種方法，但本次分享章節部探討此方式。
1. 通過ClassPathXmlApplicationContext創建
2. 通過FileSystemXmlApplicationContext創建
3. 通過Web服務器實例化ApplicationContext
＊基於註解的IoC容器：就是透過AnnotationConfigApplicationContext取得對應的Bean，從名稱就可以看出它是一個基於註解的IoC容器。
1.1.2
Spring DI:
＊ XML配置的DI容器：作用是在使用Spring框架創建對象時動態地將其所依賴的對象注入Bean組件中，Spring框架的依賴注入通常有兩種實現方式。一種是使用構造方法注入，另一種是使用屬性的Setter方法注入。
＊基於註解的DI容器：透過IoC容器中的Bean之間的依賴，在註解方式進行依賴注入(DI)的方式，加入@Autowired是最常用的註解之一，它根據屬性的類型(by type)找到對應的Bean進行注入。

1.2 Spring-beans 模組：如上所述，提供BeanFactory，是一個工廠模式(Factory Pattern)的一個經典實現，所有代管對象皆為Bean。

1.3 Spring-context 模組：建立在Core和Beans模組的基礎上，為一種框架是的對象訪問方式，訪問定義和配置的任何對象的媒介。為第一點所述，無論採用何種方式取得Bean，都須透過BeanFactory的子接口ApplicationContext來實現。

1.4 Spring-context-support 模組：支持整合第三方套件到Spring的應用程序上，如：高速緩存(EhCache、JCache)、任務調度(CommonJ、Quartz)及事務調度(Spring-JPA、Spring-data-mongodb及Spring-boot-starter-redis)。

1.5 Spring-expression 模組：提供強大的表達式語言去支持運作時查詢和操作對象。該語言支持設置和獲取屬性值、屬性配置、方法調用、訪問數據、集合和索引氣的內容、邏輯和算數邏輯、變量命名及Spring的IoC容器中以名稱檢索對象。

2. AOP和Instrumentation

Spring AOP亦包含了XML配置方式及註解配置方式，在dynamic.jdk包中創建代理類JDKDynamicProxy。在JDK動態代理中代理類必須實現java.lang.reflect.InvocationHandler接口。並覆蓋(@Override)其代理方法，而Spring Core框架採用CGLIB(Code Generation Libaray)是一個高性能開源的程式碼套件包，採用非常底層的字節碼技術。對指定的目標類生成一個子類，並加強對子類別的方法邏輯。

2.1 Spring-aop模組：提供一個符合ＡＯＰ要求的面向式切面的編譯實例，允許定義方法攔截器的切入點。將代碼按照功能進行分離，已變乾淨的分開各類程式邏輯區段，降低耦合性。

2.2 Spring-aspects模組：提供了雨AspectJ的整合功能，AspectJ是一個基於Java語言的AOP框架，從Spring 2.0後引入一個AspectJ的支持框架，分為：Before、After Returning、Around、After Throwing、After及Declare parents六類行為。