Spring-前言

Spring是什么？它是怎么诞生的？有哪些主要的组件和核心功能呢?
本文通过这几个问题来构筑对Spring和Spring Framework的整体认知。

什么是Spring？

Spring是什么？它是怎么诞生的？它的诞生是为了解决什么问题？

Spring的起源

百度百科中关于Spring的起源介绍如下：

要谈Spring的历史，就要先谈J2EE。J2EE应用程序的广泛实现是在1999年和2000年开始的，它的出现带来了诸如事务管理之类的核心中间层概念的标准化，但是在实践中并没有获得绝对的成功，因为开发效率、开发难度和实际的性能都令人失望。

曾经使用过EJB开发JAVA EE应用的人，一定知道，在EJB开始的学习和应用非常的艰苦，很多东西都不能一下子就很容易的理解。EJB要严格地实现各种不同类型的接口，类似的或者重复的代码大量存在。而配置也是复杂和单调，同样使用JNDI进行对象查找的代码也是单调而枯燥。虽然有一些开发工作随着xdoclet的出现，而有所缓解，但是学习EJB的高昂代价，和极低的开发效率，极高的资源消耗，都造成了EJB的使用困难。
而Spring出现的初衷就是为了解决类似的这些问题。

Spring的一个最大的目的就是使JAVA EE开发更加容易。同时，Spring之所以与Struts、Hibernate等单层框架不同，是因为Spring致力于提供一个以统一的、高效的方式构造整个应用，并且可以将单层框架以最佳的组合揉和在一起建立一个连贯的体系。可以说Spring是一个提供了更完善开发环境的一个框架，可以为POJO(Plain Ordinary Java Object)对象提供企业级的服务。

Spring的形成，最初来自Rod Jahnson所著的一本很有影响力的书籍《Expert One-on-One J2EE Design and Development在新窗口打开》，就是在这本书中第一次出现了Spring的一些核心思想，该书出版于2002年。

Spring的特性和优势

Spring Framework有哪些特性，用了这个框架对开发而言有什么好处呢？

从Spring框架的特性来看：

非侵入式：基于Spring开发的应用中的对象可以不依赖于Spring的API
控制反转：IOC——Inversion of Control，指的是将对象的创建权交给 Spring 去创建。使用 Spring 之前，对象的创建都是由我们自己在代码中new创建。而使用 Spring 之后。对象的创建都是给了 Spring 框架。
依赖注入：DI——Dependency Injection，是指依赖的对象不需要手动调用 setXX 方法去设置，而是通过配置赋值。
面向切面编程：Aspect Oriented Programming——AOP
容器：Spring 是一个容器，因为它包含并且管理应用对象的生命周期
组件化：Spring 实现了使用简单的组件配置组合成一个复杂的应用。在 Spring 中可以使用XML和Java注解组合这些对象。
一站式：在 IOC 和 AOP 的基础上可以整合各种企业应用的开源框架和优秀的第三方类库（实际上 Spring 自身也提供了表现层的 SpringMVC 和持久层的 Spring JDBC）

从使用Spring框架的好处来看：

Spring 可以使开发人员使用 POJOs 开发企业级的应用程序。只使用 POJOs 的好处是你不需要一个 EJB 容器产品，比如一个应用程序服务器，但是你可以选择使用一个健壮的 servlet 容器，比如 Tomcat 或者一些商业产品。
Spring 在一个单元模式中是有组织的。即使包和类的数量非常大，你只要担心你需要的，而其它的就可以忽略了。
Spring 不会让你白费力气做重复工作，它真正的利用了一些现有的技术，像 ORM 框架、日志框架、JEE、Quartz 和 JDK 计时器，其他视图技术。
测试一个用 Spring 编写的应用程序很容易，因为环境相关的代码被移动到这个框架中。此外，通过使用 JavaBean-style POJOs，它在使用依赖注入注入测试数据时变得更容易。
Spring 的 web 框架是一个设计良好的 web MVC 框架，它为比如 Structs 或者其他工程上的或者不怎么受欢迎的 web 框架提供了一个很好的供替代的选择。MVC 模式导致应用程序的不同方面(输入逻辑，业务逻辑和UI逻辑)分离，同时提供这些元素之间的松散耦合。模型(Model)封装了应用程序数据，通常它们将由 POJO 类组成。视图(View)负责渲染模型数据，一般来说它生成客户端浏览器可以解释 HTML 输出。控制器(Controller)负责处理用户请求并构建适当的模型，并将其传递给视图进行渲染。
Spring 对 JavaEE 开发中非常难用的一些 API（JDBC、JavaMail、远程调用等），都提供了封装，使这些API应用难度大大降低。
轻量级的 IOC 容器往往是轻量级的，例如，特别是当与 EJB 容器相比的时候。这有利于在内存和 CPU 资源有限的计算机上开发和部署应用程序。
Spring 提供了一致的事务管理接口，可向下扩展到（使用一个单一的数据库，例如）本地事务并扩展到全局事务（例如，使用 JTA）

谈谈对Spring的理解

Spring是一个轻量级的IoC和AOP容器框架，是为Java应用程序提供基础性服务的一套框架。
目的是用于简化企业应用程序的开发，它使得开发者只需要关心业务需求。
轻量级是相对于重量级而言的，轻量级一般就是非侵入式的、所依赖的东西少、资源占用少、部署简单，容易使用。

Spring有哪些组件？

下图来自，官方文档 Spring-framework 5.0
需要注意的是，虽然这个图来源于Spring Framwork5.0 M4 版本，但是它依然是V4版本的图，比如Spring 5版本中的web模块已经去掉了Portlet模块，新增了WebFlux模块等。

上图中包含了 Spring 框架的所有模块，这些模块可以满足一切企业级应用开发的需求，在开发过程中可以根据需求有选择性地使用所需要的模块。
下面分别对这些模块的作用进行简单介绍（并且结合SpringFramework5.x源码模块对应各模块关系）。

Core Container（Spring的核心容器）

Spring 的核心容器是其他模块建立的基础，由 Beans 模块、Core 核心模块、Context 上下文模块和 SpEL 表达式语言模块组成，没有这些核心容器，也不可能有 AOP、Web 等上层的功能。
具体介绍如下：

Beans 模块：提供了框架的基础部分，包括控制反转和依赖注入。
Core 核心模块：封装了 Spring 框架的底层部分，包括资源访问、类型转换及一些常用工具类。
Context 上下文模块：建立在 Core 和 Beans 模块的基础之上，集成 Beans 模块功能并添加资源绑定、数据验证、国际化、Java EE 支持、容器生命周期、事件传播等。ApplicationContext 接口是上下文模块的焦点。
SpEL 模块：提供了强大的表达式语言支持，支持访问和修改属性值，方法调用，支持访问及修改数组、容器和索引器，命名变量，支持算数和逻辑运算，支持从 Spring 容器获取 Bean，它也支持列表投影、选择和一般的列表聚合等。

Data Access/Integration（数据访问／集成）

数据访问／集成层包括 JDBC、ORM、OXM、JMS 和 Transactions 模块。
具体介绍如下：

JDBC 模块：提供了一个 JDBC 的样例模板，使用这些模板能消除传统冗长的 JDBC 编码还有必须的事务控制，而且能享受到 Spring 管理事务的好处。
ORM 模块：提供与流行的“对象-关系”映射框架无缝集成的 API，包括 JPA、JDO、Hibernate 和 MyBatis 等。而且还可以使用 Spring 事务管理，无需额外控制事务。
OXM 模块：提供了一个支持 Object /XML 映射的抽象层实现，如 JAXB、Castor、XMLBeans、JiBX 和 XStream。将 Java 对象映射成 XML 数据，或者将XML 数据映射成 Java 对象。
JMS 模块：指 Java 消息服务，提供一套 “消息生产者、消息消费者”模板用于更加简单的使用 JMS，JMS 用于用于在两个应用程序之间，或分布式系统中发送消息，进行异步通信。
Transactions 事务模块：支持编程和声明式事务管理。

Web模块

Spring 的 Web 层包括 Web、Servlet、WebSocket 和 Webflux 组件。
具体介绍如下：

Web 模块：提供了基本的 Web 开发集成特性，例如多文件上传功能、使用的 Servlet 监听器的 IOC 容器初始化以及 Web 应用上下文。
Servlet 模块：提供了一个 Spring MVC Web 框架实现。Spring MVC 框架提供了基于注解的请求资源注入、更简单的数据绑定、数据验证等及一套非常易用的 JSP 标签，完全无缝与 Spring 其他技术协作。
WebSocket 模块：提供了简单的接口，用户只要实现响应的接口就可以快速的搭建 WebSocket Server，从而实现双向通讯。
Webflux 模块： Spring WebFlux 是 Spring Framework 5.x中引入的新的响应式web框架。与Spring MVC不同，它不需要Servlet API，是完全异步且非阻塞的，并且通过Reactor项目实现了Reactive Streams规范。Spring WebFlux 用于创建基于事件循环执行模型的完全异步且非阻塞的应用程序。

AOP、Aspects、Instrumentation和Messaging

在 Core Container 之上是 AOP、Aspects 等模块，具体介绍如下：

AOP 模块：提供了面向切面编程实现，提供比如日志记录、权限控制、性能统计等通用功能和业务逻辑分离的技术，并且能动态的把这些功能添加到需要的代码中，这样各司其职，降低业务逻辑和通用功能的耦合。
Aspects 模块：提供与 AspectJ 的集成，是一个功能强大且成熟的面向切面编程（AOP）框架。
Instrumentation 模块：提供了类工具的支持和类加载器的实现，可以在特定的应用服务器中使用。
messaging 模块：Spring 4.0 以后新增了消息（Spring-messaging）模块，该模块提供了对消息传递体系结构和协议的支持。
jcl 模块： Spring 5.x中新增了日志框架集成的模块。

Test模块

Test 模块：Spring 支持 Junit 和 TestNG 测试框架，而且还额外提供了一些基于 Spring 的测试功能，比如在测试 Web 框架时，模拟 Http 请求的功能。
包含Mock Objects, TestContext Framework, Spring MVC Test, WebTestClient。

为什么用Spring？

https://spring.io/why-spring

https://docs.spring.io/spring-framework/docs/
https://github.com/spring-projects/spring-framework

写一个Spring的Hello World的例子引出要点

控制反转 - IOC

第一个需求：查询用户（service通过调用dao查询pojo），本质上如何创建Dao、Service等

如果没有Spring框架，我们需要自己创建Dao、Service等，代码如下：

UserDaoImpl userDao = new UserDaoImpl();
UserSericeImpl userService = new UserServiceImpl();
userService.setUserDao(userDao);
List<User> userList = userService.findUserList();

有了Spring框架，可以将原有Bean的创建工作转给框架, 需要用时从Bean的容器中获取即可，这样便简化了开发工作，Bean的创建和使用分离了。

// create and configure beans
// xml方式声明bean
ApplicationContext context =
        new ClassPathXmlApplicationContext("aspects.xml", "daos.xml", "services.xml");

// retrieve configured instance
UserServiceImpl service = context.getBean("userService", UserServiceImpl.class);

// use configured instance
List<User> userList = service.findUserList();

更进一步，便能理解为何会有如下的知识点了：

Spring框架管理这些Bean的创建工作，即由用户管理Bean转变为框架管理Bean，这个就叫控制反转 - Inversion of Control (IoC)
Spring 框架托管创建的Bean放在哪里呢？这便是Spring容器（IoC Container）
Spring 框架为了更好让用户配置Bean，必然会引入不同方式来配置Bean？这便是xml配置，Java配置，注解配置等支持
Spring 框架既然接管了Bean的生成，必然需要管理整个Bean的生命周期等
应用程序代码从Ioc Container中获取依赖的Bean，注入到应用程序中，这个过程叫 依赖注入(Dependency Injection，DI) ；所以说控制反转是通过依赖注入实现的，其实它们是同一个概念的不同角度描述。通俗来说就是IoC是设计思想，DI是实现方式
在依赖注入时，有哪些方式呢？这就是构造器方式，**@Autowired, @Resource, @Qualifier**… 同时Bean之间存在依赖（可能存在先后顺序问题，以及循环依赖问题等）

面向切面 - AOP

第二个需求：给Service所有方法调用添加日志（调用方法时），本质上是解耦问题

如果没有Spring框架，我们需要在每个service的方法中都添加记录日志的方法，在业务代码逻辑中耦合日志处理
有了Spring框架，通过@Aspect注解定义了切面，这个切面中定义了拦截所有service中的方法，并记录日志。框架将日志记录和业务需求的代码解耦了，不再是侵入式的了