前言

Spring Framework 作為一個(gè)優(yōu)秀的開(kāi)源框架各谚，是為了解決企業(yè)應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)復(fù)雜性而創(chuàng)建的莺债∽叹酰框架的主要優(yōu)勢(shì)之一就是其分層架構(gòu)，分層架構(gòu)允許您選擇使用哪一個(gè)組件齐邦，同時(shí)為 J2EE 應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)提供集成的框架椎侠。

現(xiàn)在的Spring已然發(fā)展成了一個(gè)平臺(tái)，引用Spring官網(wǎng)的原話：

From configuration to security, web apps to big data – whatever the infrastructure needs of your application may be, there is a Spring Project to help you build it. Start small and use just what you need – Spring is modular by design.

Main Projects:

• Spring Framework
• Spring Boot
• Spring Cloud
• Spring Security
• Spring Data
• ...

這里只列出了最近比較火的 Spring Project措拇，更多Project 請(qǐng)參考：https://spring.io/projects

本篇著重介紹 Spring Framework整體架構(gòu)我纪，希望能改對(duì) Spring Framework框架有一個(gè)初步的全面的認(rèn)識(shí)，并且學(xué)習(xí)其架構(gòu)設(shè)計(jì)方面的一些理念和方法丐吓。

Spring Framework源碼地址：https://github.com/spring-projects/spring-framework

Spring Framework的整體架構(gòu)

Spring Framework總共有十幾個(gè)組件浅悉，其中核心組件只有三個(gè)：Core、Context 和 Beans券犁。

Spring Framework 3.x 的總體架構(gòu)圖

spring3-modules.png

組成 Spring Framework的每個(gè)模塊（或組件）都可以單獨(dú)存在术健，或者與其他一個(gè)或多個(gè)模塊聯(lián)合實(shí)現(xiàn)。每個(gè)模塊的功能如下：

• Spring Core（核心容器）：核心容器提供 Spring 框架的基本功能粘衬。核心容器的主要組件是 BeanFactory苛坚，它是工廠模式的實(shí)現(xiàn)比被。BeanFactory 使用控制反轉(zhuǎn) （IOC） 模式將應(yīng)用程序的配置和依賴性規(guī)范與實(shí)際的應(yīng)用程序代碼分開(kāi)。
• Spring Context（上下文）：Spring 上下文是一個(gè)配置文件泼舱，向 Spring 框架提供上下文信息等缀。Spring 上下文包括企業(yè)服務(wù)，例如：JNDI娇昙、EJB尺迂、電子郵件、國(guó)際化冒掌、校驗(yàn)和調(diào)度功能噪裕。
• Spring AOP：通過(guò)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 框架中股毫。所以膳音，可以很容易地使 Spring 框架管理的任何對(duì)象支持 AOP。Spring AOP 模塊為基于 Spring 的應(yīng)用程序中的對(duì)象提供了事務(wù)管理服務(wù)铃诬。通過(guò)使用 Spring AOP祭陷，不用依賴 EJB 組件，就可以將聲明性事務(wù)管理集成到應(yīng)用程序中趣席。
• Spring DAO：JDBC DAO 抽象層提供了有意義的異常層次結(jié)構(gòu)兵志，可用該結(jié)構(gòu)來(lái)管理異常處理和不同數(shù)據(jù)庫(kù)供應(yīng)商拋出的錯(cuò)誤消息。異常層次結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化了錯(cuò)誤處理宣肚，并且極大地降低了需要編寫(xiě)的異常代碼數(shù)量（例如打開(kāi)和關(guān)閉連接）想罕。Spring DAO 的面向 JDBC 的異常遵從通用的 DAO 異常層次結(jié)構(gòu)。
• Spring ORM：Spring 框架插入了若干個(gè) ORM 框架霉涨，從而提供了 ORM 的對(duì)象關(guān)系工具按价，其中包括 JDO、Hibernate 和 iBatis SQL Map笙瑟。所有這些都遵從 Spring 的通用事務(wù)和 DAO 異常層次結(jié)構(gòu)楼镐。
• Spring Web 模塊：Web 上下文模塊建立在應(yīng)用程序上下文模塊之上，為基于 Web 的應(yīng)用程序提供了上下文逮走。所以鸠蚪，Spring 框架支持與 Jakarta Struts 的集成今阳。Web 模塊還簡(jiǎn)化了處理多部分請(qǐng)求以及將請(qǐng)求參數(shù)綁定到域?qū)ο蟮墓ぷ鳌?/li>
• Spring MVC 框架：MVC 框架是一個(gè)全功能的構(gòu)建 Web 應(yīng)用程序的 MVC 實(shí)現(xiàn)师溅。通過(guò)策略接口，MVC 框架變成為高度可配置的盾舌，MVC 容納了大量視圖技術(shù)墓臭，其中包括 JSP、Velocity妖谴、Tiles窿锉、iText 和 POI酌摇。

從圖中可以看出，IOC 的實(shí)現(xiàn)包 spring-beans 和 AOP 的實(shí)現(xiàn)包 spring-aop 也是整個(gè)框架的基礎(chǔ)嗡载，而 spring-core 是整個(gè)框架的核心窑多，基礎(chǔ)的功能都在這里。

在此基礎(chǔ)之上洼滚，spring-context 提供上下文環(huán)境埂息，為各個(gè)模塊提供粘合作用。

在 spring-context 基礎(chǔ)之上提供了 spring-tx 和 spring-orm包遥巴，而web部分的功能千康，都是要依賴spring-web來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

Spring Framework 4.x 的系統(tǒng)架構(gòu)圖

spring4-modules.png

Spring Framework 4.x對(duì)比Spring Framework 3.2.x的系統(tǒng)架構(gòu)變化：

從圖中可以看出铲掐，總體的層次結(jié)構(gòu)沒(méi)有太大變化拾弃，變化的是 Spring 4.0.3去掉了 struts 模塊(spring-struts包)。現(xiàn)在的 Spring mvc的確已經(jīng)足夠優(yōu)秀了摆霉，大量的 web 應(yīng)用均已經(jīng)使用了 Spring mvc豪椿。而 struts1.x 的架構(gòu)太落后了，struts2.x 是 struts 自身提供了和 Spring 的集成包斯入，但是由于之前版本的 struts2 存在很多致命的安全漏洞砂碉，所以，大大影響了其使用度刻两，好在最新的2.3.16版本的 struts 安全有所改善增蹭，希望不會(huì)再出什么大亂子。

web 部分去掉了 struts 模塊磅摹，但是增加 WebSocket 模塊(spring-websocket包)滋迈，增加了對(duì) WebSocket、SockJS 以及 STOMP 的支持户誓，它與 JSR-356 Java WebSocket API 兼容饼灿。另外，還提供了基于 SockJS（對(duì) WebSocket 的模擬）的回調(diào)方案帝美，以適應(yīng)不支持 WebSocket 協(xié)議的瀏覽器碍彭。

同時(shí)，增加了 messaging 模塊(spring-messaging)悼潭，提供了對(duì) STOMP 的支持庇忌，以及用于路由和處理來(lái)自 WebSocket 客戶端的 STOMP 消息的注解編程模型。spring-messaging 模塊中還 包含了 Spring Integration 項(xiàng)目中的核心抽象類(lèi)舰褪，如 Message皆疹、MessageChannel、MessageHandler占拍。

如果去看源代碼的話略就，還可以發(fā)現(xiàn)還有一個(gè)新增的包捎迫，加強(qiáng)了 beans 模塊，就是 spring-beans-groovy表牢。應(yīng)用可以部分或完全使用 Groovy 編寫(xiě)窄绒。借助于 Spring 4.0，能夠使用 Groovy DSL 定義外部的 Bean 配置崔兴，這類(lèi)似于 XML Bean 聲明颗祝，但是語(yǔ)法更為簡(jiǎn)潔。使用Groovy還能夠在啟動(dòng)代碼中直接嵌入Bean的聲明恼布。

還有一些：

• 刪除過(guò)時(shí)的包和方法螺戳。具體API變動(dòng)可以參考變動(dòng)報(bào)告，第三方類(lèi)庫(kù)至少使用2010/2011年發(fā)布的版本折汞，尤其是Hibernate 3.6+, EhCache 2.1+, Quartz 1.8+, Groovy 1.8+, and Joda-Time 2.0+倔幼。Hibernate Validator要求使用4.3+，Jackson 2.0+爽待。
• Java 8支持损同。當(dāng)然也支持Java6和Java7，但最好在使用Spring框架3.X或4.X時(shí)鸟款，將JDK升級(jí)到Java7膏燃，因?yàn)橛行┌姹局辽傩枰狫ava7。
• Java EE 6和7何什。使用Spring4.x時(shí)Java EE版本至少要6或以上组哩，且需要JPA 2.0和Servlet 3.0 的支持，所以服務(wù)器处渣，web容器需要做相應(yīng)的升級(jí)伶贰。一個(gè)更具前瞻性的注意是，Spring4.0支持J2EE 7的適用級(jí)規(guī)范罐栈，比如JMS 2.0黍衙， JTA 1.2， JPA 2.1荠诬， Bean Validation 1.1和JSR-236并發(fā)工具包琅翻，在選擇這些jar包時(shí)需要注意版本。
• 使用Groovy DSL定義外部Bean柑贞。
• 核心容器提升方椎。
  1. 支持Bean的泛型注入，比如：@Autowired Repository<Customer> customerRepository
  2. 使用元注解開(kāi)發(fā)暴露指定內(nèi)部屬性的自定義注解凌外。
  3. 通過(guò) @Ordered注解或Ordered 接口對(duì)注入集合或數(shù)組的 Bean 進(jìn)行排序辩尊。

4. @Lazy 注解可以用在注入點(diǎn)或 @Bean 定義上涛浙。
5. 為開(kāi)發(fā)者引入 @Description 注解康辑。
6. 引入 @Conditional 注解進(jìn)行有條件的 Bea n過(guò)濾摄欲。
7. 基于 CGLIB 的代理類(lèi)不需要提供默認(rèn)構(gòu)造器，因?yàn)?Spring 框架將 CGLIB 整合到內(nèi)部了疮薇。
8. 框架支持時(shí)區(qū)管理胸墙，比如 LocalContext。

• Web提升按咒。

1. 增加新的 @RestController 注解迟隅，這樣就不需要在每個(gè) @RequestMapping 方法中添加 @ResponseBody 注解。
2. 添加 AsyncRestTemplate励七，在開(kāi)發(fā) REST 客戶端時(shí)允許非阻塞異步支持智袭。
3. 為 Spring MVC 應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)提供全面的時(shí)區(qū)支持。

• WebSocket掠抬，SockJS 和 STOMP 消息吼野。
• 測(cè)試提升。

1. spring-test 模塊里的幾乎所有注解都能被用做元注解去創(chuàng)建自定義注解两波，來(lái)減少跨測(cè)試集時(shí)的重復(fù)配置瞳步。
2. 活躍的 bean 定義配置文件可以編程方式解析。
3. spring-core 模塊里引入一個(gè)新的 SocketUtils 類(lèi)腰奋，用于掃描本地可使用的 TCP 和 UDP 服務(wù)端口单起。一般用于測(cè)試需要 socket 的情況，比如測(cè)試開(kāi)啟內(nèi)存 SMTP 服務(wù)劣坊，F(xiàn)TP 服務(wù)嘀倒，Servlet 容器等。
4. 由于 Spring4.0 的原因局冰，org.springframework.mock.web 包現(xiàn)在基于 Servlet 3.0 API括儒。

關(guān)于Spring 4.x 新增特性可以參考 What’s New in Spring Framework 4.x

Spring 的設(shè)計(jì)理念

Spring 是面向 Bean 的編程（BOP, Bean Oriented Programming），Bean 在 Spring 中才是真正的主角锐想。Bean 在 Spring 中作用就像 Object 對(duì) OOP 的意義一樣帮寻，沒(méi)有對(duì)象的概念就像沒(méi)有面向?qū)ο缶幊蹋琒pring 中沒(méi)有 Bean 也就沒(méi)有 Spring 存在的意義赠摇。Spring 提供了 IOC 容器通過(guò)配置文件或者注解的方式來(lái)管理對(duì)象之間的依賴關(guān)系龟糕。

控制反轉(zhuǎn)模式（也稱作依賴性介入）的基本概念是：不創(chuàng)建對(duì)象，但是描述創(chuàng)建它們的方式褐墅。在代碼中不直接與對(duì)象和服務(wù)連接樱调，但在配置文件中描述哪一個(gè)組件需要哪一項(xiàng)服務(wù)。容器 （在 Spring 框架中是 IOC 容器） 負(fù)責(zé)將這些聯(lián)系在一起洽故。

在典型的 IOC 場(chǎng)景中贝攒，容器創(chuàng)建了所有對(duì)象，并設(shè)置必要的屬性將它們連接在一起时甚，決定什么時(shí)間調(diào)用方法隘弊。

面向切面編程

面向切面編程哈踱，即 AOP（Aspect Oriented Programming），是一種編程技術(shù)梨熙，它允許程序員對(duì)橫切關(guān)注點(diǎn)或橫切典型的職責(zé)分界線的行為（例如日志和事務(wù)管理）進(jìn)行模塊化开镣。AOP 的核心構(gòu)造是方面，它將那些影響多個(gè)類(lèi)的行為封裝到可重用的模塊中咽扇。

AOP 和 IOC 是補(bǔ)充性的技術(shù)邪财，它們都運(yùn)用模塊化方式解決企業(yè)應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)中的復(fù)雜問(wèn)題。在典型的面向?qū)ο箝_(kāi)發(fā)方式中质欲，可能要將日志記錄語(yǔ)句放在所有方法和 Java 類(lèi)中才能實(shí)現(xiàn)日志功能树埠。在 AOP 方式中，可以反過(guò)來(lái)將日志服務(wù)模塊化嘶伟，并以聲明的方式將它們應(yīng)用到需要日志的組件上弥奸。當(dāng)然，優(yōu)勢(shì)就是 Java 類(lèi)不需要知道日志服務(wù)的存在奋早，也不需要考慮相關(guān)的代碼盛霎。所以，用 Spring AOP 編寫(xiě)的應(yīng)用程序代碼是松散耦合的耽装。

AOP 的功能完全集成到了 Spring 事務(wù)管理愤炸、日志和其他各種特性的上下文中。

IOC 容器

Spring 設(shè)計(jì)的核心是 org.springframework.beans 包掉奄，它的設(shè)計(jì)目標(biāo)是與 JavaBean 組件一起使用规个。這個(gè)包通常不是由用戶直接使用，而是由服務(wù)器將其用作其他多數(shù)功能的底層中介姓建。下一個(gè)最高級(jí)抽象是 BeanFactory 接口诞仓，它是工廠設(shè)計(jì)模式的實(shí)現(xiàn)，允許通過(guò)名稱創(chuàng)建和檢索對(duì)象速兔。BeanFactory 也可以管理對(duì)象之間的關(guān)系墅拭。

BeanFactory 支持兩個(gè)對(duì)象模型：

• 單例 模型提供了具有特定名稱的對(duì)象的共享實(shí)例，可以在查詢時(shí)對(duì)其進(jìn)行檢索涣狗。Singleton 是默認(rèn)的也是最常用的對(duì)象模型谍婉。對(duì)于無(wú)狀態(tài)服務(wù)對(duì)象很理想。
• 原型 模型確保每次檢索都會(huì)創(chuàng)建單獨(dú)的對(duì)象镀钓。在每個(gè)用戶都需要自己的對(duì)象時(shí)穗熬，原型模型最適合。

bean 工廠的概念是 Spring 作為 IOC 容器的基礎(chǔ)丁溅。IOC 將處理事情的責(zé)任從應(yīng)用程序代碼轉(zhuǎn)移到框架唤蔗。

結(jié)束！