Spring框架（一）入门 Spring源码阅读环境搭建 spring framework体系结构及内部各模块jar之间的maven依赖关系

一、简介

Spring框架为简化企业级应用开发而生. 使用 Spring 可以使简单的 JavaBean 实现以前只有 EJB 才能实现的功能.
Spring框架是一个 IOC(DI) 和 AOP 容器框架

具体描述 Spring 框架:

轻量级：Spring 是非侵入性的 - 基于 Spring 开发的应用中的对象可以不依赖于 Spring 的 API
依赖注入(DI --- dependency injection、IOC)
面向切面编程(AOP --- aspect oriented programming)
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
框架: 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 自身也提供了展现层的 SpringMVC 和持久层的 Spring JDBC）

Java在最初10年辉煌后的痛点

Java从94年诞生之日起，借助于当时它的语法简单、面向对象、跨平台、安全健壮等特性迅速得到业内欢迎，很快攀升到使用率No1的位置。基于Java实现的各种应用、各种服务、各种框架和第三方工具包开始出现爆炸性增长。虽然，这一方面代表了Java在行业内得到的肯定（当时已经是第一开发语言）与火热，但另一方面也在不断增加程序员开发的复杂度与时间成本、代码的体量也越来越大，这就带来了很多问题。其中最为突出的是如下几个：

在分层架构中，上层调用者与下层实现者之间形成代码级关联，这无疑增加了设计的耦合度；大部分第三方框架通过强迫使用者继承指定父类或实现指定接口，从而导致应用与框架绑定死板，形成“侵入性”编程；散布在应用各个模块中的非功能性重复模块，没有得到充分且灵活的复用；这些问题导致Java在做开发的时候（特别是Web开发）越发显得臃肿繁琐，将其进行“轻量化”成为业内的一致的呼声。为解决这个问题，行内提出了各种各样的解决方式，包括SUN公司也不断在JavaEE平台上做着各式各样的改进、优化、推新，但最终历史选择了“Spring”。

Spring的出现

Spring 框架最开始的部分是由Rod Johnson于2000年为伦敦金融界提供独立咨询业务时写出来的。在《Expert One-On-One J2EE Development Without EJB》一书中，他进一步拓展了他的代码，以阐述“如何让应用程序能以超出当时大众所惯于接受的易用性和稳定性与J2EE平台上的不同组件合作”的观点。

一批自愿拓展Spring框架的程序开发人员组成了团队，2003年2月在Sourceforge上构建了一个项目。在Spring框架上工作了一年之后，这个团队在2004年3月发布了第一个版本（1.0）。这个版本之后，Spring框架在Java社区里变得异常流行，当然这也要部分的归功于它不错的文档功能和详尽的参考文献，特别是对于一个开源项目而言尤其如此。Spring框架的一个重要设计目标就是更容易地与已有的J2EE(现在称之为JavaEE或JEE)标准和商用工具整合。简单说来，Spring在最初的目标中（至少Rod大叔一开始是这么说的），并不是致力于打造又一个大而全的新框架。而是希望Spring框架就像一个大容器一样，能够快速方便地集成各种应用（牢记：不仅仅是Web应用，就算一个普通的Java应用也可以）中各种现有技术，对它们进行支持，让开发人员在实现过程中感觉就像使用简单JavaBean一样，在必要的时候还能轻松完成同类框架和工具的替换。而Spring达到这一目标的两大关键手段就是：控制反转/依赖注入（IOC/DI），和面向切面编程（AOP）。其中，IOC/DI是Spring最基本的底层；而AOP是Spring强大的亮点。它们也是我们一开始学习Spring的起点。

Spring的发展

在诞生之初，Spring就是为了简化替代日益重量级的企业级Java技术。但随着时间的推移，JavaEE自身也在不断的演化，面向简单JavaBean模型、依赖注入、面向切面也都逐渐融入，这无疑是受到了Spring成功的启发。

在被模仿的同时，Spring并没有停下脚步。它继续在其它领域不断发展：移动开发，社交API集成、安全管理、NoSQL数据库、云计算和大数据等等都是它正在涉足和创新的领域，其前景更加广阔，甚至已经形成与传统的JavaEE平台分庭抗礼之势。

我们可以看到Spring已经打造出了一个自己专属的Spring生态帝国（Spring全家桶）。在这里，我们可以找到几乎所有Web开发所需要的一切解决方案，所以Spring是每个Java程序员都必须要掌握学习的重点内容！

二、Spring技术体现结构

Spring 技术以Spring Framework为基础，在此基础上构建了一个庞大的生态圈Spring Portfolio。整个Spring Portfolio包括多个构建于核心Spring框架之上的框架和类库，几乎为每一个Java领域的开发都提供了Spring编程模型。

2.1 Spring 框架

体系结构

Spring 有可能成为所有企业应用程序的一站式服务点，然而，Spring 是模块化的，允许你挑选和选择适用于你的模块，不必要把剩余部分也引入。下面的部分对在 Spring 框架中所有可用的模块给出了详细的介绍。

Spring 框架提供约 20 个模块，可以根据应用程序的要求来使用。这些模块可划分为六大功能。

Spring 体系结构

核心容器

核心容器由spring-core，spring-beans，spring-context，spring-context-support和spring-expression（SpEL，Spring表达式语言，Spring Expression Language）等模块组成，它们的细节如下：

spring-core模块提供了框架的基本组成部分，包括 IoC 和依赖注入功能。
spring-beans 模块提供 BeanFactory，工厂模式的微妙实现，它移除了编码式单例的需要，并且可以把配置和依赖从实际编码逻辑中解耦。
context模块建立在由core和 beans 模块的基础上建立起来的，它以一种类似于JNDI注册的方式访问对象。Context模块继承自Bean模块，并且添加了国际化（比如，使用资源束）、事件传播、资源加载和透明地创建上下文（比如，通过Servelet容器）等功能。Context模块也支持Java EE的功能，比如EJB、JMX和远程调用等。ApplicationContext接口是Context模块的焦点。spring-context-support提供了对第三方库集成到Spring上下文的支持，比如缓存（EhCache, Guava, JCache）、邮件（JavaMail）、调度（CommonJ, Quartz）、模板引擎（FreeMarker, JasperReports, Velocity）等。
spring-expression模块提供了强大的表达式语言，用于在运行时查询和操作对象图。它是JSP2.1规范中定义的统一表达式语言的扩展，支持set和get属性值、属性赋值、方法调用、访问数组集合及索引的内容、逻辑算术运算、命名变量、通过名字从Spring IoC容器检索对象，还支持列表的投影、选择以及聚合等。

它们的完整依赖关系如下图所示：

Spring 体系结构

数据访问/集成

数据访问/集成层包括 JDBC，ORM，OXM，JMS 和事务处理模块，它们的细节如下：

（注：JDBC=Java Data Base Connectivity，ORM=Object Relational Mapping，OXM=Object XML Mapping，JMS=Java Message Service）

JDBC 模块提供了JDBC抽象层，它消除了冗长的JDBC编码和对数据库供应商特定错误代码的解析。
ORM 模块提供了对流行的对象关系映射API的集成，包括JPA、JDO和Hibernate等。通过此模块可以让这些ORM框架和spring的其它功能整合，比如前面提及的事务管理。
OXM 模块提供了对OXM实现的支持，比如JAXB、Castor、XML Beans、JiBX、XStream等。
JMS 模块包含生产（produce）和消费（consume）消息的功能。从Spring 4.1开始，集成了spring-messaging模块。。
事务模块为实现特殊接口类及所有的 POJO 支持编程式和声明式事务管理。（注：编程式事务需要自己写beginTransaction()、commit()、rollback()等事务管理方法，声明式事务是通过注解或配置由spring自动处理，编程式事务粒度更细）

Web

Web 层由 Web，Web-MVC，Web-Socket 和 Web-Portlet 组成，它们的细节如下：

Web 模块提供面向web的基本功能和面向web的应用上下文，比如多部分（multipart）文件上传功能、使用Servlet监听器初始化IoC容器等。它还包括HTTP客户端以及Spring远程调用中与web相关的部分。。
Web-MVC 模块为web应用提供了模型视图控制（MVC）和REST Web服务的实现。Spring的MVC框架可以使领域模型代码和web表单完全地分离，且可以与Spring框架的其它所有功能进行集成。
Web-Socket 模块为 WebSocket-based 提供了支持，而且在 web 应用程序中提供了客户端和服务器端之间通信的两种方式。
Web-Portlet 模块提供了用于Portlet环境的MVC实现，并反映了spring-webmvc模块的功能。

其他

还有其他一些重要的模块，像 AOP，Aspects，Instrumentation，Web 和测试模块，它们的细节如下：

AOP 模块提供了面向方面的编程实现，允许你定义方法拦截器和切入点对代码进行干净地解耦，从而使实现功能的代码彻底的解耦出来。使用源码级的元数据，可以用类似于.Net属性的方式合并行为信息到代码中。
Aspects 模块提供了与 AspectJ 的集成，这是一个功能强大且成熟的面向切面编程（AOP）框架。
Instrumentation 模块在一定的应用服务器中提供了类 instrumentation 的支持和类加载器的实现。
Messaging 模块为 STOMP 提供了支持作为在应用程序中 WebSocket 子协议的使用。它也支持一个注解编程模型，它是为了选路和处理来自 WebSocket 客户端的 STOMP 信息。
测试模块支持对具有 JUnit 或 TestNG 框架的 Spring 组件的测试。

2.2 Spring Portfolio

Spring portfolio 包括多个构建于核心 Spring 框架之上的框架和类库。也就是说，整个 Spring portfolio 几乎为每一个领域的 Java 开发都提供了 Spring 编程模型。

Spring Web Flow

建立于 Spring MVC 框架之上，它为基于流程的会话式 Web 应用提供支持。
相关网址：http://projects.spring.io/spring-webflow/

Spring Web Service

提供了契约优先的 Web Service 模型，服务的实现都是为了满足服务的契约而编写的。
相关网址：http://docs.spring.io/spring-ws/site/

Spring Security

为 Spring 应用提供了声明式的安全机制。
相关网址：http://projects.spring.io/spring-security/

Spring Integration

提供了多种通用应用集成模式的 Spring 声明式风格实现。
相关网址：http://projects.spring.io/spring-integration/

Spring Batch

如果需要开发一个批处理应用，可以通过 Spring Batch，使用 Spring 强大的面向 POJO 的编程模型。
相关网址：http://projects.spring.io/ spring-batch/

Spring Data

不管你使用文档数据库，如 MongoDB；图数据库，如 Neo4j；还是传统的关系型数据库，Spring Data 都为持久化提供了一种简单的编程模型。这包括为多种数据库类型提供了一种自动化的 Repository 机制，它负责为你创建 Repository 的实现。

Spring Social

Spring 的一个社交网络扩展模块。
它更多的是关注连接，而不是社交。它能够帮助你通过 REST API 连接 Spring 应用，其中有些 Spring 应用可能原本并没有任何社交方面的功能目标。

入门指南：https://spring.io/guides/gs/accessing-facebook/ 和 https://spring.io/guides/gs/accessing-twitter/

Spring Mobile

是 Spring MVC 新的扩展模块，用于支持移动 Web 应用开发。

Spring for Android

与 Spring Mobile 相关的是 Spring Android 项目。这个项目，旨在通过 Spring 框架为开发基于 Android 设备的本地应用提供某些简单的支持。
相关网址：http://projects.spring.io/spring-android/

Spring Boot

Spring Boot 大量依赖于自动配置技术，它能消除大部分 Spring 配置。它还提供了多个 Starter 项目，不管你使用 Maven 还是 Gradle，这都能减少 Spring 工程构建文件的大小。

2.3 Spring Boot和Spring Cloud

通过名字就能有所了解，Spring Boot，看名字就知道是Spring的引导，就是用于启动Spring的，使得Spring的学习和使用变得快速无痛。

Spring Cloud，就是云相关的，把我们的应用在云端进行部属，专注于微服务。

Spring 框架的使用还是毕竟麻烦的，于是为了简化Spring框架的使用，提高效率，就有了Spring Boot，Spring Boot是对Spring框架的封装。在Spring Boot 基础上又开发了一个专注于微服务的框架Spring Cloud。

Spring Cloud基于Spring Boot提供了一套微服务解决方案，包括服务注册与发现，配置中心，全链路监控，服务网关，负载均衡，熔断器等组件，除了基于NetFlix的开源组件做高度抽象封装之外，还有一些选型中立的开源组件。

而SpringBoot并没有重复制造轮子，它将目前各家公司开发的比较成熟、经得起实际考验的服务框架组合起来，通过SpringBoot风格进行再封装屏蔽掉了复杂的配置和实现原理，最终给开发者留出了一套简单易懂、易部署和易维护的分布式系统开发工具包。

Spring Cloud提供了全家桶式技术解决方案，对我们使用者来说是极其简单的。但是要学会Spring Cloud的前提那必定要学会SpringBoot。

Spring Cloud技术体系

我的菜单，以及我的配方，就叫做配置中心
所有的菜都要摆在桌子上。我的桌子，就是注册中心。
有的菜非常好吃，我就多做了一盘，这就是负载均衡
吃的菜有的用筷子，有的像印度佬一样直接下手抓，筷子和手，就叫做网关
黄瓜要蘸酱才好吃，但它们是两道菜，这就叫分布式事务

三、环境配置

源码阅读环境

Spring源码阅读环境搭建

Eclipse

手把手教你安装Spring+搭建Spring开发环境

Maven

spring framework体系结构及内部各模块jar之间的maven依赖关系

四、入门示例

使用IDEA

1.新建Maven项目

2.pom.xml 添加依赖

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <groupId>com.aidata</groupId>
    <artifactId>springlearning</artifactId>
    <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    <dependencies>
        <!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.springframework/spring-context -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework</groupId>
            <artifactId>spring-context</artifactId>
            <version>5.2.2.RELEASE</version>
        </dependency>
    </dependencies>

</project>

3.新建一个包，包下新建类

public class HelloWorld {
    
    private String name;
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public void hello() {
        System.out.print("hello:" + name);
    }

}

4.新建Spring配置文件

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">
    <bean id="helloworld" class="com.aidata.spring.HelloWorld">
        <property name="name" value="spring"></property>
    </bean>
</beans>

5.新建一个运行Spring的类Main

class Main{
    
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("hello");
        //1.创建IOC容器对象
        ApplicationContext ctx = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
        //2.从IOC容器中获取Bean实例
        HelloWorld helloWorld = (HelloWorld)ctx.getBean("helloworld");
        //3.调用hello方法
        helloWorld.hello();    
    }
}

6.运行，控制台显示结果