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通过从Spring的几个核心组件入手,试图找出构建Spring框架的骨骼架构,进而分析Spring在设计的一些设计理念,是否从中找出一些好的设计思想,对我们以后程序设计能提供一些思路。接着 再详细分析了Spring中是如何实现这些理念的,以及在设计模式上是如何使用的。 通过分析Spring给我一个很大的启示就是其这套设计理念其实对我们有很强的借鉴意义,它通过抽象复杂多变的对象,进一步做规范,然后根据它定义的这套规范设计出一个容器,容器中构建它们的 复杂关系,其实现在有很多情况都可以用这种类似的处理方法。 虽然我很想把我对Spring的想法完全阐述清楚,但是所谓“书不尽言,言不尽意。”,有什么不对或者不清楚的地方大家还是看看其源码吧。
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Spring 作为现在最优秀的框架之一,已被广泛的使用,51CTO 也曾经针对 Spring 框架
中的 JDBC 应用做过报道。本文将从另外一个视角试图剖析出 Spring 框架的作者设计
Spring 框架的骨骼架构的设计理念,有那几个核心组件?为什么需要这些组件?它们又是
如何结合在一起构成 Spring 的骨骼架构?Spring 的 AOP 特性又是如何利用这些基础的骨
骼架构来工作的?Spring 中又使用了那些设计模式来完成它的这种设计的?它的这种 设计
理念对对我们以后的软件设计有何启示?本文将详细解答这些问题。
Spring 的骨骼架构
Spring 总共有十几个组件,但是真正核心的组件只有几个,下面是 Spring 框架的总体
架构图:
图 1.Spring 框架的总体架构图
从上图中可以看出 Spring 框架中的核心组件只有三个:Core、Context 和 Beans。它们
构建起了整个 Spring 的骨骼架构。没有它们就不可能有 AOP、Web 等上层的特性功能。下面
也将主要从这三个组件入手分析 Spring。
Spring 的设计理念
前面介绍了 Spring 的三个核心组件,如果再在它们三个中选出核心的话,那就非 Beans
组件莫属了,为何这样说,其实 Spring 就是面向 Bean 的编程(BOP,Bean Oriented
Programming),Bean 在 Spring 中才是真正的主角。
Bean 在 Spring 中作用就像 Object 对 OOP 的意义一样,没有对象的概念就像没有面向
对象编程,Spring 中没有 Bean 也就没有 Spring 存在的意义。就像一次演出舞台都准备好
了但是却没有演员一样。为什 么要 Bean 这种角色 Bean 或者为何在 Spring 如此重要,这由
Spring 框架的设计目标决定,Spring 为何如此流行,我们用 Spring 的原因是什么,想想你
会发现原来 Spring 解决了一个非常关键的问题他可以让 你把对象之间的依赖关系转而用配
置文件来管理,也就是他的依赖注入机制。而这个注入关系在一个叫 Ioc 容器中管理,那 Ioc
容器中有又是什么就是被 Bean 包裹的对象。Spring 正是通过把对象包装在 Bean 中而达到
对这些对象管理以及一些列额外操作的目的。
它这种设计策略完全类似于 Java 实现 OOP 的设计理念,当然了 Java 本身的设计要比
Spring 复杂太多太多,但是都是构建一个数据结构,然后根据这个数据结构设计他的生存
环境,并让它在这个环境中 按照一定的规律在不停的运动,在它们的不停运动中设计一系
列与环境或者与其他个体完成信息交换。这样想来回过头想想我们用到的其他框架都是大慨
类似的设计理念。
核心组件如何协同工作
前面说 Bean 是 Spring 中关键因素,那 Context 和 Core 又有何作用呢?前面吧 Bean 比
作一场演出中的演员的话,那 Context 就是这场演出的舞台背景,而 Core 应该就是演出的
道具了。只有他们在一起才能 具备能演出一场好戏的最基本的条件。当然有最基本的条件
还不能使这场演出脱颖而出,还要他表演的节目足够的精彩,这些节目就是 Spring 能提供
的特色功能了。
我们知道 Bean 包装的是 Object,而 Object 必然有数据,如何给这些数据提供生存环
境就是 Context 要解决的问题,对 Context 来说他就是要发现每个 Bean 之间的关系,为它
们建立这种关系并且要维护好 这种关系。所以 Context 就是一个 Bean 关系的集合,这个关
系集合又叫 Ioc 容器,一旦建立起这个 Ioc 容器后 Spring 就可以为你工作了。那 Core 组件
又有什么用武之地呢?其实 Core 就是发现、建立和维护每 个 Bean 之间的关系所需要的一
些列的工具,从这个角度看来,Core 这个组件叫 Util 更能让你理解。
它们之间可以用下图来表示:
图 2.三个组件关系
核心组件详解
这里将详细介绍每个组件内部类的层次关系,以及它们在运行时的时序顺序。我们在使
用 Spring 是应该注意的地方。
Bean 组件
前面已经说明了 Bean 组件对 Spring 的重要性,下面看看 Bean 这个组件式怎么设计的。
Bean 组件在 Spring 的 org.springframework.beans 包下。这个包下的所有类主要解决了三
件事:Bean 的定义、Bean 的创建以及对 Bean 的解析。对 Spring 的使用者来说唯一需要关
心的就是 Bean 的创建,其他两个由 Spring 在内部帮你完成了,对你来说是透明的。
SpringBean 的创建时典型的工厂模式,他的顶级接口是 BeanFactory,下图是这个工厂
的继承层次关系:
图 4.Bean 工厂的继承关系
BeanFactory 有三个子类:ListableBeanFactory、HierarchicalBeanFactory 和
Autowire Capable Bean Factory。但是从上图中我们可以发现最终的默认实现类是
DefaultListableBeanFactory,他实 现了所有的接口。那为何要定义这么多层次的接口呢?
查阅这些接口的源码和说明发现,每个接口都有他使用的场合,它主要是为了区分在 Spring
内部在操作过程中对象的传递和转化过程中,对对象的 数据访问所做的限制。例如
ListableBeanFactory 接口表示这些 Bean 是可列表的,而 HierarchicalBeanFactory 表示
的是这些 Bean 是有继承关系的,也就是每个 Bean 有可能有父 Bean。
AutowireCapableBeanFactory 接口定义 Bean 的自动装配规则。这四个接口共同定义了 Bean
的集合、Bean 之间的关系、以及 Bean 行为。
Bean 的定义主要有 BeanDefinition 描述,如下图说明了这些类的层次关系:
图 5.Bean 定义的类层次关系图
Bean 的定义就是完整的描述了在 Spring 的配置文件中你定义的节点中所有的信息,包
括各种子节点。当 Spring 成功解析你定义的一个节点后,在 Spring 的内部他就被转化 成
BeanDefinition 对象。以后所有的操作都是对这个对象完成的。
Bean 的解析过程非常复杂,功能被分的很细,因为这里需要被扩展的地方很多,必须
保证有足够的灵活性,以应对可能的变化。Bean 的解析主要就是对 Spring 配置文件的解析。
这个解析过程主要通过 下图中的类完成:
图 6.Bean 的解析类
当然还有具体对 tag 的解析这里并没有列出。
Context 组件
Context 在 Spring 的 org.springframework.context 包下,前面已经讲解了 Context
组件在 Spring 中的作用,他实际上就是给 Spring 提供一个运行时的环境,用以保存各个对
象的状态。下面看一下这个 环境是如何构建的。
ApplicationContext 是 Context 的顶级父类,他除了能标识一个应用环境的基本信息
外,他还继承了五个接口,这五个接口主要是扩展了 Context 的功能。下面是 Context 的类
结构图:
图 7.Context 相关的类结构图
从上图中可以看出 ApplicationContext 继承了 BeanFactory,这也说明了 Spring 容器
中运行的主体对象是 Bean,另外 ApplicationContext 继承了 ResourceLoader 接口,使得
ApplicationContext 可以访 问到任何外部资源,这将在 Core 中详细说明。
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小小哭包
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