这一篇主要讲Spring一些基础的内容。

概述

Spring 是一个非常火的框架，尤其是在Web开发领域，和Struts以及Hibernate构成了SSH三剑客。当时Web开发的另一个组合是LAMP，即 Linux+Apache+MySQL+PHP。我在前端方面基本没有实战经验，对js等技术也还是停留在概念和语法方面，所以扬长避短，我对 Spring以及Hibernate特别感兴趣。

当年Spring是作为EJB的“替代者”横空出世的，其创始人Rod Johnson还写了一本《J2EE development without EJB》来推行这个框架，这也是一本关于Spring很经典的书，不过最好是在接触Spring一段时间后再去阅读，效果会好一点。

Spring最主要的特点有两个：IoC和AOP，这也是J2EE开发企业软件时经常碰到的问题：1)对象太多如何管理；2)共同逻辑和业务逻辑纠缠在一起，错综复杂，如何解耦。

这篇文章主要关注3个方面：IoC、AOP和数据库访问。这里我们假设所有需要的jar都已经准备就绪。

IoC

IoC的全称是Inversion of Control，中文称为控制反转， Martin Flower由根据它创造了一个新词：Dependency Injection，中文称为依赖注入。这两个词讲的是一回事儿。

IoC的实质是如何管理对象，传统意义上我们使用new方式来创建对象，但在企业应用开发的过程中，大量的对象创建都在程序中维护很容易造成资源浪费，并且不利于程序的扩展。

实现IoC通常有三种方式：

1)利用接口或者继承，一般以接口较多。这种实现方式和我们平时提到的lazy load有异曲同工之妙。

2)构造函数注入。

3)属性注入。

IoC是Spring框架的核心，接下来我们来探索一下Spring中IoC的风采。

IoC简单示例

我们先来定义一个简单的接口和实现：

1 public interfaceUserDao {2 voidsave();3 }4

5 public class UserDaoImpl implementsUserDao6 {7

8 public voidsave() {9 System.out.println("save() is called.");10 }11

12 }

然后是在classpath下创建一个beans.xml文件(这个文件名不是必须这样的)：

http://www.springframework.org/schema/context http://www.springframework.org/schema/context/spring-context-2.5.xsd

http://www.springframework.org/schema/tx http://www.springframework.org/schema/tx/spring-tx-2.5.xsd">

接下来是测试代码：

1 private static voidtest1()2 {3 ApplicationContext ctx = new ClassPathXmlApplicationContext("sample/spring/ioc/beans.xml");4 UserDao userDao = (UserDao)ctx.getBean("userDaoImpl");5 userDao.save();6 }

输出结果如下：

save() is called.

我们还可以通过工厂方式来创建对象。

通过静态工厂创建Bean

添加一个类，如下：

1 public classUserDaoFactory {2

3 public staticUserDao getUserDao()4 {5 return newUserDaoImpl();6 }7 }

在beans.xml中，添加如下内容：

1

测试代码和执行结果和上面类似，不再赘述。

通过实例工厂创建Bean

添加如下类：

1 public classUserDaoFactory22 {3 publicUserDao getUserDao()4 {5 return newUserDaoImpl();6 }7 }

这个类和UserDaoFactory唯一的区别是这里的getUserDao是实例方法，而不是静态方法。

在beans.xml中追加如下内容：

1

2

测试方法和结果同上。

对象的生命周期

我们可以通过设置bean节点的scope属性来控制对象的声明周期，它包含两个可选值：

1)singleton，表明系统中对于同一个对象，只保留一个实例。

2)prototype，表明系统中每次获取bean时，都新建一个对象。

我们修改beans.xml文件：

1

2

这两个bean指向同一个类型，但是scope的设置不同。

下面是测试方法：

1 private static voidscopeTest()2 {3 ApplicationContext ctx = new ClassPathXmlApplicationContext("sample/spring/ioc/scope.xml");4 System.out.println("=====Singleton test=====");5 UserDao userDao1A = (UserDao)ctx.getBean("userDaoImpl");6 UserDao userDao1B = (UserDao)ctx.getBean("userDaoImpl");7 System.out.println("userDao1A == userDao1B:" + (userDao1A==userDao1B));8 System.out.println("=====Prototype test=====");9 UserDao userDao2A = (UserDao)ctx.getBean("userDaoImpl2");10 UserDao userDao2B = (UserDao)ctx.getBean("userDaoImpl2");11 System.out.println("userDao2A == userDao2B:" + (userDao2A==userDao2B));12 }

执行结果如下：

=====Singleton test=====userDao1A== userDao1B:true

=====Prototype test=====userDao2A== userDao2B:false

如何设置对象属性

上面的示例中，我们的对象中没有包含属性，对于业务对象来说，这一般是不现实。实际中的对象或多或少都会有一些属性。

Spring支持两种方式对属性赋值：set方式和构造函数。

下面我们会分别描述两种方式，但首先我们需要展示业务对象：

定义UserServiceBean

这是一个典型的学生信息，包括学号、姓名、爱好和成绩。

通过Set方式为对象属性赋值

我们在beans.xml中追加如内容：

1

2

3

4

5

6

7 羽毛球

8 看电影

9 弹吉他

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

上面是典型的为属性赋值的示例，其中属性不仅包括简单属性(整数、字符串)，也包含了复杂属性(List、Map)，还有其他的bean。

下面是测试代码：

1 private static voidpropertyTest1()2 {3 ApplicationContext ctx = new ClassPathXmlApplicationContext("sample/spring/ioc/beans.xml");4 UserServiceBean userService = (UserServiceBean)ctx.getBean("userService");5 printUserService(userService);6 }7

8 private static voidprintUserService(UserServiceBean userService)9 {10 System.out.println("编号：" +userService.getUserID());11 System.out.println("姓名：" +userService.getUserName());12 System.out.println("爱好：");13 for(String hobby:userService.getHobbies())14 {15 System.out.println(hobby);16 }17 System.out.println("学习成绩：");18 for(Entryentry:userService.getScores().entrySet())19 {20 System.out.println(entry.getKey() + "\t" +entry.getValue());21 }22 userService.getUserDao().save();23 }

输出结果如下：

编号：1姓名：张三

爱好：

羽毛球

看电影

弹吉他

学习成绩：

数据结构90编译原理85离散数学82save() is called.

通过构造函数为对象属性赋值

我们也可以通过构造函数来为对象赋值，在上面定义UserServiceBean时，我们已经添加了一个构造函数。下面来看beans.xml中的配置：

1

2

3

4

5

6

7 羽毛球

8 看电影

9 弹吉他

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

测试代码和输出结果同上。

需要注意：我们定义的业务对象应该保留默认的构造函数。

使用Annotation来定位Bean

在Spring中，除了在xml配置文件中定义对象，我们还可以使用Annotation来定位，这位我们提供了很大的方便。

这里我们使用的Annotation主要包括：@Resource/@Autowried/@Qualifier。

来看下面的示例：

1 public classUserServiceBean22 {3 privateString userID;4 privateString userName;5 @Resource(name="userDaoImpl")6 privateUserDao userDao1;7 privateUserDao userDao2;8

9 @Autowired(required=false)10 @Qualifier("userDaoImpl")11 privateUserDao userDao3;12

13 @Autowired(required=false)14 @Qualifier("userDaoImpl3")15 privateUserDao userDao4;16

17 public voidsetUserID(String userID) {18 this.userID =userID;19 }20 publicString getUserID() {21 returnuserID;22 }23 public voidsetUserName(String userName) {24 this.userName =userName;25 }26 publicString getUserName() {27 returnuserName;28 }29 @Resource30 public voidsetUserDao2(UserDao userDao2) {31 this.userDao2 =userDao2;32 }33 publicUserDao getUserDao2() {34 returnuserDao2;35 }36

37 public voidtest()38 {39 userDao1.save();40 userDao2.save();41 System.out.println(userDao3.getClass().getName());42 userDao3.save();43 }44 }

测试方法：

1 private static voidannotationTest()2 {3 ApplicationContext ctx = new ClassPathXmlApplicationContext("sample/spring/ioc/annotation.xml");4 UserServiceBean2 userService = (UserServiceBean2)ctx.getBean("userService");5

6 userService.test();7 }

输出结果如下：

save() is called.

save() is called.

sample.spring.ioc.UserDaoImpl

save() is called.

我们来对上面示例中出现的Annotation来进行说明。

1 @Resource(name="userDaoImpl")2 private UserDao userDao1;

这是定义在字段上的Annotation，是指userDao1使用xml配置文件中定义的名为“userDaoImpl”的bean进行填充。

1 @Autowired(required=false)2 @Qualifier("userDaoImpl")3 private UserDao userDao3;

这是第二种类型的Annotation，它把Autowired和Qualifier组合在一起使用，Qualifier来设置bean的名 称，Autowired来设置bean找不到时的行为，required为true时会抛出异常，required为false时会返回null。

1 @Resource2 public voidsetUserDao2(UserDao userDao2) {3 this.userDao2 =userDao2;4 }

这是作用在setter上的Annotation，@Resource 可以不写明name参数，这时Spring会首先按照名字然后按照数据类型的方式去定位bean。

自动加载对象定义

对于大型系统来说，我们可能会创建大量的类，如果这些类的声明都需要写在xml文件里的话，会产生额外大量的工作。

Spring提供了一种简单的机制让我们的对象可以自动注册。

我们可以在beans.xml中添加如下内容：

1

然后我们可以在sample.spring.ioc包下的对象，添加@Component/@Service/@Controller/@repository，这样Spring会自动将带有这些Annotation的类进行注册。

下面是一个示例：

自动注册Bean示例

这个类和上面定义的UserServiceBean2非常相似，需要注意在类前面添加的Annotation信息。

我们不需要在xml文件中手动定义这个bean，Spring会进行自动注册，注册的bean名称是userService。

AOP

我们在Java回顾之反射中已经设计了一个简单的AOP框架，通常情况下，对于AOP，我们有两种方式来实现。

使用DynamicProxy实现AOP

下面是一个简单的示例，首先定义业务对象：

1 public interfaceUserDao {2

3 voidsave();4 }5

6 public class UserDaoImpl implementsUserDao7 {8 privateString name;9

10 public voidsave() {11 System.out.println("save() is called for " +name);12 }13

14 public voidsetName(String name) {15 this.name =name;16 }17

18 publicString getName() {19 returnname;20 }21 }

下面是一个实现了InvocationHandler的类：

1 public class ProxyFactory implementsInvocationHandler2 {3 privateObject target;4

5 publicObject createUserDao(Object target)6 {7 this.target =target;8 return Proxy.newProxyInstance(this.target.getClass().getClassLoader(),9 this.target.getClass().getInterfaces(), this);10 }11

12 publicObject invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)13 throwsThrowable {14

15 UserDaoImpl userDao =(UserDaoImpl)target;16 Object result = null;17 if(userDao.getName() != null)18 {19 result =method.invoke(target, args);20 }21 else

22 {23 System.out.println("The name is null.");24 }25 returnresult;26 }27 }

接下来是测试代码：

1 private static voidtest1()2 {3 ProxyFactory pf = newProxyFactory();4 UserDao userDao = (UserDao)pf.createUserDao(newUserDaoImpl());5 userDao.save();6 }

执行结果如下：

The name is null.

这是因为userDao的类型是UserDao，它是一个接口，并没有定义name字段，因此name=null。

使用Cglib实现AOP

同样是上面的需求，我们假设并没有继承的接口，这我们可以使用cglib来实现。

首先我们重新定义一个UserDaoImpl2，它不会实现任何接口：

1 public classUserDaoImpl22 {3 privateString name;4

5 public void save() throwsInterruptedException {6 Thread.sleep(3000);7 System.out.println("save() is called for " +name);8 }9

10 public voidsetName(String name) {11 this.name =name;12 }13

14 publicString getName() {15 returnname;16 }17

18 public voidraiseException()19 {20 throw new RuntimeException("This is test.");21 }22 }

然后是创建CglibFactory：

1 public class CglibFactory implementsMethodInterceptor2 {3 privateObject target;4 publicObject createUserDao(Object target)5 {6 this.target =target;7 Enhancer enhancer = newEnhancer();8 enhancer.setSuperclass(target.getClass());9 enhancer.setCallback(this);10 returnenhancer.create();11 }12

13 publicObject intercept(Object proxy, Method method, Object[] args,14 MethodProxy methodProxy) throwsThrowable {15 UserDaoImpl2 userDao =(UserDaoImpl2)target;16 if (userDao.getName() != null)17 {18 returnmethod.invoke(target, args);19 }20 else

21 {22 System.out.println("The name is null.");23 }24 return null;25 }26 }

它实现了MethodInterceptor接口，其中包括intercept方法，这个方法就会通过反射的方式来触发目标方法，同时还可以添加一些其他处理。

下面是测试方法：

1 private static void test2() throwsInterruptedException2 {3 CglibFactory cf = newCglibFactory();4 UserDaoImpl2 temp = newUserDaoImpl2();5 UserDaoImpl2 userDao =(UserDaoImpl2)cf.createUserDao(temp);6 userDao.save();7 temp.setName("Zhang San");8 userDao =(UserDaoImpl2)cf.createUserDao(temp);9 userDao.save();10 }

输出结果如下：

The name is null.

save() is calledfor Zhang San

使用Spring实现AOP

Spring框架集合了ProxyFactory和Cglib两种方式来实现AOP。

我们来看一个示例，还是使用上面定义的UserDaoImpl以及UserDaoImpl2。

首先需要定义一个interceptor：

1 @Aspect2 public classMyInterceptor {3

4 @Pointcut("execution (* sample.spring.aop.*.*(..))")5 public voidanyMethod(){}6

7 @Before("anyMethod()")8 public voidbefore()9 {10 System.out.println("Before");11 }12

13 @After("anyMethod()")14 public voidafter()15 {16 System.out.println("After");17 }18

19 @Around("anyMethod()")20 public void Around(ProceedingJoinPoint pjp) throwsThrowable21 {22 long start =System.currentTimeMillis();23 pjp.proceed();24 long end =System.currentTimeMillis();25 System.out.println("执行时间：" + (end -start));26 }27

28 @Before("anyMethod() && args(name)")29 public voidbefore(String name)30 {31 System.out.println("The name is " +name);32 }33

34 @AfterReturning(pointcut="anyMethod()", returning="result")35 public voidafterReturning(String result)36 {37 System.out.println("The value is " +result);38 }39

40 @AfterThrowing(pointcut="anyMethod()", throwing="e")41 public voidafterThrowing(Exception e)42 {43 e.printStackTrace();44 }45 }

我们可以看到上面的代码中包含了一些Annotation，这些Annotation是用来实现AOP的关键。

然后需要修改beans.xml，添加如下内容：

1

2

3

4

其中第一行是让Spring打开AOP的功能，下面三行定义了三个bean，这里我们把interceptor也看做是一个bean对象。

接下来是测试代码：

1 private static void test3() throwsInterruptedException2 {3 ApplicationContext ctx = new ClassPathXmlApplicationContext("sample/spring/aop/beans.xml");4 UserDao userDao = (UserDao)ctx.getBean("userDaoImpl");5 userDao.save();6 UserDaoImpl2 userDao2 = (UserDaoImpl2)ctx.getBean("userDaoImpl2");7 userDao2.save();8 userDao2.setName("Zhang San");9 String name =userDao2.getName();10 //userDao2.raiseException();

11 }

这里我们可以看到，测试方法中既使用了UserDaoImpl1(这里是UserDao接口)，也是用了UserDaoImpl2。正如我们上面所言， 在Spring中，如果类实现了接口，Spring会按照ProxyFactory的方式来处理；如果没有实现接口，Spring会按照Cglib的方式 来处理。

上面测试方法的输出如下：

Before

Before

save() is calledfor null执行时间：1The value isnullAfter

After

执行时间：1The value isnullBefore

Before

save() is calledfor null执行时间：3001The value isnullAfter

After

执行时间：3002The value isnullBefore

The name is Zhang San

Before

执行时间：26The value isnullAfter

After

执行时间：27The value isnullBefore

Before

执行时间：0The value isnullAfter

After

执行时间：1The value isnull

使用Spring配置文件来配置AOP

上面的示例中，我们使用Annotation来配置AOP的信息，同样我们也可以使用xml文件的方式来配置AOP。

还是以上面定义的interceptor为基础，我们去掉里面所有的Annotation，然后在beans.xml中添加如下内容：

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

测试方法和输出结果同上。

Spring和JDBC

Spring中也包含了对JDBC数据访问的支持，它有一个JdbcTemplate的机制，其中提供了大量的API，对ResultSet进行了封装，可以大大简化我们的工作量。

同时Spring还提供了针对事务的支持，包含了一些Annotation，既可以作用在类上，也可以作用在方法上。

下面是一个简单的示例，我们还是连接MySQL数据库中的user表，实现对其CRUD操作。

首先是定义业务对象以及DAO接口：

1 public classUser {2

3 private intuserID;4 privateString userName;5 public void setUserID(intuserID) {6 this.userID =userID;7 }8 public intgetUserID() {9 returnuserID;10 }11 public voidsetUserName(String userName) {12 this.userName =userName;13 }14 publicString getUserName() {15 returnuserName;16 }17 }18

19 public interfaceUserDao {20

21 voidinsertUser(User user);22 voidupdateUser(User user);23 voiddeleteUser(User user);24 ListgetAllUser();25 User getUser(intid);26 }

然后是建立一个Dao的实现类，这里使用了一些JdbcTemplate API：

1 @Transactional2 public class UserDaoImpl implementsUserDao3 {4 privateJdbcTemplate jdbcTemplate;5

6 public void setDataSource(DataSource dataSource) throwsSQLException7 {8 jdbcTemplate = newJdbcTemplate(dataSource);9 System.out.println(dataSource.getConnection().getMetaData().getDriverName());10 }11

12 public voiddeleteUser(User user) {13 jdbcTemplate.update("delete from user where id=?",14 newObject[]{user.getUserID()},15 new int[]{java.sql.Types.INTEGER});16 }17

18 @SuppressWarnings("unchecked")19 public ListgetAllUser() {20 return (List)jdbcTemplate.query("select * from user",21 newRowMapper()22 {23 public Object mapRow(ResultSet rs, int arg) throwsSQLException24 {25 User user = newUser();26 user.setUserID(rs.getInt("ID"));27 user.setUserName(rs.getString("NAME"));28

29 returnuser;30 }31 });32 }33

34 public User getUser(intid) {35 try

36 {37 return (User)jdbcTemplate.queryForObject("select * from user where id=?",38 newObject[]{id},39 new int[]{java.sql.Types.INTEGER},40 newRowMapper()41 {42 public Object mapRow(ResultSet rs, int arg) throwsSQLException43 {44 User user = newUser();45 user.setUserID(rs.getInt("id"));46 user.setUserName(rs.getString("name"));47 returnuser;48 }49 });50 }51 catch(Exception ex)52 {53 System.out.println(ex.getMessage());54 }55 return null;56

57 }58

59 public voidinsertUser(User user) {60 jdbcTemplate.update("insert into user (id,name) values(?,?)",61 newObject[]{user.getUserID(), user.getUserName()},62 new int[]{java.sql.Types.INTEGER, java.sql.Types.VARCHAR});63 }64

65 public voidupdateUser(User user) {66 jdbcTemplate.update("update user set name=? where id=?",67 newObject[]{user.getUserName(), user.getUserID()},68 new int[]{java.sql.Types.VARCHAR, java.sql.Types.INTEGER});69 }70

71 }

JdbcTemplate还提供了一些其他的API，也非常实用。

接下来需要修改beans.xml：

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

这里theDataSource用来配置数据库连接信息；txManager来配置事务管理器的信息；userDao是我们的Dao实现类信息。

下面是测试方法：

1 public static voidtest1()2 {3 ApplicationContext ctx = new ClassPathXmlApplicationContext("sample/spring/jdbc/beans.xml");4 UserDao userDao = (UserDao)ctx.getBean("userDao");5 System.out.println("=====get all user=====");6 List users =userDao.getAllUser();7 for(User user:users)8 {9 System.out.println("ID:" + user.getUserID() + ";Name:" +user.getUserName());10 }11 System.out.println("=====insert user=====");12 User user = newUser();13 user.setUserID(10);14 user.setUserName("Zhang Fei");15 userDao.insertUser(user);16 user = userDao.getUser(10);17 System.out.println("ID:" + user.getUserID() + ";Name:" +user.getUserName());18 System.out.println("=====update user=====");19 user.setUserName("Devil");20 userDao.updateUser(user);21 user = userDao.getUser(10);22 System.out.println("ID:" + user.getUserID() + ";Name:" +user.getUserName());23 System.out.println("=====delete user=====");24 userDao.deleteUser(user);25 user = userDao.getUser(10);26 if (user == null)27 {28 System.out.println("delete successfully.");29 }30 }

输出结果如下：

MySQL-AB JDBC Driver=====get all user=====ID:1;Name:Zhang San

ID:2;Name:TEST=====insert user=====ID:10;Name:Zhang Fei=====update user=====ID:10;Name:Devil=====delete user=====Incorrect result size: expected1, actual 0delete successfully.

说到数据库事务，我们在上面的UserDaoImpl中可以看到，这个类的前面有一个名为@Transcational的Annotation声明，这是Spring实现事务的关键点，它既可以作用在类上，也可以作用在方法上。

@Transactional包含以下参数：

propagation参 数，Propagation类型(枚举)，默认值为Propogation.REQUIRED，支持的值有REQUIRED、MANDATORY、 NESTED、NEVER、NOT_SUPPORTED、REQUIRE_NEW、SUPPORTS。

isolation参数，Isolation类型(枚举)，默认值为Isolation.DEFAULT，支持的值有DEFAULT、READ_COMMITTED、READ_UNCOMMITTED、REPEATABLE_READ、SERIALIZABLE。

timeout参数，int类型，事务的超时时间，默认值为-1，即不会超时。

readOnly参数，boolean类型，true表示事务为只读，默认值为false。

rollbackFor参数，Class extends Throwable>[]类型，默认为空数组。

rollbackForClassName参数，String[]类型，默认为空数组。

noRollbackFor参数，Class extends Throwable>[]类型，默认为空数组。

noRollbackForClassName参数，String[]类型，默认为空数组。