Spring工作原理探秘

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Spring的哲学是在不影响Java对象的设计的情况下将Java对象加入到框架中。 我们下面来看看Spring的工作原理，看看Spring是如何做到不影响Java对象的。

　　EJB的框架采用了一种侵略性(Invasive)的方法来设计对象，它要求你在设计中加入符合EJB规范的代码。一些轻量级的COP框架，例如Avalon，也要求对象设计时必须符合某种规范，例如Serviceable接口，这种做法是典型的Type 1做法。

　　这种设计思路要求Spring采用一种动态的、灵活的方式来设计框架。在Spring的工作原理中大量采用了反射。首先Spring要解决的一个问题就是如何管理bean。因为IOC的思想要求bean之间不能够直接调用，而应该采用一种被动的方式进行协作。所以bean的管理是Spring工作原理中的核心部分。

　　反射和内省在代码的层次上思考问题，有时候能够带来出人意料的灵活性。但它的使用有时候也是一个哲学问题，不论是在ORM设计还是在AOP设计上都出现了类似的问题-究竟是使用反射，还是使用代码生成。

　　在Spring中，处理这个问题的核心是在org.springframework.beans包中。而其中最为核心的部分，则是BeanWrapper。BeanWrapper，顾名思义，就是bean的包装器。所以，它的主要工作，就是对任何一个bean，进行属性(包括内嵌属性)的设置和方法的调用。在

　　BeanWrapper的默认实现类BeanWrapperImpl中，虽然代码较长，但完成的工作却是非常的集中的。

　　BeanWrapper的深入研究

　　我们看看这个BeanWrapper是如何发挥运作的，假设我们有两个bean：
   

   public class Company {
private String name;
private Employee managingDirector;

public String getName() {
    return this.name;
}

public void setName(String name) {
    this.name = name;
}

public Employee getManagingDirector() {
    return this.managingDirector;
}

public void setManagingDirector(Employee managingDirector) {
    this.managingDirector = managingDirector;
}
    }

    public class Employee {
private float salary;

public float getSalary() {
    return salary;
}

public void setSalary(float salary) {
    this.salary = salary;
}
    }

    public class Company {
	private String name;
	private Employee managingDirector;

	public String getName() {
		return this.name;
	}

	public void setName(String name) {
		this.name = name;
	}

	public Employee getManagingDirector() {
		return this.managingDirector;
	}

	public void setManagingDirector(Employee managingDirector) {
		this.managingDirector = managingDirector;
	}
     }

     public class Employee {
	private float salary;

	public float getSalary() {
		return salary;
	}

	public void setSalary(float salary) {
		this.salary = salary;
	}
     }
     

      然后我们使用BeanWrapper来调用这两个bean：
     

　　　　Company c = new Company();
　　　　BeanWrapper bwComp = BeanWrapperImpl(c);
　　　　// setting the company name...
　　　　bwComp.setPropertyValue("name", "Some Company Inc.");
　　　　// ... can also be done like this:
　　　　PropertyValue v = new PropertyValue("name", "Some Company Inc.");
　　　　bwComp.setPropertyValue(v);

　　　　// ok, lets create the director and tie it to the company:
　　　　Employee jim = new Employee();
　　　　BeanWrapper bwJim = BeanWrapperImpl(jim);
　　　　bwJim.setPropertyValue("name", "Jim Stravinsky");
　　　　bwComp.setPropertyValue("managingDirector", jim);

　　　　// retrieving the salary of the managingDirector through the company
　　　　Float salary = (Float)bwComp.getPropertyValue("managingDirector.salary");

　　　　Company c = new Company();　　 
　　　　BeanWrapper bwComp = BeanWrapperImpl(c);　　 
　　　　// setting the company name...　　 
　　　　bwComp.setPropertyValue("name", "Some Company Inc.");　　 
　　　　// ... can also be done like this:　　 
　　　　PropertyValue v = new PropertyValue("name", "Some Company Inc.");　　 
　　　　bwComp.setPropertyValue(v);　　 
　　　　　　 
　　　　// ok, lets create the director and tie it to the company:　　 
　　　　Employee jim = new Employee();　　 
　　　　BeanWrapper bwJim = BeanWrapperImpl(jim);　　 
　　　　bwJim.setPropertyValue("name", "Jim Stravinsky");　　　　
　　　　bwComp.setPropertyValue("managingDirector", jim);　　 
　　　　　　 
　　　　// retrieving the salary of the managingDirector through the company　　 
　　　　Float salary = (Float)bwComp.getPropertyValue("managingDirector.salary");

看起来麻烦了许多，但是这样Spring就可以使用统一的方式来管理bean的属性了。

　　Bean的制造工厂

　　有了对单个Bean的包装，还需要对多个的bean进行管理。在spring中，把bean纳入到一个核心库中进行管理。bean的生产有两种方法：一种是一个bean产生多个实例，一种是一个bean只产生一个实例。如果对设计模式熟悉的话，我们就会想到，前者可以采用Prototype，后者可以采用Singleton。

    注意到，反射技术的使用使得我们不再像原始的工厂方法模式那样创建对象。反射可以非常灵活的根据类的名称创建一个对象。所以spring只使用了Prototype和Singleton这两个基本的模式。

　　Spring正是这样处理的，但是我们希望用户能够维护统一的接口，而不需要关心当前的bean到底是Prototype产生的独立的bean，还是Singleton产生的共享的bean。所以，在org.springframework.beans.factory包中的BeanFactory定义了统一的getBean方法。
  
    JDBC再封装
    JDBC优雅的封装了底层的数据库，但是JDBC仍然存在诸多的不变。你需要编写大量的代码来完成CRUD操作，而且，JDBC无论是遇到什么样的问题，都抛出一个SQLException，这种做法在异常使用上被称为不完备的信息。因为问题可能是很复杂的，也许是数据库连接的问题，也许是并发控制的问题，也许只是SQL语句出错。没有理由用一个简单的SQLException就搞定全部的问题了，这种做法有些不负责任。针对这两个问题，Spring Framework提出了两种解决方法：首先，提供一个框架，把JDBC应用中的获取连接、异常处理、释放等比较通用的操作全部都集中起来，用户只需要提供特定的实现就OK了。实现的具体细节采用的是模板方法。举个例子，在org.springframework.jdbc.object包中，MappingSqlQuery类实现了将SQL查询映射为具体的业务对象。JavaDoc中这样写到：Reusable query in which concrete subclasses must implement the abstract mapRow(ResultSet, int) method to convert each row of the JDBC ResultSet into an object. 用户必须实现mapRow方法，这是典型模板方法的应用。我们拿一个具体的例子来看看：
   

class UserQuery extends MappingSqlQuery {

    public UserQuery(DataSource datasource) {
        super(datasource, "SELECT * FROM PUB_USER_ADDRESS WHERE USER_ID = ?");
        declareParameter(new SqlParameter(Types.NUMERIC));
        compile();
    }

    // Map a result set row to a Java object
    protected Object mapRow(ResultSet rs, int rownum) throws SQLException {
        User user = new User();
        user.setId(rs.getLong("USER_ID"));
        user.setForename(rs.getString("FORENAME"));
        return user;
    }

    public User findUser(long id) {
        // Use superclass convenience method to provide strong typing
        return (User) findObject(id);
    }
}

class UserQuery extends MappingSqlQuery {

	public UserQuery(DataSource datasource) {
		super(datasource, "SELECT * FROM PUB_USER_ADDRESS WHERE USER_ID = ?");
		declareParameter(new SqlParameter(Types.NUMERIC));
		compile();
	}

	// Map a result set row to a Java object
	protected Object mapRow(ResultSet rs, int rownum) throws SQLException {
		User user = new User();
		user.setId(rs.getLong("USER_ID"));
		user.setForename(rs.getString("FORENAME"));
		return user;
	}

	public User findUser(long id) {
		// Use superclass convenience method to provide strong typing
		return (User) findObject(id);
	}
} 

    其次是第二个问题，最麻烦的地方应该说是需要截住JDBC的异常，然后判断异常的类型，并重新抛出异常。错误的问题可以通过连接来获取，所以麻烦的是如何截获异常。Spring 框架采用的方法是回调，处理回调的类在Spring Framework中被称为template 。
    

　　　　JdbcTemplate template = new JdbcTemplate(dataSource);
　　　　final List names = new LinkedList();
　　　　template.query("SELECT USER.NAME FROM USER",new RowCallbackHandler() {
    　　　　　public void processRow(ResultSet rs) throws SQLException {
    　　　　        names.add(rs.getString(1));
    　　　　　}
　　　　});

　　　　JdbcTemplate template = new JdbcTemplate(dataSource);　　 
　　　　final List names = new LinkedList();　　 
　　　　template.query("SELECT USER.NAME FROM USER",new RowCallbackHandler() {　　 
	　　　　　public void processRow(ResultSet rs) throws SQLException {　　 
	　　　　		names.add(rs.getString(1));　　 
	　　　　　}　　 
　　　　}); 

   回调函数是一个匿名类，其中也使用了模板方法，异常的处理都在父类中完成了

　　层间松耦合

　　在开放源码界已经出现了大量的基于MVC的Web容器，但是这些容器都仅限于Web的范围 ，不涉及Web层次后端的连接，Spring作为一个整体性的框架，定义了一种Web层和后端业务层的连接方式， 这个思路仍然疏运图MVC的范畴，但耦合更松散，不依赖于具体的集成层次。
   

public class GoogleSearchController implements Controller {

    private IGoogleSearchPort google;

    private String googleKey;

    public void setGoogle(IGoogleSearchPort google) {
        this.google = google;
    }

    public void setGoogleKey(String googleKey) {
        this.googleKey = googleKey;
    }

    public ModelAndView handleRequest(
        HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
        throws ServletException, IOException {
        String query = request.getParameter("query");
        GoogleSearchResult result =
        // Google property definitions omitted...

        // Use google business object
        google.doGoogleSearch(this.googleKey, query,start, maxResults, filter, restrict, safeSearch, lr, ie, oe);

        return new ModelAndView("googleResults", "result", result);
    }
}