Spring体系结构

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Spring 是为了解决企业级应用程序开发而创建的。随着 Spring 的发展，Spring 家族出现了多个产品线，包括 Spring Framework、Spring Boot、Spring Cloud、Spring Data、Spring Integration、Spring Batch、Spring Security 和 Spring Cloud Data Flow 等，不过本文主要介绍 Spring Framework。

如图1所示，Spring Framework 是一个分层框架，由多个模块组成，Spring 的这些模块主要包括：

核心容器模块
数据访问和集成模块
Web模块
AOP（面向切面编程）模块
植入（Instrument）模块
消息传输（Messaging）模块
测试模块

这些模块都构建在核心容器模块之上。

图1 Spring Framework分层架构图

1. 核心容器

核心容器（Core Container）模块提供了 Spring 框架的基本功能，分为 Core（即spring-core）、Beans（即spring-beans）、Context（即spring-context）和 Expression（即spring-expression）四个模块。

Core 和 Beans 是整个 Spring 框架的基础模块，也是 Spring 的控制反转与依赖注入的基本实现模块，Spring 的其他模块依赖 Core 和 Beans 这两个模块。

1) spring-core

其他模块的核心，包含 Spring 框架的核心工具类，Spring 的其他模块都要使用该包里的类。

2) spring-beans

核心模块，定义对 Bean 的支持，负责访问配置文件，以及创建和管理 Bean，支持依赖注入和控制反转的相关操作。

spring-beans 模块有几个核心接口：BeanFactory 接口、BeanDefinition 接口和 BeanPostProcessor 接口。

BeanFactory 接口是工厂模式的具体实现，开发者无须自己编程去实现单例模式，它允许开发者把依赖关系的配置和描述从程序逻辑中解耦；
BeanDefinition 接口是对 Bean 的描述；
BeanPostProcessor 接口可以动态修改 Bean 的属性。

3) spring-context

上下文模块，是 Spring 运行时容器，提供对 Spring 的上下文支持，并提供一个框架式的对象访问方式，类似于一个 JNDI 注册表。

Application-Context 接口是该模块的关键，通过它可以方便、快捷地取出依赖注入的 Bean。

ApplicationContext 接口的实现类很多，如 ClassPathXmlApplicationContext、FileSystemXmlApplicationContext 和 AnnotationConfigApplicationContext 等。

为了整合第三方库到 Spring 应用程序的上下文中，Spring 还提供了 spring-context-support 模块，该模块提供了对高速缓存（EhCache和JCache）和调度（CommonJ和Quartz）的支持。

4) spring-expression

Spring 的表达式语言，用以帮助 Spring 在运行时查询和操作对象。

同时，该表达式还支持设置和获取对象的属性值及方法的调用，以及访问数组、集合和索引器的内容并支持查询和操作运行时对象，是对 JSP 2.1 规范中规定的统一表达式语言（Unified EL, UEL）的扩展。

2. Spring AOP 模块

AOP 模块是 Spring 框架的另一个核心模块，主要由 AOP（即spring-aop）、Aspects（即spring-aspects）和 Instrument（即spring-instrument）3 个子模块组成，提供面向切面的编程架构。

1) spring-aop

AOP 的主要实现模块。以 JVM 的动态代理技术为基础，设计出一系列面向切面编程的实现，如前置通知、后置通知、环绕通知、返回通知和异常通知等。同时，以 Pointcut 接口来匹配切入点，可以使用现有的切入点来指定横切面，也可以扩展相关方法，再根据需求进行切入。

2) spring-aspects

集成自 AspectJ 框架，主要是为了给 Spring AOP 提供多种 AOP 实现方法。

3) spring-instrument

基于 Java SE 中的 java.lang.instrument 进行设计，可以看作 AOP 的一个支援模块。

该模块的主要作用是在 JVM 启用时生成一个 agent 代理类，开发者通过这个 agent 代理类在运行时修改类的字节，从而改变一个类的功能，实现 AOP 的功能。例如，spring-instrument-tomcat 模块包含支持 Tomcat 的植入代理。

3. 数据访问和集成模块

数据访问和集成模块是由 JDBC（即spring-jdbc）、ORM（即spring-orm）、OXM（即spring-oxm）、JMS（即spring-jms）和 Transactions（即spring-transactions）5 个子模块组成的。

1) spring-jdbc

主要提供 JDBC 的模板方法、关系型数据库的对象化方式、SimpleJdbc 方式及事务管理来简化 JDBC 编程，它实现的类是 JdbcTemplate、SimpleJdbcTemplate 及 NamedParameterJdbcTemplate。

通过 JdbcTemplate，消除了不必要的和烦琐的 JDBC 编码。

2) spring-orm

ORM 框架支持模块，主要集成 Hibernate、Java Persistence API（JPA）和 Java Data Objects（JDO），用于资源管理、数据访问对象（DAO）的实现和事务处理。

3) spring-oxm

主要提供一个抽象层以支撑 OXM（Object to XML Mapping，提供一个支持对象或 XML 映射实现的抽象层，将 Java 对象映射成 XML 数据，或者将 XML 数据映射成 Java 对象），如 JAXB、Castor、XMLBeans、JiBX 和 XStream 等。

4) spring-jms

发送和接收信息的模块，自 pring 4.1 以后，它还提供对 spring-messaging 模块的支持。

5) spring-transactions

事务控制实现模块。

Spring 框架对事务做了很好的封装，通过对该框架的 AOP 进行配置，可以将事务灵活地配置在任何一层，用以实现特殊接口和所有 POJO（普通 Java 对象）的类编程和声明式事务管理。

4. Spring Web模块

Web 模块建立在应用程序的上下文模块之上，为基于 Web 的应用程序提供上下文。该模块主要由 Web（即spring-web）、WebMVC（即spring-webmvc）、WebSocket（即spring-websocket）和 WebFlux（即spring-webflux）4 个子模块组成。