UML软件工程组织

当前的形势是，非常多的Java程序员言必称Spring，如此大面积的程序员集体叫”春”，体现了Spring框架的威力。

　Spring的设计目的是简化J2EE开发，所以如果我们学习、使用它的时候还需要抓破头皮口吐白沫的话，岂不是个笑话？就我的经验来说，Spring在这方面做得很好，的确是一个很牛叉易用的框架。

　之前我曾经设计过一个J2EE的考试系统，大量使用了EJB（详见http://blog.csdn.net/bromon/archive/2004/08/27/86291.aspx），我打算同样使用一个考试系统做例子，便于比较。两个系统的大致结构都差不多，不过新的版本采用了轻量级的方案，使用Hibernate作为ORM框架，所有的对象都交给spring来管理。

一、IoC与DI

　首先想说说IoC（Inversion of Control，控制倒转）。这是spring的核心，贯穿始终。所谓IoC，对于spring框架来说，就是由spring来负责控制对象的生命周期和对象间的关系。这是什么意思呢，举个简单的例子，我们是如何找女朋友的？常见的情况是，我们到处去看哪里有长得漂亮身材又好的mm，然后打听她们的兴趣爱好、qq号、电话号、ip号、iq号………，想办法认识她们，投其所好送其所要，然后嘿嘿……这个过程是复杂深奥的，我们必须自己设计和面对每个环节。传统的程序开发也是如此，在一个对象中，如果要使用另外的对象，就必须得到它（自己new一个，或者从JNDI中查询一个），使用完之后还要将对象销毁（比如Connection等），对象始终会和其他的接口或类藕合起来。

　那么IoC是如何做的呢？有点像通过婚介找女朋友，在我和女朋友之间引入了一个第三者：婚姻介绍所。婚介管理了很多男男女女的资料，我可以向婚介提出一个列表，告诉它我想找个什么样的女朋友，比如长得像李嘉欣，身材像林熙雷，唱歌像周杰伦，速度像卡洛斯，技术像齐达内之类的，然后婚介就会按照我们的要求，提供一个mm，我们只需要去和她谈恋爱、结婚就行了。简单明了，如果婚介给我们的人选不符合要求，我们就会抛出异常。整个过程不再由我自己控制，而是有婚介这样一个类似容器的机构来控制。Spring所倡导的开发方式就是如此，所有的类都会在spring容器中登记，告诉spring你是个什么东西，你需要什么东西，然后spring会在系统运行到适当的时候，把你要的东西主动给你，同时也把你交给其他需要你的东西。所有的类的创建、销毁都由spring来控制，也就是说控制对象生存周期的不再是引用它的对象，而是spring。对于某个具体的对象而言，以前是它控制其他对象，现在是所有对象都被spring控制，所以这叫控制反转。如果你还不明白的话，我决定放弃。

　IoC的一个重点是在系统运行中，动态的向某个对象提供它所需要的其他对象。这一点是通过DI（Dependency Injection，依赖注入）来实现的。比如对象A需要操作数据库，以前我们总是要在A中自己编写代码来获得一个Connection对象，有了spring我们就只需要告诉spring，A中需要一个Connection，至于这个Connection怎么构造，何时构造，A不需要知道。在系统运行时，spring会在适当的时候制造一个Connection，然后像打针一样，注射到A当中，这样就完成了对各个对象之间关系的控制。A需要依赖Connection才能正常运行，而这个Connection是由spring注入到A中的，依赖注入的名字就这么来的。那么DI是如何实现的呢？Java 1.3之后一个重要特征是反射（reflection），它允许程序在运行的时候动态的生成对象、执行对象的方法、改变对象的属性，spring就是通过反射来实现注入的。关于反射的相关资料请查阅java doc。

　理解了IoC和DI的概念后，一切都将变得简单明了，剩下的工作只是在spring的框架中堆积木而已。

二、spring管理对象的简单例子

　任何需要交给spring管理的对象，都必须在配置文件中注册，这个过程被称为wiring，下面做一个最简单的Hello world演示，我们将要注册的类如下：

/*
* 创建日期 2005-3-22
*/
package org.bromon.spring.test;

/**
* @author Bromon
*/
public class HelloTalker
{
public String greeting()
{
return "hello world";
}
}

　然后我们来编写一个spring配置文件，文件名任意，在我这里它是springConfig.xml，需要注意的是这个文件应该存放在classpath所包含的路径中：
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE beans PUBLIC "-//SPRING//DTD BEAN//EN" "http://www.springframework.org/dtd/spring-beans.dtd">
<beans>
　<bean id=”helloTalker” class=” org.bromon.spring.test.HelloTalker”>
　</bean>
</beans>

　通过使用bean标签，注册了一个HelloTalker对象，它的名字叫做helloTalker。然后我们编写一个测试类，它的工作是利用spring框架提供的接口，加载配置文件，通过指定对象的id，获得一个对象。它的代码如下：

/*
* 创建日期 2005-3-17
*/
package org.bromon.spring.test.junit;

import java.io.FileInputStream;

import org.springframework.beans.factory.xml.XmlBeanFactory;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;

import org.bromon.spring.test;

/**
* @author Bromon
*/
public class TestStudentManager extends TestCase {

public void testHelloTalker()
{
try
{
ApplicationContext context =new ClassPathXmlApplicationContext("springConfig.xml");

HelloTalker ht=(HelloTalker)context.getBean(“helloTalker”);
System.out.println(ht.greeting());
}catch(Exception e)
{
e.printStackTrace();
}
}

}

　这个程序就完成了，因为只有一个对象HelloTalker被注册到了spring中，所以不存在对象间的依赖，当然也就不涉及依赖注入。下面演示一个简单的依赖注入：

　第一步是修改HelloTalker，增加一个String name属性：

public String name;

　为该属性编写set方法，该方法必须严格遵守javabean的命名规则：

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

　　修改greeting方法：

public String greeting()
{
　　return "hello "+name;
}

　如你所见，name属性没有初试化，因为它的值将在运行过程中被spring动态注射入。

　第二步，修改springConfig.xml中唯一的这个bean配置：

<bean id=”helloTalker” class=” org.bromon.spring.test.HelloTalker”>
　<property name=”name”>
　　<value>bromon</value>
　</property>
</bean>

　修改完成。我们将一个名字”bromon”写死在springConfig.xml中，它会被动态的注入到HelloTalker的name属性中，greeting方法将会把它打印出来。重新运行刚才的junit类，可以看到结果。

　我们只演示了如何注入一个最简单的String，实际上我们可以注入任何值类型，也可以注入任何类的实例，也可以注入List、Map、Properties。配置文件管理了所有的对象和对象间的关系，而对象则只负责执行自己的功能，他们的职责越少，藕合度越低，系统就越容易测试，管理维护也更容易。

　<bean>标签还有很多属性，用于指定对象如何被实例化，它也有很多子标签用于配置对象的属性，请大家参考相关的DTD和文档，能够很快的掌握。本系列文章不是spring手册，spring的基础知识请参考spring in action，足够详细准确。后面的章节更多的讨论系统设计、开发的一些细节和高级特性。

三、spring中的hibernate开发

　spring中对hibernate的支持是非常强大的，从一个简单的例子就看得出来，从这个例子中我们还将对所谓的轻量级容器做一些讨论。

　首先需要配置数据源，通常我们有两种方式获得Connection，一是自己编写代码获得连接，二是从JNDI环境中得到DataSource，然后产生一个Connection。无论怎样，既然是spring下面的对象，就应该注册到配置文件中。假设我们需要一个连接mysql下面一个叫做examer的数据库，手动方式的配置是：

<bean id="dataSource" class="org.apache.commons.dbcp.BasicDataSource" destroy-method="close">
　　<property name="driverClassName">
　　　　<value>com.mysql.jdbc.Driver</value>
　　</property>
　　<property name="url">
　　　　<value>jdbc:mysql://localhost/examer</value>
　　</property>
　　<property name="username">
　　　　<value>root</value>
　　</property>
　　<property name="password">
　　　　<value></value>
　　</property>
</bean>

　很好读是不是？假如我们使用JNDI数据源，那么dataSource的声明就应该是：

<bean id="dataSource" class="org.springframework.jndi.JndiObjectFactoryBean">
　　<property name="jndiName">
　　　　<value>java:compenvjdbcspringExamer</value>
　　</property>
</bean>

　你需要在JNDI环境中绑定一个名为jdbc/springExamer的东西，这段代码才有实际意义。另外需要提醒的是，所有的bean声明，它的id必须是唯一的。

　在本系统中，数据库操作是被hibernate封装起来的，所以dataSource是不需要注入到具体的逻辑类中，它只会被注给hibernate的sessionFactory。

　按照常规思路，我们需要在spring中注册hibernate的sessionFactory，它应该是我们自己编写的一个类，获得dataSource，返回sessionFactory，其他的逻辑类通过这个sessionFactory获得session进行数据库操作。

　但是我们有另外一种选择，spring直接提供了对sessionFactory的封装，你只需要注册一个spring自己的类，给它提供必须的属性，它会返回一个org.springframework.orm.hibernate.HibernateTemplate，这个类封装了add、del等操作，它的封装程度相当高，通过它来编写hibernate应用非常简单。但是问题出来了，我们该如何选择？

　表面上看，使用spring自己的库无疑更加简单，但是请注意，spring是一个轻量级的框架，所谓轻量级，一个重要特征就是无侵入性，也就是你使用这套框架，不会被它绑定，被spring管理的类，应该不需要使用它的接口和抽象类，这样你的系统不会对spring产生依赖。但是如果你使用了spring封装的方式去操作hibernate，就必须继承org.springframework.orm.hibernate.support.HibernateDaoSupport类，这导致了绑定。所以做这样的选择是有点痛苦的，如果有一天spring框架不存在了，你的代码怎么升级维护？具体问题只能具体分析，在我们的应用中，完全使用了spring封装的HibernateTemplate，它太好用了，所以容易上瘾。

　假设我们有一张student表，结构很简单：

　　
id　　　　　　自动增长
　　name　　　　　varchar(40)
　　password　　　varchar(32)
　　grade 　　　　int(4)　　　　　　年级
　　sex　　　　　Boolean　　　　　　性别(true为男，false为女)

　设计一个Student类来映射这张表：

/*
* 创建日期 2005-3-17
*/
package net.bromon.spring.examer.pojo;

/**
* @author Bromon
*/
public class Student
{
private int id;
private String name;
private String password;
private int grade;//年级
private boolean sex;

getset方法……….
}

　编写Student.hbm.xml，让hibernate知道如何去关联student表和Student类，该文件和Student.java在同一目录：

<hibernate-mapping>
　　<class name="net.bromon.spring.examer.pojo.Student" table="student">
　　　　<id name="id" column="id">
　　　　　　<generator class="identity"/>
　　　　</id>

　　　　<property name="name" column="name" />
　　　　<property name="password" column="password" />
　　　　<property name="grade" column="grade" />
　　　　<property name="sex" column="sex" />
　　</class>
</hibernate-mapping>

　然后我们可以在spring中配置sessionFactory：

<bean id="sessionFactory"　class="org.springframework.orm.hibernate.LocalSessionFactoryBean">
　　<property name="dataSource">
　　　　<ref bean="dataSource"/>
　　</property>

　　<property name="hibernateProperties">
　　　　<props>
　　　　　　<prop key="hibernate.dialect">net.sf.hibernate.dialect.MySQLDialect</prop>
　　　　</props>
　　</property>

　　<property name="mappingDirectoryLocations">
　　　　<list>
　　　　　　<value>classpath:/netbromonspringexamerpojo</value>
　　　　</list>
　　</property>
</bean>

　其中引用了我们之前注册过的dataSource，mappingDirectoryLocations属性指明了.hbm.xml文件在哪里路径，该文件夹下面的.hbm.xml文件会被全部加载。

　一切都准备就绪，现在我们要加入一个StudentManager类，来进行增删查改的操作：

/*
* 创建日期 2005-3-17
*/
package net.bromon.spring.examer.student;

import net.bromon.spring.examer.pojo.Student;

import org.springframework.orm.hibernate.HibernateTemplate;
import org.springframework.orm.hibernate.LocalSessionFactoryBean;
import org.springframework.orm.hibernate.support.HibernateDaoSupport;

/**
* @author Bromon
*/
public class StudentManager extends HibernateDaoSupport
{
private LocalSessionFactoryBean sessionFactory;
private HibernateTemplate ht;
public StudentManager()
{
this.ht=super.getHibernateTemplate();
}

public void add(Student s)
{
ht.save(s);//插入一条数据只需要这一行代码
}
}

　该类只演示了如何增加一个Student，HibernateTemplate还封装了很多有用的方法，请查阅spring文档。StudentManager中的sessionFactory是由spring注入的，但是StudentManager并没有对sessionFactory做任何的处理，这是因为所有的处理都被HibernateDaoSupport.getHibernateTemplate()封装。整个StudentManager中也看不到任何的异常处理，他们也都被基类封装了。

　最后一个步骤就是在spring中注册StudentManger，然后向它注入sessionFactory：

　所有的配置都完成了，下面做单元测试：

/*
* 创建日期 2005-3-17
*/
package net.bromon.spring.examer.student.test;

import java.io.FileInputStream;

import org.springframework.beans.factory.xml.XmlBeanFactory;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;

import net.bromon.spring.examer.pojo.Student;
import net.bromon.spring.examer.student.StudentManager;
import junit.framework.TestCase;

/**
* @author Bromon
*/
public class TestStudentManager extends TestCase {

public void testAdd()
{
try
{
ApplicationContext context =new ClassPathXmlApplicationContext("springConfig.xml");

Student s=new Student();
s.setName("bromon");
s.setPassword("123");
s.setGrade(3);
s.setSex(true);

((StudentManager)context.getBean("studentManager")).add(s);
}catch(Exception e)
{
e.printStackTrace();
}
}

}

　Spring已经将hibernate的操作简化到了非常高的程度，最关键的是整个开发可以由设计来驱动，如果一个团队对spring有足够的熟悉，那么完全可以由设计师规划所有的类，整理清楚类之间的关系，写成配置文件，然后编写hibernate映射文件，将数据表与pojo关联，成员就可以完全在设计方案内工作，利用spring封装好的hibernate模版，开发起来速度非常快，调试也很容易。它能够解决如何在团队内贯彻设计方案的问题。

　由于本文不讲解hibernate的使用，所以相关内容请查阅hibernate文档。

四、Spring中的事务控制

　Spring和EJB一样，提供了两种事务管理方式：编程式和声明式。在考试系统中我们将使用声明式的事务管理，这是spring推荐的做法。使用这种方式可以体验到spring的强大便捷，而且我们无须在Dao类中编写任何特殊的代码，只需要通过配置文件就可以让普通的java类加载到事务管理中，这个意义是很重大的。

　Spring中进行事务管理的通常方式是利用AOP（面向切片编程）的方式，为普通java类封装事务控制，它是通过动态代理实现的，由于接口是延迟实例化的，spring在这段时间内通过拦截器，加载事务切片。原理就是这样，具体细节请参考jdk中有关动态代理的文档。本文主要讲解如何在spring中进行事务控制。

　动态代理的一个重要特征是，它是针对接口的，所以我们的dao要通过动态代理来让spring接管事务，就必须在dao前面抽象出一个接口，当然如果没有这样的接口，那么spring会使用CGLIB来解决问题，但这不是spring推荐的方式，我们也不做讨论。

　参照前面的例子，我们为StudentManager.java定义一个接口，它的内容如下：

/*
* 创建日期 2005-3-25
*/
package org.bromon.spring.examer.student;

import java.util.List;

import org.bromon.spring.examer.pojo.Student;

/**
* @author Bromon
*/
public interface StudentManagerInterface
{
public void add(Student s);
public void del(Student s);
public void update(Student s);

public List loadAll();
public Student loadById(int id);
}

　StudentManager也应该做出修改，实现该接口：

public class StudentManager extends HibernateDaoSupport implements StudentManagerInterface

　现在需要修改配置文件，用于定义Hibrenate适用的事务管理器，并且把sessionFactory注入进去，同时还需要通过注册一个DefaultTransactionAttribute对象，来指出事务策略。其中sessionFactory的定义已经在本文的第三章中说明。

　首先定义一个Hibernate的事务管理器，让它来管理sessionFactory：

　下面定义事务管理策略，我们希望把策略定义在方法这个级别上，提供最大的灵活性，本例中将add方法定义为：PROPAGATION_REQUIRES_NEW，这可以保证它将始终运行在一个事务中。

<bean id="transactionAttributeSource" class="org.springframework.transaction.interceptor.NameMatchTransactionAttributeSource">
　<property name="properties">
　　<props>
　　　<prop key="add">
　　　　PROPAGATION_REQUIRES_NEW
　　　</prop>
　　</props>
　</property>
</bean>

　我们不仅可以为add方法定义事务策略,还可以定义事务隔离程度和回滚策略,他们以逗号隔开,比如我们的add事务可以定义为:

<prop key="add">
PROPAGATION_REQUIRES_NEW,-ExamerException
</prop>

　这个事务策略表示add方法将会独占一个事务，当事务过程中产生ExamerException异常，事务会回滚。

　Add/update/del都是写入方法，对于select（读取）方法，我们可以指定较为复杂的事务策略，比如对于loadAll()方法：

　
<prop key=”loadAll”>
　PROPAGATION_SUPPORTS,ISOLATION_READ_COMMITED,readOnly
　</prop>

　该事务的含义为，loadAll方法支持事务，不会读取未提交的数据，它的数据为只读（可提高执行速度）。

　如你所见，我们的StudentManagerInterface接口中还有一个loadById(int id)方法，也许我们将来还会有很多的loadByXXXX的方法，难道要一一为他们指定事务策略？太烦人了，他们应该和loadAll()一样，所以我们可以使用通配符，定义所有的loadXXXX方法：

<prop key=”load*”>
PROPAGATION_SUPPORTS,ISOLATION_READ_COMMITED,readOnly
</prop>

　现在可以定义事务管理器：

　这个bean的外观是一个接口(StudentManagerInterface)，我们指出了它的具体实现(studentManager)，而且为它绑定了事务策略。在客户端使用的时候，获得对象是StudentManagerInterface，所有的操作都是针对这个接口的。测试代码并没有改变，我们虽然修改了很多地方，加入了事务控制，但是客户端并没有受到影响，这也体现了spring的一些优势。测试代码如下：

　　
public void testAdd()
{
ApplicationContext ctx=new ClassPathXmlApplicationContext("springConfig.xml");
StudentManager sm=(StudentManager)ctx.getBean("studentManager");

Student s=new Student();
s.setId(1);
s.setName("bromon");
s.setPassword("123");
s.setGrade(1);
s.setSex(0);

sm.add(s);
}

通过以上的代码可以看出，spring可以简单的把普通的java class纳入事务管理，声明性的事务操作起来也很容易。有了spring之后，声明性事务不再是EJB独有，我们不必为了获得声明性事务的功能而去忍受EJB带来的种种不便。

我所使用的mysql是不支持事务的，你可以更换使用PostgreSQL，有了spring+hibernate，更换db并不像以前那样恐怖了，步骤很简单：

1、添加PostgreSQL的jdbc驱动
2、修改dataSource配置，包括驱动名称、url、帐号、密码
3、修改sessionFactory的数据库dailet为net.sf.hibernate.dialect.PostgreSQLDialect
4、修改hbm.xml中的主键生成策略为increment

所有的修改都在配置文件中完成，业务代码不需要任何修改，我很满意，How about u?

附A　　pring中的所有事务策略

　　　　PROPAGATION_MANDATORY
　　　　PROPAGATION_NESTED
　　　　PROPAGATION_NEVER
　　　　PROPAGATION_NOT_SUPPORTED
　　　　PROPAGATION_REQUIRED
　　　　PROPAGATION_REQUIRED_NEW
　　　　PROPAGATION_SUPPORTS

附B　　Spring中所有的隔离策略：

　　　　ISOLATION_DEFAULT
　　　ISOLATION_READ_UNCOMMITED
　　　　ISOLATION_COMMITED
　　　　ISOLATION_REPEATABLE_READ
　　　　ISOLATION_SERIALIZABLE