Spring Framework (Spring Framework)

Spring Framework
Тип	Application framework
Разработчик	VMware
Написана на	Java, Kotlin и Groovy
Операционная система	Кроссплатформенное ПО
Первый выпуск	16 ноября 2002
Аппаратная платформа	Java
Последняя версия	6.2.0 (14 ноября 2024)
Репозиторий	github.com/spring-projec…
Состояние	Active
Лицензия	Apache License 2.0
Сайт	spring.io
Медиафайлы на Викискладе

Spring Framework (или коротко Spring) — универсальный фреймворк с открытым исходным кодом для Java-платформы. Также существует форк для платформы .NET Framework, названный Spring.NET.

Первая версия была написана Родом Джонсоном, который впервые опубликовал её вместе с изданием своей книги «Expert One-on-One Java EE Design and Development» (Wrox Press, октябрь 2002 года).

Фреймворк был впервые выпущен под лицензией Apache 2.0 license в июне 2003 года. Первая стабильная версия 1.0 была выпущена в марте 2004. Spring 2.0 был выпущен в октябре 2006, Spring 2.5 — в ноябре 2007, Spring 3.0 в декабре 2009, и Spring 3.1 в декабре 2011. Текущая версия — 6.0.x.

Несмотря на то, что Spring не обеспечивал какую-либо конкретную модель программирования, он стал широко распространённым в Java-сообществе главным образом как альтернатива и замена модели Enterprise JavaBeans. Spring предоставляет бо́льшую свободу Java-разработчикам в проектировании; кроме того, он предоставляет хорошо документированные и лёгкие в использовании средства решения проблем, возникающих при создании приложений корпоративного масштаба.

Между тем, особенности ядра Spring применимы в любом Java-приложении, и существует множество расширений и усовершенствований для построения веб-приложений на Java Enterprise платформе. По этим причинам Spring приобрёл большую популярность и признаётся разработчиками как стратегически важный фреймворк.

Введение

Spring обеспечивает решения многих задач, с которыми сталкиваются Java-разработчики и организации, которые хотят создать информационную систему, основанную на платформе Java. Из-за широкой функциональности трудно определить наиболее значимые структурные элементы, из которых он состоит. Spring не всецело связан с платформой Java Enterprise, несмотря на свою масштабную интеграцию с ней, что является важной причиной его популярности.

Spring, вероятно, наиболее известен как источник расширений (features), нужных для эффективной разработки сложных бизнес-приложений вне тяжеловесных программных моделей, которые исторически были доминирующими в промышленности. Ещё одно его достоинство в том, что он ввел ранее неиспользуемые функциональные возможности в сегодняшние господствующие методы разработки, даже вне платформы Java.

Этот фреймворк предлагает последовательную модель и делает её применимой к большинству типов приложений, которые уже созданы на основе платформы Java. Считается, что Spring реализует модель разработки, основанную на лучших стандартах индустрии, и делает её доступной во многих областях Java.

Модули

Spring может быть рассмотрен как коллекция меньших фреймворков или фреймворков во фреймворке. Большинство этих фреймворков может работать независимо друг от друга, однако они обеспечивают большую функциональность при совместном их использовании. Эти фреймворки делятся на структурные элементы типовых комплексных приложений:

• Inversion of Control-контейнер: делегированное (фреймворку) конфигурирование компонентов приложений и управление жизненным циклом Java-объектов.
• Фреймворк аспектно-ориентированного программирования: работает с функциональностью, которая не может быть реализована возможностями объектно-ориентированного программирования на Java без потерь.
• Фреймворк доступа к данным: работает с системами управления реляционными базами данных на Java-платформе, используя JDBC- и ORM-средства и обеспечивая решения задач, которые повторяются в большом числе Java-based environments.
• Фреймворк управления транзакциями: координация различных API управления транзакциями и инструментарий настраиваемого управления транзакциями для объектов Java.
• Фреймворк MVC: каркас, основанный на HTTP и сервлетах, предоставляющий множество возможностей для расширения и настройки (customization).
• Фреймворк удалённого доступа: конфигурируемая передача Java-объектов через сеть в стиле RPC, поддерживающая RMI, CORBA, HTTP-based протоколы, включая web-сервисы (SOAP).
• Фреймворк аутентификации и авторизации: конфигурируемый инструментарий процессов аутентификации и авторизации, поддерживающий много популярных и ставших индустриальными стандартами протоколов, инструментов, практик через дочерний проект Spring Security (ранее известный как Acegi).
• Фреймворк удалённого управления: конфигурируемое представление и управление Java-объектами для локальной или удалённой конфигурации с помощью JMX.
• Фреймворк работы с сообщениями: конфигурируемая регистрация объектов-слушателей сообщений для прозрачной обработки сообщений из очереди сообщений с помощью JMS, улучшенная отправка сообщений по стандарту JMS API.
• Тестирование: каркас, поддерживающий классы для написания модульных и интеграционных тестов.

Inversion of Control

Центральной частью Spring является контейнер Inversion of Control, который предоставляет средства конфигурирования и управления объектами Java с помощью рефлексии. Контейнер отвечает за управление жизненным циклом объекта: создание объектов, вызов методов инициализации и конфигурирование объектов путём связывания их между собой.

Объекты, создаваемые контейнером, также называются управляемыми объектами (beans). Обычно конфигурирование контейнера осуществляется путём внедрения аннотаций (начиная с 5 версии J2SE), но также есть возможность "по старинке" загрузить XML-файлы, содержащие определение bean’ов и предоставляющие информацию, необходимую для создания bean’ов.

Объекты могут быть получены одним из двух способов:

• Поиск зависимости — шаблон проектирования, в котором вызывающий объект запрашивает у объекта-контейнера экземпляр объекта с определённым именем или определённого типа.
• Внедрение зависимости — шаблон проектирования, в котором контейнер передает экземпляры объектов по их имени другим объектам с помощью конструктора, свойства или фабричного метода.

MVC

Spring имеет собственную MVC-платформу веб-приложений, которая не была первоначально запланирована. Разработчики Spring решили написать её по причине того что фреймворк Apache Struts, а также другие доступные на тот момент веб-фреймворки имели неудачную архитектуру. В частности, по их мнению, было недостаточным разделение между слоями представления и обработки запросов, а также между слоем обработки запросов и моделью.

Класс DispatcherServlet является основным контроллером фреймворка и отвечает за делегирование управления различным интерфейсам, на всех этапах выполнения HTTP-запроса. Об этих интерфейсах следует сказать более подробно.

Как и Struts, Spring MVC является фреймворком, ориентированным на запросы. В нем определены стратегические интерфейсы для всех функций современной запросно-ориентированной системы. Цель каждого интерфейса — быть простым и ясным, чтобы пользователям было легко его заново имплементировать, если они того пожелают. MVC прокладывает путь к более чистому front-end-коду. Все интерфейсы тесно связаны с Servlet API. Эта связь рассматривается некоторыми как неспособность разработчиков Spring предложить для веб-приложений абстракцию более высокого уровня. Однако эта связь оставляет особенности Servlet API доступными для разработчиков, облегчая все же работу с ним. Наиболее важные интерфейсы, определенные Spring MVC, перечислены ниже:

• HandlerMapping: выбор класса и его метода, которые должны обработать данный входящий запрос на основе любого внутреннего или внешнего для этого запроса атрибута или состояния.
• HandlerAdapter: вызов и выполнение выбранного метода обработки входящего запроса.
• Controller: включен между Моделью (Model) и Представлением (View). Управляет процессом преобразования входящих запросов в адекватные ответы. Действует как ворота, направляющие всю поступающую информацию. Переключает поток информации из модели в представление и обратно.
• View: ответственно за возвращение ответа клиенту в виде текстов и изображений. Некоторые запросы могут идти прямо во View, не заходя в Model; другие проходят через все три слоя.
• ViewResolver: выбор, какое именно View должно быть показано клиенту.
• HandlerInterceptor: перехват входящих запросов. Сопоставим, но не эквивалентен сервлет-фильтрам (использование не является обязательным и не контролируется DispatcherServlet-ом).
• LocaleResolver: получение и, возможно, сохранение локальных настроек (язык, страна, часовой пояс) пользователя.
• MultipartResolver: обеспечивает Upload — загрузку на сервер локальных файлов клиента.

Spring MVC предоставляет разработчику следующие возможности:

• Ясное и прозрачное разделение между слоями в MVC и запросах.
• Стратегия интерфейсов — каждый интерфейс делает только свою часть работы.
• Интерфейс всегда может быть заменен альтернативной реализацией.
• Интерфейсы тесно связаны с Servlet API.
• Высокий уровень абстракции для веб-приложений.

В веб-приложениях можно использовать различные части Spring, а не только Spring MVC.

Доступ к данным

Spring предоставляет свой слой доступа к базам данных посредством JDBC. Кроме того, он поддерживает все популярные ORM: Hibernate, JPA, JDO, EclipseLink, iBatis, Apache OJB, Apache Cayenne и т. п..

Для всех этих фреймворков, Spring предоставляет такие особенности:

• Управление ресурсами — автоматическое получение и освобождение ресурсов базы данных
• Обработка исключений — перевод исключений при доступе к данным в исключения Spring-а
• Транзакционность — прозрачные транзакции в операциях с данными
• Распаковка ресурсов — получение объектов базы данных из пула соединений
• Абстракция для обработки BLOB и CLOB

Управление транзакциями

Фреймворк управления транзакциями в Spring привносит механизм абстракций для платформы Java. Основные возможности этих абстракций:

• работа с локальными и глобальными транзакциями
• работа с вложенными транзакциями
• работа с точками сохранения в транзакциях

«Соглашение прежде конфигурации» в разработке приложения

Spring Roo — фреймворк, поддерживающий принцип «соглашение прежде конфигурации» для быстрого создания бизнес-приложений.

Может использоваться со:

• Spring Framework
• Spring Security
• Spring Web Flow

Интеграция

Spring Integration — фреймворк для JEE, который предоставляет функции, необходимые для отправки сообщений или для построения событийно-ориентированной архитектуры…

• роутеры
• трансформеры
• адаптеры для интеграции с другими технологиями и системами (HTTP, AMQP, JMS, XMPP, SMTP, IMAP, FTP (FTPS/SFTP), файловые системы и т. д.)
• фильтры
• активаторы сервисов
• аудит и управление

Spring Hadoop

29 февраля 2012 года VMware выпустил продукт интеграции Spring с Apache Hadoop. Новый фреймворк Spring Hadoop комбинирует возможности Spring Framework с возможностью Hadoop, позволяющей разработчикам создавать приложения, которые масштабируются от одного сервера до тысяч и обеспечивают высокую доступность через программное обеспечение, а не аппаратные средства. Интегрируя Hadoop Framework, основанную на Java, open-source платформу для распределенной обработки больших наборов данных в кластерах компьютеров, использующую простую модель программирования, с фреймворком Spring для разработки приложений Java/JEE, VMware создал проект, который полностью попадает под «зонтик» Spring Data.

Среди возможностей нового фреймворка:

• декларативная поддержка конфигурации HBase;
• специализированная поддержка Spring Batch для разработки потоковых решений, которые включают операции HDFS и все типы заданий Hadoop;
• поддержка использования с интеграцией Spring;
• параметры конфигурации Hadoop и механизм шаблонной обработки для соединений клиента с Hadoop;
• декларативная и программируемая поддержка для инструментов Hadoop, включая FsShell и DistCp.

Литература

• Ю. Козмина, Р. Харроп, К. Шефер, К. Хо. Spring 5 для профессионалов = Pro Spring 5: An In-Depth Guide to the Spring Framework and Its Tools. — М.: «Вильямс», 2019. — 1120 с. — ISBN 978-5-907114-07-4, 978-1-4842-2807-4.
• Раджпут Д. Spring. Все паттерны проектирования = Spring 5 Design Patterns: Master efficient application development with patterns such as proxy, singleton, the template method, and more. — СПб.: «Питер», 2019. — 320 с. — ISBN 978-5-4461-0935-7.
• Лонг Д., Бастани К. Java в облаке. Spring Boot, Spring Cloud, Cloud Foundry = Cloud Native Java: Designing Resilient Systems with Spring Boot, Spring Cloud, and Cloud Foundry. — СПб.: «Питер», 2019. — 624 с. — ISBN 978-5-4461-0713-1.

Ссылки

• Сайт проекта (англ.)
• Документация