前言

為什么要寫這本書

本書探討了Spring框架的設計原理、架構和運行機制。作為在Java領域最為成功的開源軟件之一，Spring在Java EE開發中，使用者眾多。本書以Spring的源代碼為依托，結合Spring的設計思路，從內部實現的角度，對Spring的實現進行了翔實的分析，希望能夠通過這種分析，使讀者在開發者的層面掌握Spring，為開發Spring應用提供更扎實的框架基礎。

“忽如一夜春風來”，伴隨著2002年Rod Johnson的《Expert One-on-One J2EE Design and Development》一書的出版而正式發布的Spring框架（也就是當年的interface21），經過這幾年的發展，已經逐漸成熟起來。“吹面不寒楊柳風”，Spring帶來的嶄新開發理念，也早已伴隨著它的廣泛應用而“飛入尋常百姓家”。

與此同時，隨著Spring的不斷成熟和完善，開源社區的成長，以及Spring開發團隊的不懈努力，以Spring為核心的一系列開源軟件產品也越來越豐富，現已發展成為一個包括軟件構建、開發、運行、部署整個軟件生命周期的產品族群。Spring不但改變了Java EE應用的開發和服務模式，向純商業軟件發出了有力的挑戰，同時也成為Java軟件生態鏈中不可或缺的重要組成部分。它所具備的那種平易近人、內涵豐富的品質，對我們這些軟件愛好者來說，實在是一個不可多得的學習范本。

簡化Java企業應用的開發是Spring框架的目標。其輕量級的開發思想，為開發者提供便利的出發點（for the developer, to the developer and by the developer —這是Rod Johnson在一次演講中的開場白），以及具有活力的開源社區，所有的這些，都為使用Java開發企業應用和Web應用帶來了福音，這些都是Spring吸引我們的地方。

在Java企業應用中，與我們熟悉的企業應用服務器一樣，Spring也希望能夠集成管理企業應用資源，以及為應用開發提供平臺支持。在這一點上，Spring與UNIX和Windows等傳統意義上的操作系統，在計算系統中起到的作用是類似的。不同點在于，傳統操作系統關心的是存儲、計算、通信、外圍設備等這些物理資源的管理，并在管理這些資源的基礎上，為應用程序提供統一的平臺和服務接口；而Spring關心的是，如何為開發者集中管理在Java企業應用和Web應用中涉及的數據持久化、事務處理、消息中間件、分布式計算等抽象資源，并在此基礎上，為應用提供了一個基于POJO的開發環境。盡管二者面向的資源、管理的對象、支持的應用，以及使用的場景不同，但它們在整個計算系統中的定位，卻有著可以類比和相互參考之處。所以，筆者根據對傳統操作系統的認識方法，粗淺地把Spring框架劃分為核心、組件和應用三個基本的層次，通過這三個層次中一些主要特性來剖析Spring的工作原理和運作機制。同時，也用這樣的認識邏輯來組織本書中要闡述的內容。

在這樣的層次劃分中，首先看到的是對IoC容器和AOP這兩個核心模塊的工作原理的分析，它們都是Spring平臺實現的核心部分；同時，它們也是Spring的其他模塊實現的基礎。雖然，對大多數開發者而言，都只是在此基礎上進行相關的配置和外部功能的使用，但是，深入理解這兩個核心模塊的工作原理和運作機制，對于我們更好地應用Spring進行開發是至關重要的。因為，從Spring要簡化Java EE開發的出發點來看，它是通過對POJO開發提供支持來實現的。具體地說，Spring通過為應用基于POJO的開發模式提供支持，從而使應用開發和復雜的Java EE服務實現解耦，并由此通過提高單元測試覆蓋率（也就是應用系統的可測試性）來有效地提高整個Spring應用的開發質量。在這樣的開發場景下，需要把為POJO提供支持的各種Java EE服務支持抽象到Spring應用平臺中去，并將其封裝起來。具體來說，這一系列的封裝工作，在Spring及其應用實現中，離不開IoC容器和AOP這兩個核心模塊的支持，它們在很大程度上體現了Spring作為應用開發平臺的核心價值。它們的實現是Rod Johnson在他的另外一本著作《Expert One-on-One J2EE Development without EJB》中所提到“Without EJB設計思想”的具體體現，同時，也深刻地體現了Spring背后的設計理念。

其次，在IoC容器和AOP這兩個核心模塊的支持下，Spring為了簡化Java EE的開發，為應用開發提供了許多現成的用戶態的系統組件，比如事務處理、Web MVC、JDBC、O/R映射、遠端調用等，通過這些系統組件，為企業應用服務的實現提供驅動支持。這些由Spring或其生態系統（其本身、子項目或者社區）提供的，類似于驅動模塊般的系統組件是開發應用時經常會用到的Java EE服務抽象。通過使用Spring提供的這些類似于驅動組件的中間產品，通過這一層Java EE服務的抽象，從而讓用戶可以通過使用簡單的開發接口或應用模板，不但能夠很方便地使用各種Java EE服務，還可以靈活地選取提供這些服務的各種不同的具體實現方案。讓應用可以在各種第三方開源軟件或者商業產品中自由選擇，充分體現了Spring作為應用平臺的開放性。

Spring作為一個開源項目，它本身就是一個開放的生態系統。對于和Spring相關的一些項目，可以把它們看做在某個領域的用戶應用，因為它們是和Spring實現緊密相關的，或者它們本身就作為Spring框架的應用案例，體現了許多使用Spring的技巧。這些內容都是我們開發應用時的理想參考，并且會隨著技術的發展而不斷豐富，比如Spring DM、Spring FLEX、ACEGI安全性框架，以及Pet Clinic應用實例等。一方面，可以把這些實現作為應用的一個基本方案加以裁剪，以滿足特定領域的需求；另一方面，通過剖析這些應用，可以為應用開發提供很好的參考和借鑒，提高應用開發的效率。

從更深層次的技術層面上來看，因為Spring是一個基于Java語言的應用平臺，如果我們能夠對Spring的運行環境Java計算模型（比如JVM的實現原理）有一些了解，將會加深我們對Spring實現原理的理解。反射機制、代理類、字節碼技術等這些JVM特性，都是在Spring實現中會涉及的一些Java計算環境的底層技術。一般的應用開發人員可能不會直接從事與JVM底層實現相關的工作，但是，這些計算環境的底層知識對深入理解Spring是不可缺少的。

說了這么多，很多讀者可能已經有些迫不及待了，只有對Spring的設計和實現身臨其境地接觸才是真實的，這里太多的文字已經成為一種累贅。本書將帶領你到Spring核心設計這個茂密而又充滿生機的源代碼叢林中去一探究竟。在這里，你會驚奇地發現：這個過程就像是閱讀優美的散文一樣，是與開源軟件開發者及開發者社區之間的一種暢快淋漓的交流，讓人如癡如醉。

第1版與第2版的區別

本書是第2版，在寫作過程中吸收了讀者對上一版內容的許多意見和建議，比如著重增加了對Spring宏觀框架和設計方面的闡述，加強了對Spring各種特性應用場景方面的描述，并結合了深入具體的源代碼實現。希望通過這些改進，給讀者一個從應用到設計再到實現的完整理解，彌補第1版中深度有余，內容層次不夠豐富，分析手法單一等諸多不足。

較第1版而言，第2版的改動主要體現在以下幾個方面，希望讀者能夠在閱讀中體會。

在內容闡述方式上，對每一章的內容進行了調整和重新編排，基本按照“使用場景”、“設計和實現過程”、“源碼實現”這樣的邏輯來重新組織大部分內容。希望通過這樣的組織方式，能夠使讀者以由表及里，由配置應用到設計實現，從抽象到具體的方式來了解Spring的各個模塊，從而豐富對Spring各個層次的認識。

在基于實現源碼分析的基礎上，增加了許多對Spring設計的分析，這些設計分析主要包括：在各個Spring模塊中，核心類的繼承關系、主要接口設計、主要功能特性實現的對象交互關系等。在描述這部分內容時，大多以UML類圖和時序圖的方式給出，從而幫助讀者對Spring的設計有一個直觀的了解，而不至于一下子就深入到Spring源代碼實現中去，導致只見樹木不見森林，另一方面也可以改善對Spring源代碼解讀的學習曲線。同時，在設計分析的過程中，盡可能地對在Spring設計中使用到的一些典型設計模式進行提示，通過這種方式使讀者可以體會到各種設計模式在Spring設計中的靈活運用；結合Spring的設計和實現為設計模式的運用提供一系列絕佳的實際案例，從而提高讀者對軟件設計的理解和設計模式的實際運用能力。

在具體內容的呈現上，對上一版的內容進行了一些調整，這些調整包括：增加了第1章，對Spring項目的概要情況進行了簡要闡述；同時把第1版中的一些內容，比如源代碼環境的準備、Spring發布包的構建、Spring IDE的基本使用，以及Pet Clinic應用實例的分析等內容，放到了附錄部分進行闡述。除此之外，在這一版中，根據Spring項目的自身發展情況增加了一些新的內容，比如對Spring DM和Spring FLEX這兩個模塊的分析。通過對這些Spring模塊的分析，一方面可以了解Spring的發展歷程，豐富視野；另一方面，也可以看到Spring與時俱進的旺盛生命力。

讀者對象

? 學習Java語言和Java EE技術的中高級讀者

Spring是利用Java語言實現的，其很多特性的設計和實現都極其優秀，非常具有研究和參考價值。對這部分讀者來說，不僅可以從本書中了解Spring的實現原理，還能通過Spring的設計原理和源代碼實現，掌握大量的Java設計方法、設計模式、編碼技巧和Java EE開發技術。

? Spring應用開發人員

如果要利用Spring進行高級應用開發，抑或是相關的優化和擴展工作，僅僅掌握Spring的配置和基本使用是遠遠不夠的，必須要對Spring框架的設計原理、架構和運作機制有一定的了解。對這部分讀者而言，本書將帶領他們全面了解Spring的設計和實現，從而加深對Spring框架的理解，提高開發水平。同時，本書可以作為他們定制和擴展Spring框架的參考資料。

? 開源軟件愛好者

Spring是開源軟件中的佼佼者，它在實現的過程中吸收了很多開源領域的優秀思想，同時也有很多值得學習的創新。尤為值得一提的是，本書分析Spring設計和實現的方式也許值得所有開源軟件愛好者進行學習和借鑒。通過閱讀本書，這部分讀者不僅能領略到開源軟件的優秀思想，還可以掌握分析開源軟件源代碼的方法和技巧，從而進一步提高使用開源軟件的效率和質量。

? 平臺開發人員和架構師

Spring的設計思想和體系結構、詳細設計和源碼實現都是非常優秀的，是平臺開發人員和架構師們不可多得的參考資料。

如何閱讀本書

本書主要內容分為三個部分，分別闡述了Spring的核心、組件和應用三個方面。在展開這三個部分的內容之前，第1章對Spring的項目情況和整體架構進行了簡要的介紹，這一章就像一個熱身活動，為本書的主要內容做鋪墊，如果您已經很熟悉Spring的使用，這一章可以自行跳過，直接進入到下面三個主體部分的內容。

第一部分詳細分析了IoC容器和AOP的實現，這部分內容是理解Spring平臺的基礎，適合對Spring的運行機理有深入了解需求的讀者閱讀。在對AOP實現模塊的分析中涉及的一些JVM底層技術，也是讀者需要具備的背景知識。

第二部分深入闡述了基于Spring IoC容器和AOP的Java EE組件在Spring中的實現。在這部分內容中可以看到，每一個組件實現的內容基本上都是相對獨立的，讀者可以結合自己的需求選讀。如果對Spring Web MVC的實現感興趣，可以閱讀第4章；如果對Spring提供的數據庫操作的實現機制感興趣，可以閱讀第5章；如果對Spring中提供的統一事務處理的實現感興趣，可以閱讀第6章；如果對Spring提供的各種不同的遠端調用實現感興趣，可以閱讀第7章。

第三部分講述了一些基于Spring的典型應用的實現。如果讀者對在Spring應用中如何滿足應用資源的安全性需求方面的內容感興趣，可以閱讀第8章，本章對為Spring應用提供安全服務的ACEGI框架的實現進行了分析，在深入了解這部分內容的基礎上，讀者可以根據自己的應用需求定制自己的安全系統。第9章分析了Spring DM的設計和實現，通過Spring DM，可以將Spring應用便利地架構到OSGi的框架上去。第10章分析了Spring Flex的設計和實現，為使用Adobe Flex作為應用前端架構的Spring應用提供參考。

閱讀本書時，建議讀者在自己的計算機中建立一個源代碼閱讀環境，這樣一方面可以追蹤最新的源代碼實現，另一方面，可以在閱讀的過程中進行各種方式的索引和動手驗證，加深對開源軟件開發方式的體會。關于如何建立Spring的源代碼環境，進行Spring項目的構建，通過IDE閱讀源代碼的基本方法等，感興趣的讀者可以參考本書附錄中的內容。

在附錄A、B、C中，對如何建立Spring項目環境進行了簡要介紹，這部分內容包括如何獲取Spring項目的源代碼，如何構建Spring的發布包，如何使用Spring IDE工具等。這些知識不但適用于建立Spring的源代碼研究環境，還適用于其他的Java開源項目，有一定的普遍性和參考價值。對于不同的Java開源項目，其使用的源代碼管理工具、代碼倉庫的位置、權限配置會有所不同，但是，整個源代碼的獲取過程與獲取Spring源代碼的過程是類似的，整個構建過程也與Spring的構建方式大體相似，是非常值得我們參考的。

在附錄D中，對伴隨Spring項目的應用實例Pet Clinic進行了分析，這個應用實例為Spring應用開發提供了一個現實的使用案例，雖然簡單，卻相對完整。這個應用實例本身也是Spring團隊的作品，是Spring項目發布的一部分，其中為我們更好地使用Spring提供參考。

勘誤和支持

由于作者對Spring的認知水平有限，再加上寫作時的疏漏，書中還存在許多需要改進的地方。在此，歡迎讀者朋友們指出書中存在的問題，并提出指導性意見，不甚感謝。如果大家有任何與本書相關的內容需要與我探討，可以發郵件到jiwenke@gmail.com，也可以加入本書微群q.weibo.com/943166，我會及時給予回復。最后，衷心地希望本書能給大家帶來幫助，并祝大家閱讀愉快！

致謝

感謝互聯網，感謝開源軟件，感謝Java，感謝Spring，感謝我們的社區，讓我體驗到如此美妙的開放氛圍，體會到開源軟件如此獨特的魅力！好了，不多說了，筆者真誠地希望通過本書為你打開一個小小的入口，曲徑通幽，通過這個入口，讓我們一起在由開源軟件和互聯網構成的美麗風景中快樂地旅行！

計文柯（Wenke J）