Spring Framework – це потужна платформа для розробки Java-застосунків з відкритим вихідним кодом, що дозволяє створювати надійні та високопродуктивні рішення.
Відкритий вихідний код означає, що будь-хто може переглядати, змінювати та вільно розповсюджувати програмний код, оскільки він знаходиться у вільному доступі.
Фреймворк з відкритим кодом – це, по суті, структурна основа для розробки програмного забезпечення, створена командою розробників. Існують різноманітні типи таких шаблонів, що застосовуються для різних цілей, як-от створення інтерфейсів користувача, веб-сайтів та основних програмних застосунків.
Якщо ви новачок у сфері програмування, Spring Framework може стати для вас чудовою відправною точкою. Ця стаття ознайомить вас з його особливостями та можливостями застосування.
Що таке Spring Framework?
Spring Framework є платформою з відкритим кодом, яку програмісти використовують для створення корпоративних Java-додатків. Він був розроблений Родом Джонсоном та випущений у 2003 році під ліцензією Apache 2.0.
Деякі програмісти вважають Java громіздкою мовою, стверджуючи, що навіть створення простих програм є надто складним процесом. Spring Framework має на меті спростити цей процес, роблячи розробку корпоративних Java-додатків більш ефективною та зручною.
Spring – це велика і комплексна платформа. Тому, перш ніж переходити до інших проектів на її основі, таких як Spring Boot, Spring GraphQL та Spring Cloud, важливо спочатку зрозуміти її фундаментальні принципи та можливості.
Чому варто використовувати Spring Framework?
- Гнучкість. Фреймворк пропонує такі технології, як аспектно-орієнтоване програмування (AOP), впровадження залежностей (DI) та використання простих об’єктів Java (POJO). Це дозволяє використовувати Spring для широкого спектру завдань.
- Швидкість. Незважаючи на наявність багатьох технологій, Spring Framework залишається легким, що робить його ідеальним для розробки масштабованих та надійних корпоративних веб-застосунків.
- Спільнота. Spring має велику та активну спільноту розробників, що надає підтримку та допомогу у вирішенні різноманітних проблем.
- Безпека. Spring відомий своїми надійними механізмами безпеки, а виявлені вразливості швидко виправляються завдяки регулярним оновленням. Залежності від сторонніх бібліотек постійно перевіряються для забезпечення безпеки основного процесу.
- Продуктивність. Spring Framework оптимізує процес розробки корпоративних Java-додатків, роблячи його більш ефективним та зручним.
Особливості Spring
Підтримка аспектно-орієнтованого програмування
Аспектно-орієнтоване програмування (AOP) забезпечує кращу модульність для вирішення наскрізних завдань та доповнює об’єктно-орієнтоване програмування.
Основною одиницею модульності в AOP є аспект, який представляє наскрізну проблему. Це дозволяє розробникам створювати декларативні корпоративні служби та спеціалізовані аспекти.
Контейнер інверсії керування (IoC)
Контейнер IoC пропонує спрощений спосіб управління та конфігурації об’єктів Java. Він керує життєвим циклом визначених об’єктів, що значно розширює можливості реконфігурації застосунків на основі Spring.
Інверсія керування використовує пошук залежностей або впровадження залежностей для забезпечення еталонного середовища виконання об’єкта. Контейнер IoC містить код для управління конфігурацією.
Фреймворк доступу до даних
Процес передачі даних спрощується завдяки прямій підтримці Hibernate, JDBC та Java Persistence API (JPA), які є одними з найпопулярніших фреймворків доступу до даних в Java. Spring також надає можливості обробки винятків, управління ресурсами та упаковки ресурсів для всіх підтримуваних структур доступу до даних.
Spring MVC Framework
Розробники можуть використовувати цей запито-орієнтований фреймворк для створення індивідуальних реалізацій MVC, що відповідають їхнім конкретним потребам.
В основі Spring MVC лежить клас DispatcherServlet, який відповідає за обробку запитів користувача та їх перенаправлення до відповідного контролера. Контролер обробляє запит, створює модель та надає інформацію користувачу через певний вигляд.
Наявність декількох тестових фреймворків
Ви можете тестувати свої Spring-застосунки під час розробки, використовуючи імітаційні об’єкти, інфраструктуру TestContext або Spring MVC Test.
Підтримка мов
Spring Framework має підтримку Groovy та Kotlin.
Архітектура Spring
Spring Framework складається приблизно з 20 модулів. Його перевагою є гнучкість, що дозволяє обирати модулі, які найкраще підходять для конкретного випадку використання. Модулі згруповані в Core Container, AOP, Data Access/Integration, Web, Instrumentation та Test.
Авторство зображення: Spring.io
#1. Ядро контейнера
Основний контейнер Spring Framework містить модулі ядра, компонентів, контексту та мови виразів. Ці мовні моделі використовуються для:
- Модуль Core є фундаментальною частиною фреймворку. Він містить функції IoC та впровадження залежностей (Dependency Injection).
- Модуль Bean відповідає за BeanFactory, складну реалізацію фабричного шаблону.
- Модуль Context побудований на модулях Core та Bean. Він успадковує їх функціональність, а також додає підтримку інтернаціоналізації.
- Модуль Expression Language пропонує потужну мову виразів для роботи з графом об’єктів та запитами під час виконання.
#2. Доступ/інтеграція даних
Модулі JDBC, ORM, OXM, JMS та Transaction складають рівень доступу/інтеграції даних. Вони виконують наступні функції:
- Модуль JDBC надає рівень абстракції JBDC, усуваючи потребу у виснажливому кодуванні JDBC та аналізі кодів помилок від різних постачальників баз даних.
- ORM є рівнем інтеграції для популярних API об’єктно-реляційного відображення, таких як JPA, JDO, Hibernate та iBatis.
- Модуль OXM є рівнем абстракції, що підтримує реалізацію відображення Object/XML для XStream, JAXB, JiBX, Castor та XMLBeans.
- Модуль Transaction підтримує декларативне та програмне управління транзакціями для класів, що реалізують спеціальні інтерфейси.
- Модуль Java Messaging Service (JMS) має функції для створення та обробки повідомлень.
#3. АОП (аспектно-орієнтоване програмування) та інструментарій
Цей модуль надає реалізацію аспектно-орієнтованого програмування, сумісну з AOP Alliance, що спрощує визначення перехоплювачів методів. Модуль Instrumentation надає завантажувач класів та підтримку інструментів класів для використання на певних серверах додатків.
#4. Веб
Модулі Web, Web-Servlet, Web-Struts та Web-Portlet складають веб-рівень.
- Веб-модуль відповідає за базові веб-орієнтовані функції інтеграції, такі як завантаження файлів.
- Модуль Web-Servlet містить реалізацію Spring MVC для веб-застосунків.
- Модуль Web-Portlet відображає можливості модуля Web-Servlet. Він пропонує реалізацію MVC для використання в середовищі портлетів.
- Модуль Web-Socket підтримує двосторонній зв’язок між сервером та клієнтом у веб-застосунках.
#5. Тест
Модуль Test є останньою частиною архітектури Spring. Він підтримує тестування компонентів Spring за допомогою TestNG або JUnit.
Встановлення Spring Framework
Перевірка наявності Java
Перш ніж почати використовувати Spring Framework, необхідно встановити його на свій комп’ютер. Документація Spring містить докладні інструкції щодо початку роботи в залежності від вашої операційної системи.
У цьому прикладі будемо використовувати Ubuntu 20.04.5, операційну систему на базі Linux.
Перед встановленням Spring переконайтеся, що у вас встановлено Java, виконавши команду:
java -version
Якщо Java встановлено, ви отримаєте результат, схожий на цей:
Якщо Java не встановлено, існує кілька способів її інсталяції в залежності від ваших потреб.
Встановлення фреймворку Spring
Існує декілька способів встановлення Spring, як зазначено в документації.
У цьому випадку ми будемо використовувати GVM (Groovy Environment Manager). Ви можете завантажити GVM за допомогою GVMtool або встановити його з командного рядка.
Після встановлення GVM, скористайтеся наведеними нижче командами, щоб встановити та перевірити, чи встановлений Spring Framework:
gvm install springboot
spring --version
Якщо Spring встановлено, ви отримаєте результат, подібний до цього:
Важливі терміни, пов’язані зі Spring Framework
Впровадження залежності
Впровадження залежностей (Dependency Injection – DI) – це функція, що дозволяє створювати незалежні об’єкти поза класом та передавати їх до класу різними способами.
Інверсія керування (IoC)
Інверсія керування (Inversion of Control – IoC) – це концепція, що передає керування частинами програми або об’єктами фреймворку або контейнеру. Замість того, щоб наш код звертався до бібліотеки, IoC дозволяє фреймворку (у цьому випадку Spring) здійснювати виклики до нашого коду та контролювати потік програми.
Аспектно-орієнтоване програмування (AOP)
Аспектно-орієнтоване програмування (AOP) – це техніка створення загальних підпрограм, які можна використовувати в усій програмі. Це відокремлює повторювані завдання, такі як перевірка даних, журналювання та обробка помилок, від основної логіки програми.
Ресурси для вивчення Spring Framework
#1. Реактивне програмування з Spring Framework 5
Цей курс Spring містить відео, статті та ресурси для завантаження. Він навчає функціональному програмуванню з Java, розробці мікросервісів за допомогою Spring WebFlux та використанню реактивних типів у Spring Data MongoDB.
#2. Майстер-клас Spring Framework
Майстер-клас Spring Framework – це платний курс, що навчає використанню Spring Framework в реальних Java-проектах. Ви дізнаєтесь, як працювати з різними інструментами, такими як Spring Boot, JUnit & Mockito, Spring JDBC, Spring AOP та Hibernate.
#3. Spring Framework простими кроками
Spring Framework In Easy Steps – це преміум-курс для тих, хто хоче створювати наскрізні веб-застосунки Java EE за допомогою Spring Framework. Ви навчитеся розробляти веб-застосунки з Spring MVC, використовувати Ajax з JQuery та Spring MVC, а також виконувати операції з базою даних за допомогою Spring JDBC.
#4. Spring Framework 5
Курс Spring Framework 5 підходить для вивчення Spring Framework 5, Spring Data MongoDB, Spring Boot 2, Spring MVC, Spring Data JPA та Hibernate. Він пропонує 57 годин відео на замовлення, 13 статей та багато матеріалів для завантаження.
Примітка автора
Java залишається однією з найпопулярніших мов програмування у світі. Попри появу нових мов, фреймворки, такі як Spring, надають Java нового життя та розширюють її можливості. Отже, попит на Java-інженерів, ймовірно, збережеться, оскільки вони потрібні як для підтримки існуючого коду, так і для розробки нових застосунків.
Висновок
Spring займає провідні позиції серед фреймворків Java EE. Сподіваємося, що ця стаття допомогла вам зрозуміти його суть, особливості, архітектуру та робочі процеси. У поєднанні з іншими проектами Spring, Spring Framework надає розробникам широкий спектр інструментів для використання в різних середовищах розробки.