Spring框架的前世今生与系统架构

课题

《Spring框架的前世今生及系统概述》

课程目标

1、通过对本章内容的学习，可以掌握Spring的基本架构及各子模块之间的依赖关系。

2、了解Spirng的发展历史，启发思维。

3、对Spring形成一个整体的认识，为之后的深入学习做铺垫。

4、通过对本章内容的学习，可以了解Spring版本升级的规律，从而应用到自己的系统升级版本命名。

5、采用Gradle构建Spring5源码。

内容定位

Spring使用经验1-5年，希望深入了解Spring源码的人群。

课程大纲

第一章：Spring的前世今生

1、一切从Bean开始

 

 

 

2、Spring的设计初衷

简化开发

Spring简化开发四个基本策略

• 基于POJO的轻量级和最小侵入性编程
• 通过依赖注入和面向接口松耦合
• 基于切面和惯性进行声明式编程
• 通过切面和模板减少样板式代码

3、BOP编程伊始

4、依赖注入的基本概念

5、AOP编程理念

 

 

 

第二章：Spring5系统架构

Spring 总共大约有 20 个模块，由 1300 多个不同的文件构成。而这些组件被分别整合在核心容器（Core

Container）、AOP（Aspect Oriented Programming）和设备支持（Instrmentation）、数据访问

及集成（Data Access/Integeration）、Web、报文发送（Messaging）、Test，6 个模块集合中。以

下是 Spring 5 的模块结构图： 

组成 Spring 框架的每个模块集合或者模块都可以单独存在，也可以一个或多个模块联合实现。每个模

块的组成和功能如下： 

核心容器

由spring-beans、spring-core、spring-context和spring-expression（Spring Expression Language,

SpEL） 4 个模块组成。

spring-core 和 spring-beans 模块是 Spring 框架的核心模块，包含了控制反转（Inversion of

Control, IOC）和依赖注入（Dependency Injection, DI）。BeanFactory 接口是 Spring 框架中的核

心接口，它是工厂模式的具体实现。BeanFactory 使用控制反转对应用程序的配置和依赖性规范与实际

的应用程序代码进行了分离。但 BeanFactory 容器实例化后并不会自动实例化 Bean，只有当 Bean 被

使用时 BeanFactory 容器才会对该 Bean 进行实例化与依赖关系的装配。

spring-context 模块构架于核心模块之上，他扩展了 BeanFactory，为她添加了 Bean 生命周期控

制、框架事件体系以及资源加载透明化等功能。此外该模块还提供了许多企业级支持，如邮件访问、远

程访问、任务调度等，ApplicationContext 是该模块的核心接口，她的超类是 BeanFactory。与

BeanFactory 不同，ApplicationContext 容器实例化后会自动对所有的单实例 Bean 进行实例化与依

赖关系的装配，使之处于待用状态。

spring-context-support 模块是对 Spring IOC 容器的扩展支持，以及 IOC 子容器。

spring-context-indexer 模块是 Spring 的类管理组件和 Classpath 扫描。

spring-expression 模块是统一表达式语言（EL）的扩展模块，可以查询、管理运行中的对象，同

时也方便的可以调用对象方法、操作数组、集合等。它的语法类似于传统 EL，但提供了额外的功能，最

出色的要数函数调用和简单字符串的模板函数。这种语言的特性是基于 Spring 产品的需求而设计，他

可以非常方便地同 Spring IOC 进行交互。 

AOP和设备支持

由 spring-aop、spring-aspects 和 spring-instrument 3 个模块组成。

spring-aop 是 Spring 的另一个核心模块，是 AOP 主要的实现模块。作为继 OOP 后，对程序员影

响最大的编程思想之一，AOP 极大地开拓了人们对于编程的思路。在 Spring 中，他是以 JVM 的动态

代理技术为基础，然后设计出了一系列的 AOP 横切实现，比如前置通知、返回通知、异常通知等，同

时，Pointcut 接口来匹配切入点，可以使用现有的切入点来设计横切面，也可以扩展相关方法根据需求

进行切入。

spring-aspects 模块集成自 AspectJ 框架，主要是为 Spring AOP 提供多种 AOP 实现方法。

spring-instrument 模块是基于 JAVA SE 中的"java.lang.instrument"进行设计的，应该算是 AOP

的一个支援模块，主要作用是在 JVM 启用时，生成一个代理类，程序员通过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。在分类里，我把他分在了 AOP 模块下，在 Spring 官

方文档里对这个地方也有点含糊不清，这里是纯个人观点。

数据访问与集成

由 spring-jdbc、spring-tx、spring-orm、spring-jms 和 spring-oxm 5 个模块组成。

spring-jdbc 模块是 Spring 提供的 JDBC 抽象框架的主要实现模块，用于简化 Spring JDBC 操作 。

主要是提供 JDBC 模板方式、关系数据库对象化方式、SimpleJdbc 方式、事务管理来简化 JDBC 编程，

主要实现类是 JdbcTemplate、SimpleJdbcTemplate 以及 NamedParameterJdbcTemplate。

spring-tx 模块是 Spring JDBC 事务控制实现模块。使用 Spring 框架，它对事务做了很好的封装，

通过它的 AOP 配置，可以灵活的配置在任何一层；但是在很多的需求和应用，直接使用 JDBC 事务控

制还是有其优势的。其实，事务是以业务逻辑为基础的；一个完整的业务应该对应业务层里的一个方法；

如果业务操作失败，则整个事务回滚；所以，事务控制是绝对应该放在业务层的；但是，持久层的设计

则应该遵循一个很重要的原则：保证操作的原子性，即持久层里的每个方法都应该是不可以分割的。所

以，在使用 Spring JDBC 事务控制时，应该注意其特殊性。

spring-orm 模块是 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)的实现和事务策略。

spring-oxm 模块主要提供一个抽象层以支撑 OXM（OXM 是 Object-to-XML-Mapping 的缩写，

它是一个 O/M-mapper，将 java 对象映射成 XML 数据，或者将 XML 数据映射成 java 对象），例如：

JAXB, Castor, XMLBeans, JiBX 和 XStream 等。

spring-jms 模块（Java Messaging Service）能够发送和接收信息，自 Spring Framework 4.1 以

后，他还提供了对 spring-messaging 模块的支撑。 

Web组件

由 spring-web、spring-webmvc、spring-websocket 和 spring-webflux 4 个模块组成。

spring-web 模块为 Spring 提供了最基础 Web 支持，主要建立于核心容器之上，通过 Servlet 或

者 Listeners 来初始化 IOC 容器，也包含一些与 Web 相关的支持。

spring-webmvc 模块众所周知是一个的 Web-Servlet 模块，实现了 Spring MVC

（model-view-Controller）的 Web 应用。

spring-websocket 模块主要是与 Web 前端的全双工通讯的协议。

spring-webflux 是一个新的非堵塞函数式 Reactive Web 框架，可以用来建立异步的，非阻塞，

事件驱动的服务，并且扩展性非常好。 

通信报文

即 spring-messaging 模块，是从 Spring4 开始新加入的一个模块，主要职责是为 Spring 框架集

成一些基础的报文传送应用。 

集成测试

即 spring-test 模块，主要为测试提供支持的，毕竟在不需要发布（程序）到你的应用服务器或者连接

到其他企业设施的情况下能够执行一些集成测试或者其他测试对于任何企业都是非常重要的。

各模块之间的依赖关系

Spring 官网对 Spring5 各模块之间的关系也做了详细说明：

 

 

 

 

 

 

我本人也对 Spring5 各模块做了一次系统的总结，描述模块之间的依赖关系，希望能对小伙伴们有所

帮助。

 

 

第三章：Spring版本命名规则

1、常见软件的版本号命名规则

 

 

2、语义化版本命名通行规则

 

 

 

3、商业软件中常见的修饰词

 

 

4、软件版本号使用限定

为了方便理解,版本限定的语法简述为为 [范围描述]<版本号描述>

范围描述可选,必须配和版本描述确定范围,无法独立存在

< 小于某一版本号

<= 小于等于某一版本号咕泡出品，必属精品 www.gupaoedu.com

> 大于某一版本号

>= 大于等于某一版本号

= 等于某一版本号,没有意义和直接写该版本号一样

~ 基于版本号描述的最新补丁版本

^ 基于版本号描述的最新兼容版本

- 某个范围,他应该出现在两个版本描述中间,实际上语法应为 <版本描述>-<版本描述>,写在此处为了

统一

严格来讲对 ~,^ 的表述需要结合具体的包管理工具和版本号规则来确定.但是对于一般使用记住如下

原则：

^ 是确保版本兼容性时,默认对次版本号的限定约束

~ 是确保版本兼容性时,默认对补丁号的约束 

5、Spring版本命名规则

 

 

第四章：Spring源码下载及构建技巧

1、Spring5源码下载注意事项

首先你的 JDK 需要升级到 1.8 以上。Spring3.0 开始,Spring 源码采用 github 托管，不再提供官网下载

链接。这里不做过多赘述，大家可自行去 github 网站下载，我们使用的版本下载链接为：

https://github.com/spring-projects/spring-framework/archive/v5.0.2.RELEASE.zip，下载完成后，

解压源码包会看到以下文件目录

2、基于Gradle的源码构建技巧

由于 Spirng5 以后都是采用 Gradle 来编译，所以构建源码前需要先安装 Gradle 环境。Gradle 下载地

址：https://gradle.org/releases，我使用的是 Spring5 官方推荐的版本 Gradle4.0,下载链接为：

https://gradle.org/next-steps/?version=4.0&format=bin ， 下 载 完 成 后 按 以 下 步 骤 操 作 ， 以

Windows 操作系统为例:

第一步：配置环境变量 

第二步：添加环境变量：Path：%GRADLE_HOME%\bin

第三步：检测环境，输入 gradle -v 命令，得到以下结果

第四步：编译源码,cmd 切到 spring-framework-5.0.2.RELEASE 目录，运行 gradlew.bat 

第五步：转换为 eclipse 项目，执行 import-into-eclipse.bat 命令，构建前，请确保网络状态良好，按

任意键继续。

第六步：等待构建成功（若中途出现错误，大部分情况是由于网络中断造成的，重试之后一般都能解决

问题），构建成功后，会出现如下界面：

 

 

到这一步为止，还在使用 Eclipse 的小伙伴已经可以将项目导入到 Eclipse 中了。而我们推荐使用的 IDEA

也比较智能，可以直接兼容 Eclipse 项目。接下来看下面的步骤：

第七步：导入 IDEA。打开 IntelliJ IDEA，点击 Import Project，弹出如下界面，选择

spring-framework-5.0.2.RELEASE 文件夹: 

 

第八步：等待构建完成，在网络良好的情况下大约需要 10 分钟便可自动构建完成，你会看到如下界面：

第九步：在 IDEA 中，如果 Project 下的子项目文件夹变成粗体字之后，说明已经构建成功。还有一种

验证方式是：找到 ApplicationContext 类，按 Ctrl + Shift + Alt + U，出现类图界面说明构建成功。

如果我已经将构建好的“spring-framework-5.0.2.RELEASE-中文注释版”，提交到了 Git 上，下载后导入到 IDEA 中

开箱即用，无需重复构建。 

 

3、Gradle构建过程中的坑

如果项目环境一直无法构建，项目文件夹没有变粗体字，类图无法自动生成。那么你一定是踩到了这样一个坑。

第一步：首先打开 View->Tool Windows -> Gradle

 

然后，点击右侧 Gradle 视图中的 Refresh，会出现如下的错误：

 

第二步：看错误，显然跟 Gradle 没有任何关系，解决办法：

1.关闭 IDEA，打开任务管理器，结束跟 java 有关的所有进程。

2.找到 JAVA_HOME -> jre -> lib 目录，将 tools.jar 重命名 tools.jar.bak。

3.重启 IDEA，再次点击 refresh，等待构建完成。 

 

 

 

课前准备

1、提前注册ProcessOn账号，https://processon.com。

2、下载源码包并解压，暂时无需构建，提前了解已下载好的源码结构，思考其命名规则。下载地址：https://github.com/spring-projects/spring-framework/archive/v5.0.2.RELEASE.zip

3、可按照课程大纲自行提前查阅相关资料。

4、推荐书籍：《Spring in Action》

5、推荐书籍：《Spring权威指南》

 

课前准备

1、提前注册ProcessOn账号，https://processon.com。

2、下载源码包并解压，暂时无需构建，提前了解已下载好的源码结构，思考其命名规则。下载地址：https://github.com/spring-projects/spring-framework/archive/v5.0.2.RELEASE.zip

3、可按照课程大纲自行提前查阅相关资料。

4、推荐书籍：《Spring in Action》

5、推荐书籍：《Spring权威指南》

 

课后作业

作业内容

1、使用ProcessOn绘制Spring系统架构图。

2、整理笔记，完全理解Spring各模块之间的依赖关系。

3、理解SpringIOC容器的核心作用，生成类关系图。

4、安装配置Gradle环境，构建Spring源码。