spring core что это
Обзор модулей Spring для Java
Авторизуйтесь
Обзор модулей Spring для Java
Рассказывает Мария Багулина
Spring для Java — обширная платформа для создания веб-проектов на Java, состоящая из множества независимых модулей (проектов) для разных задач: от простых веб-приложений до Big Data. Мы рассмотрим, что дают эти модули, какие их основные особенности и для чего их можно использовать.
Что такое Spring?
Spring возник в 2003 году в виде облегчённого аналога платформы для корпоративных приложений Java Enterprise. Он позиционируется как простая в использовании платформа для веб-приложений. Spring поддерживает несколько языков JVM: Java, Kotlin и Groovy.
Spring состоит из большого числа модулей. Среди них есть модули-стартеры, без которых Spring-приложение просто не запустится, а есть также вспомогательные проекты, добавляющие в приложение определённую функциональность: например Spring Data Flow для потоковой обработки данных, Security для безопасности или Cloud для распределённых систем. Такая структура позволяет разработчикам эффективно создавать и поддерживать приложения, используя только нужные инструменты.
Остановимся более подробно на основных модулях Spring и узнаем, для чего их можно использовать.
Несколько слов о Spring Framework
Spring Framework — ядро платформы Spring. Framework неявно используется другими компонентами Spring, например MVC и WebFlux, обеспечивая фундаментальные инструменты для различных архитектур приложений. Мы не будем рассматривать его как отдельный модуль Spring, но перечислим основные характеристики и особенности.
Spring Framework включает:
Spring Boot
Spring Boot — комплексный фреймворк для создания и запуска приложений с минимальными усилиями и настройками. Этот модуль делится на два стека: основанный на API сервлетов Spring MVC и реактивный Spring WebFlux.
Spring WebFlux — веб-платформа, созданная, чтобы по максимуму использовать преимущества современных многоядерных процессоров и обрабатывать огромное количество одновременных подключений.
Spring MVC построен на API сервлетов и использует архитектуру синхронного блокирующего ввода-вывода с моделью «один запрос на поток».
В Spring Boot также можно опционально подключить библиотеку Reactor для создания реактивных систем на JVM.
Характеристики
Для чего используется
Вместе со Spring Boot в проектах обычно используются Spring Security и Cloud. С помощью Spring Boot можно создавать:
Что почитать и с чего начать
Для скоростного погружения в Spring Boot пройдитесь по руководству по быстрому запуску. Также в официальной документации можно найти гайд по созданию приложения с помощью Spring Boot и туториал для написания веб-службы RESTful.
Spring Data
Модуль обеспечивает приложениям доступ к данным через реляционные и нереляционные базы данных (БД), map-reduce фреймворки и облачные сервисы. Spring Data содержит множество подпроектов, предназначенных для определённых СУБД. Среди них есть, например, MySQL, MongoDB, Redis и многие другие. Также можно использовать подмодули, разработанные сообществом Spring для более специфичных баз данных вроде ArangoDB, Google Datastore, Microsoft Azure Cosmos DB и других.
Основной механизм, реализуемый в Spring Data — репозиторий. Это набор интерфейсов, использующих JPA Entity для взаимодействия с данными.
Характеристики
Для чего используется
Spring Data используется везде, где нужен доступ к данным, и легко интегрируется с другими модулями Spring.
Что почитать и с чего начать
Обо всех модулях Spring Data можно почитать в официальной документации.
Spring Cloud
Со Spring Cloud вы сможете легко и быстро создавать шаблоны в распределённых системах. Из примеров таких шаблонов: управление конфигурацией, обнаружение сервисов, интеллектуальная маршрутизация, микропрокси, одноразовые токены и многое другое.
Шаблоны, созданные с помощью Spring Cloud, будут хорошо работать в любой распределённой среде, включая ваш собственный ноутбук, центры обработки данных и PaaS-платформы, такие как Cloud Foundry.
Spring Cloud также состоит из множества подпроектов для разных целей. Так, Spring Cloud Azure интегрирует Spring со службами Azure, Spring Cloud Stream используется для создания управляемых событиями микросервисов (event-driven microservices) и так далее.
Характеристики
Для чего используется
Spring Cloud содержит много полезных инструментов для микросервисов и распределённых систем.
Что почитать и с чего начать
Посмотрите большой гайд для начинающих, попробуйте создать микросервис с балансировкой нагрузки и почитайте документацию с примерами.
Spring Cloud Data Flow
Spring Cloud Data Flow нужен приложениям, в которых используется потоковая передача и пакетная обработка данных.
Фреймворк поддерживает ряд готовых кейсов обработки данных, среди которых ETL, потоковая обработка событий и прогнозная аналитика.
Характеристики
Для чего используется
Spring Cloud Data Flow подойдёт для создания конвейеров потоковой обработки данных — например, чтобы пересылать какие-либо данные в базу и затем удобно анализировать их.
Что почитать и с чего начать
Попробуйте создать микросайт с помощью Spring Cloud Data Flow и ознакомиться с примерами использования.
Spring Security
Spring Security — среда аутентификации, авторизации и контроля доступа. Это стандартный фреймворк, который используется для защиты приложений на основе Spring.
Spring Security предоставляет базовые функции безопасности, которые можно легко расширить для ваших собственных нужд.
Характеристики
Для чего используется
Модуль Security нужен, чтобы обеспечить проверку безопасности и защитить приложение от атак.
Что почитать и с чего начать
На официальном сайте есть небольшое руководство по защите веб-приложения, более подробный гайд с объяснением всех функций и особенностей Spring Security, а также раздел в документации.
Spring Integration
Spring Integration позволяет облегчить обмен сообщениями в приложениях на основе Spring, поддерживает интеграцию с внешними системами и даёт инструменты для обработки данных из разных источников. Один из подпроектов Spring Cloud, Spring Cloud Stream, использует Spring Integration как движок для микросервисов, управляемых событиями.
Характеристики
Для чего используется
Spring Integration подключается к проекту, если вам нужно связать POJO (Plain Old Java Object) с помощью парадигмы обмена сообщениями без внедрения зависимостей (DI). Также Integration позволяет взаимодействовать с внешними системами с помощью адаптеров каналов и шлюзов. Адаптеры каналов используются для односторонней интеграции (отправка или получение), а шлюзы — для сценариев запроса / ответа (входящего или исходящего).
Что почитать и с чего начать
Посмотрите небольшое руководство по созданию приложения, использующего Spring Integration для извлечения данных, их обработки и записи в файл. Также можете изучить более 50 примеров.
Spring Batch
Spring Batch — платформа для разработки пакетных приложений. Spring Batch подойдёт как для простых, так и для более сложных проектов — платформа легко масштабируется и может обрабатывать большие объёмы информации.
Характеристики
Для чего используется
Spring Batch подойдёт для приложений с многократно используемыми функциями, чтобы обрабатывать большие объёмы записей. Среди таких функций — ведение логов и трассировка, управление транзакциями, статистика обработки заданий, перезапуск и пропуск заданий, управление ресурсами и другие.
Что почитать и с чего начать
Гайд по созданию базовой пакетной службы и более 20 примеров использования Spring Batch.
…И ещё немного
Мы перечислили лишь ключевые модули Spring. На самом деле их гораздо больше: например, есть ещё Spring for Android для создания Android-приложений, Spring CredHub для взаимодействия с CredHub-сервером, Spring LDAP и многие другие.
С полным списком проектов Spring можно ознакомиться на официальном сайте.
Подробное руководство по работе с Java Spring для чайников
Spring – это простая в использовании среда Java MVC с открытым исходным кодом, обеспечивающая всестороннюю поддержку для простой и быстрой разработки приложений Java.
Spring – это облегченный фреймворк, который можно рассматривать как фреймворк фреймворков, поскольку он предлагает поддержку различных фреймворков, таких как Hibernate, Struts, Tapestry, JSF и т. д.
Особенности Spring Framework
Вот некоторые наиболее важные особенности Spring Framework:
Краткая история
Вот важные ориентиры из истории:
Spring Framework Architecture
Spring Framework предоставляет 20 модулей, которые можно использовать в зависимости от требований приложения.
Core и Bean обеспечивают фундаментальную часть платформы, включая IoC и DI.
Основной контейнер
Базовый контейнер дополнительно разделен на подкомпоненты, такие как модули Core, Beans, Context и Expression Language.
Давайте рассмотрим каждую из этих моделей в деталях:
Spring Core:
Основной модуль обеспечивает все основные компоненты каркаса пружины. Включает функции IoC (Inversion of Control) и Inpension Injection.
Модуль предлагает BeanFactory, которая представляет собой сложную реализацию фабричного шаблона.
Context
Модуль Context основан на прочной основе, предоставляемой модулями Core и Beans, и является средой, которая помогает вам получить доступ к любым объектам, определенным и настроенным.
Языки весеннего выражения (SpEL):
Этот модуль предлагает язык выражений для изменения и запроса графов объектов во время выполнения.
Доступ к данным и интеграция:
Уровень доступа к данным и интеграции состоит из модулей JDBC, ORM, JDBC, OXM, JMS и Transaction.
Web: в этом модуле используются слушатели сервлетов и контекст веб-ориентированного приложения. Он также предлагает функцию веб-ориентированной интеграции и функциональность для загрузки файлов из нескольких частей.
Веб-сервлет: Этот модуль хранит реализацию на основе MVC для веб-приложений.
Web-Socket: модуль предлагает основанную на WebSocket и двустороннюю связь между клиентом и сервером в веб-приложениях.
Web-портлет: этот модуль также называется Spring-MVC-Portlet module. Он предлагает портлеты на основе Spring и копирует все функциональные возможности модуля Web-сервлетов.
AOP: язык AOP является полезным инструментом, который позволяет разработчикам добавлять корпоративные функциональные возможности в приложение.
Инструментарий: Этот модуль предлагает инструментарий класса и реализации загрузчика. Используется для конкретных серверов приложений.
Тест: Этот модуль поддерживает тестирование компонентов Spring с помощью инструментов TestNG или JUnit. Он предлагает последовательную загрузку Spring ApplicationContexts и кэширование этих контекстов.
Spring – MVC Framework
Spring Web MVC Framework предлагает архитектуру модель-представление-контроллер и предлагает компоненты, которые помогают вам быть гибкими и слабо связанными веб-приложениями.
Шаблон MVC позволяет разделять различные аспекты приложения, предлагая слабую связь между этими элементами. Spring MVC также помогает вам создавать гибкие и слабо связанные веб-приложения.
Дизайн MVC также позволяет разделить бизнес-логику, логику представления и логику навигации. Он также предлагает элегантное решение для использования MVC в Spring Framework с помощью DispatcherServlet.
Как работает MVC?
Аспектно-ориентированное программирование
Аспектно-ориентированное программирование позволяет глобальным свойствам программы решать, как она компилируется в исполняемую программу.
Ключевой единицей модульности является аспект, а не класс. Аспектно-ориентированное программирование разбивает логику программы на различные части, известные как проблемы.
Межотраслевая проблема может затронуть все приложение и сосредоточена в одном месте в коде, таком как безопасность транзакций, управление, ведение журналов, аутентификация и т. д.
Его также можно рассматривать как динамический шаблон оформления декоратора. Этот шаблон также предлагает дополнительное поведение, которое будет добавлено к существующему классу, оборачивая исходный класс и дублируя его интерфейс и удаляя исходный.
Основные концепции АОП
В Аспектно-ориентированном программировании есть семь основных концепций.
Давайте обсудим их подробно:
Установка Java Spring
Вот пошаговая информация по установке Java Spring на ваш компьютер:
Шаг 1) Зайдите на сайт www.eclipse.org.
Шаг 2) Загрузите установщик Eclipse Neon и установите его в своей системе Windows.
Шаг 3) Нажмите кнопку «Загрузить 64-разрядную версию».
Шаг 4) Перейдите в Eclipse IDE для разработчиков Java и нажмите на ссылку «64-bit».
Шаг 5) Нажмите на ссылку «Windows 64-bit».
Шаг 6) Нажмите на кнопку «Загрузить», чтобы загрузить ZIP-файл.
Шаг 7) Распакуйте zip-файл для загрузки в определенную папку.
Шаг 8) Нажмите кнопку «Обзор», чтобы выбрать каталог рабочей области.
Шаг 9) Нажмите «Выбрать папку», чтобы выбрать папку.
Процесс будет отображаться, как показано на следующем экране.
Шаг 10) Открытие клиента Eclipse Marketplace.
Шаг 11) Поиск и установка плагина Spring.
Шаг 12) Подтвердите выбранные функции и нажмите кнопку «Подтвердить».
Шаг 13) Принятие условий и установка программного обеспечения.
Появится экран приветствия с ходом установки программного обеспечения.
Шаг 14) Нажмите кнопку «Перезагрузить сейчас», чтобы перезапустить Eclipse IDE и применить изменения.
Будет отображен следующий экран:
Преимущества Spring Framework
Недостатки Spring Framework
Вот минусы Spring Framework.
Как писать на Spring в 2017
В одной из классических статей для новичков, мелькавших недавно на Хабре, рассказывалось про создание базового Web приложения на Java. Все начиналось с сервлета, потом создания JSP страницы и, наконец, деплоймента в контейнер. Посмотрев на это свежим взглядом я понял, что для как раз для новичков это, наверняка, выглядит совершенно жутко — на фоне простых и понятных PHP или Node.js, где все просто — написал контроллер, вернул объект, он стал JSON или HTML. Чтобы немного развеять это ощущение, я решил написать «Гайд для новичков в Spring». Цель это статьи — показать, что создание Web приложений на Java, более того — на Spring Framework это не боль и мучительное продирание через web.xml, persistence.xml, beans.xml, и собирание приложения как карточного домика по кусочкам, а вполне себе быстрый и комфортный процесс. Аудитория — начинающие разработчики, разработчики на других языках, ну и те, кто видел Спринг в его не самые лучше времена.
Введение
В этой статье мы посмотрим, что включает в себя современный Спринг, как настроить локальное окружение для разработки Веб приложений, и создадим простое веб-приложение, которое берет данные из БД и отдает HTML страницу и JSON. Как ни странно, большинство статей (на русском языке) для начинающих, которые я нашел в топе поиска описывают и ручное создание контекста, и запуск приложения, и конфигурацию через XML — ничего из этого в современном Спринге делать, разумеется, не обязательно.
Что такое Spring?
Для начала пара слов, что же такое Spring. В настоящее время, под термином «Spring» часто подразумевают целое семейство проектов. В большинстве своем, они развиваются и курируются компанией Pivotal и силами сообщества. Ключевые (но не все) проекты семейства Spring это:
Spring Framework (или Spring Core)
Ядро платформы, предоставляет базовые средства для создания приложений — управление компонентами (бинами, beans), внедрение зависимостей, MVC фреймворк, транзакции, базовый доступ к БД. В основном это низкоуровневые компоненты и абстракции. По сути, неявно используется всеми другими компонентами.
Spring MVC (часть Spring Framework)
Стоит упомянуть отдельно, т.к. мы будем вести речь в основном о веб-приложениях. Оперирует понятиями контроллеров, маппингов запросов, различными HTTP абстракциями и т.п. Со Spring MVC интегрированы нормальные шаблонные движки, типа Thymeleaf, Freemaker, Mustache, плюс есть сторонние интеграции с кучей других. Так что никакого ужаса типа JSP или JSF писать не нужно.
Spring Data
Доступ к данным: реляционные и нереляционные БД, KV хранилища и т.п.
Spring Cloud
Много полезного для микросервисной архитектуры — service discovery, трасировка и диагностика, балансировщики запросов, circuit breaker-ы, роутеры и т.п.
Spring Security
Авторизация и аутентификация, доступ к данным, методам и т.п. OAuth, LDAP, и куча разных провайдеров.
Типичное веб приложение скорее всего будет включать набор вроде Spring MVC, Data, Security. Ниже мы увидим, как это все работает вместе.
Особняком стоит отметить Spring Boot — это вишенка на торте (а некоторые думают, что собственно сам торт), которые позволяет избежать всего ужаса XML конфигурации. Boot позволяет быстро создать и сконфигурить (т.е. настроить зависимости между компонентами) приложение, упаковать его в исполняемый самодостаточный артефакт. Это то связующее звено, которое объединяет вместе набор компонентов в готовое приложение. Пару вещей, которые нужно знать про Spring Boot:
Настройка окружения
Для того, чтобы создать простое приложение, знать, как создать проект Maven с нуля, как настроить плагины, чтобы создать JAR, какие бывают лейауты в JAR, как настроить Surefire для запуска тестов, как установить и запустить локально Tomcat, а уж тем более, как работает DispatcherServlet — совершенно не нужно.
Современное приложение на Spring создается в два шага:
Spring Initializr позволяет «набрать» в свое приложение нужных компонентов, которые потом Spring Boot (он автоматически включен во все проекты, созданные на Initializr) соберет воедино.
В качестве среды разработки подойдет что угодно, например бесплатная IntelliJ IDEA CE прекрасно справляется — просто импортируйте созданный pom.xml (Maven) или build.gradle (Gradle) файл в IDE.
Стоит отдельно отметить компонент Spring Boot который называется DevTools. Он решает проблему цикла локальной разработки, который раньше выглядел как:
В те древние времена даже родилась поговорка, что Spring это DSL для конвертации XML конфигов в стектрейсы.
С включенными Spring Boot DevTools цикл разработки сокращается до:
DevTools будут автоматом проверять изменения в скомпилированном коде или шаблонах, и очень быстро перезапускать (hot reload) только «боевую» часть приложения (как nodemon, если вы знакомы с миром node.js). Более того, DevTools включают интеграцию с Live Reload и после установки расширения в браузере, достаточно скомпилировать проект в IDEA, чтобы он автоматом обновился в браузере.
Разработка
Окей, пора приступать к практической части. Итак, наша цель — создать веб-приложение, которое отдает welcome страницу, обращается с нее же к собственному API, получает JSON с данными из базы и выводит их в таблицу.
Новый проект
Точнее, контейнер нужен — только он предоставлен и настроен Spring Boot-ом — используя Embedded Tomcat
Контроллер
Итак, наш следующий шаг — создать контроллер и вернуть «домашнюю» страницу. Код контроллера выглядит так просто, как и ожидается:
Пара вещей, на которые стоит обратить внимание.
С Котлин это бы выглядело еще лучше и проще, но это потребует введения сразу большого количества новых понятий — язык, фреймворк. Лучше начинать с малого.
Класс, помеченный как @Controller автоматически регистрируется в MVC роутере, а используя аннотации @(Get|Post|Put|Patch)Mapping можно регистрировать разные пути.
Все файлы из каталога resources/static/ считаются статическими, там можно хранить CSS и картинки.
Шаблон
Мы используем Mustache (Handlebar) синтаксис, поэтому шаблон очень напоминает обычный HTML
После компиляции проекта (⌘/Ctrl + F9) — можно сразу идти на http://localhost:8080 и увидеть созданную страницу.
Доступ к базе
Для начала, опишем нашу предметную область. Мы будем собирать статистику посещений — каждый раз, когда кто-то заходит на главную страницу, мы будем писать это в базу. Модель выглядит до крайности примитивно:
Предвидя череду комментариев «Как же без геттеров и сеттеров» и «Где же equals / hashCode» — эти элементы упущены сознательно с целью упрощения кода. Совершенно чудовищная ошибка дизайна Java которая заставляет писать эту ерунду (геттеры и методы сравнения), это, конечно, отдельный разговор. Котлин эту проблему, кстати, решает.
Мы снова очень активно используем аннотации — в этот раз из Spring Data (точнее, JPA — это дремучая спецификация для доступа к данным). Этот класс описывает модель с двумя полями, одно из которых генерится автоматически. По этому классу будет автоматически создана модель данных (таблицы) в БД.
Теперь для этой модели пора создать репозиторий. Это еще проще, чем контроллер.
Все, репозиторий можно использовать для работы с базой — читать и писать записи. У внимательного читателя должен сработать WTF детектор — что здесь вообще происходит? Мы определяем интерфейс и внезапно он начинает работать с базой? Все так. Благодаря магии Spring Boot и Spring Data «под капотом» происходит следующее:
Чтобы использовать репозиторий в контроллере мы воспользуемся механизмом внедрения зависимостей, предоставляемый Spring Framework. Чтобы это сделать, как ни странно, нужно всего лишь объявить зависимость в нашем контроллере.
Теперь можно писать в базу в методе контроллера.
REST контроллер
Следующий шаг — это вернуть все записи из базы в JSON формате, чтобы потом их можно было читать на клиенте.
На что обратить внимание:
Теперь при запросе http://localhost:8080/api/visits (предварительно скомпилировав проект и дав DevTools обновить приложение) мы получим JSON с нужными данными.
Клиентский код
Оставим за рамками этой статьи, пример можно увидеть в исходном коде. Цель этого кода — исключительно продемонстрировать как получить JSON данные с сервера, интеграции с клиентскими фреймворками React, Angular etc намеренно оставлены вне рамок этой статьи.
Тестирование
Spring так же предоставляет мощные средства для Integration и Unit тестирования приложения. Пример кода, который проверяет контроллер:
Используя абстракции типа MockMvc можно легко тестировать внешний интерфейс приложения, в то же время имея доступ к его внутренностям. Например, можно целиком заменить компоненты приложения на моки (заглушки).
Аналогично для API тестов есть набор хелперов для проверки JsonPath выражений.
Тестирование в Spring это все таки отдельная тема, поэтому мы не будем сильно на этом останавливаться сейчас.
Деплоймент
Чтобы собрать и запустить наше приложение в продакшене есть несколько вариантов.
Таким образом сборка и запуск приложения выглядит как:
Для деплоймента этого JAR файла не нужно ничего, кроме установленной Java (JRE). Это так называемый fat JAR — он включает в себя и встроенный сервлет контейнер (Tomcat по умолчанию) и фреймворк, и все библиотеки-зависимости. По сути, он является единственным артефактом деплоймтента — его можно просто копировать на целевой сервер и запускать там.
Более того, файл можно сделать «выполняемым» и запускать его просто из командной строки (Java, конечно, все равно необходима).
На базе этого файла можно легко создать Docker образ или установить его как демон. Больше деталей доступно в официальной документации.
Заключение
Получилось, все же, очень сжато — но уложить даже самый простой вводный курс по Spring в рамки одной статьи не очень просто. Надеюсь, это поможет кому-то сделать первый шаги в Spring-е, и хотя понять его фундаментальные концепции.
Как вы успели заметить, в тексте статьи много раз звучало слово «магия Spring». По сути своей, это очень «магический» фреймворк — даже взглянув на самую верхушку айсберга мы уже видели, что Spring много всего делает в фоне. Это является и плюсом, и минусом фреймворка. Плюс несомненно в том, что многие сложные вещи (очень многие) можно сделать одной аннотацией или зависимостью. Минус же это скрытая сложность — чтобы решить какие-то сложные проблемы, заставить фреймворк работать в крайних случаях или понимать все тонкости и аспекты нужно его неплохо знать.
Чтобы сделать этап «знать» как можно проще, Spring обладает отличной документацией, огромным сообществом, и чистыми исходниками, которые вполне можно читать. Если расположить Spring на шкале Рича Хики, он (Spring) несомненно попадет в easy, но уж точно не simple. Но для современного энтерпрайза (и не только энтерпрайза) он дает невероятные возможности чтобы получить production-ready приложение очень быстро и концентрироваться на логике приложения, а не инфраструктуры вокруг.