Spring. Все паттерны проектирования

320 Pages·2019·7.3 MB·Russian

by  Динеш Раджпут

Динеш Раджпут
Spring. Все паттерны проектирования
Серия «Библиотека программиста»
Перевели с английского Е. Иконникова, И. Пальти
Заведующая редакцией Ю. Сергиенко
Руководитель проекта О. Сивченко
Ведущий редактор Н. Гринчик
Литературный редактор Н. Хлебина
Художественный редактор С. Заматевская
Корректоры Е. Павлович, Т. Радецкая
Верстка Г. Блинов
ББК 32.988.02-018
УДК 004.738.2
Раджпут Динеш
Р15 Spring. Все паттерны проектирования. — СПб.: Питер, 2019. — 320 с.: ил. — (Се-
рия «Библиотека программиста»).
ISBN 978-5-4461-0935-7
В этой книге дается обзор фреймворка Spring 5 и паттернов проектирования для него. Объясняется
принцип внедрения зависимостей (dependency injection), играющий ключевую роль при создании
слабосвязанного кода во фреймворке Spring. Затем рассматриваются классические паттерны «Банды
четырех» при проектировании приложений на Spring. В следующих частях книги автор рассматривает
паттерны аспектно-ориентированного программирования (AOP), шаблоны JDBC, позволяющие аб-
страгировать доступ к базе данных. В заключительных главах книги автор исследует работу с MVC,
реактивные шаблоны проектирования и паттерны проектирования, применяемые при конкурентном
и параллельном программировании в Spring.
16+ (В соответствии с Федеральным законом от 29 декабря 2010 г. № 436-ФЗ.)
ISBN 978-1788299459 англ. © Packt Publishing 2017. First published in the English language under
the title «Spring 5 Design Patterns — (9781788299459)»
ISBN 978-5-4461-0935-7 © Перевод на русский язык ООО Издательство «Питер», 2019
© Издание на русском языке, оформление ООО Издательство
«Питер», 2019
© Серия «Библиотека программиста», 2019
Права на издание получены по соглашению с Packt Publishing. Все права защищены. Никакая часть данной
книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме без письменного разрешения владельцев
авторских прав.
Информация, содержащаяся в данной книге, получена из источников, рассматриваемых издательством как на-
дежные. Тем не менее, имея в виду возможные человеческие или технические ошибки, издательство не может
гарантировать абсолютную точность и полноту приводимых сведений и не несет ответственности за возможные
ошибки, связанные с использованием книги. Издательство не несет ответственности за доступность материалов,
ссылки на которые вы можете найти в этой книге. На момент подготовки книги к изданию все ссылки на интернет-
ресурсы были действующими.
Изготовлено в России. Изготовитель: ООО «Прогресс книга».
Место нахождения и фактический адрес: 194044, Россия, г. Санкт-Петербург,
Б. Сампсониевский пр., д. 29А, пом. 52. Тел.: [phone].
Дата изготовления: 12.2018. Наименование: книжная продукция. Срок годности: не ограничен.
Налоговая льгота — общероссийский классификатор продукции ОК 034-2014, 58.11.12 —
Книги печатные профессиональные, технические и научные.
Импортер в Беларусь: ООО «ПИТЕР М», 220020, РБ, г. Минск, ул. Тимирязева, д. 121/3, к. 214, тел./факс: [phone].
Подписано в печать 07.12.18. Формат 70×100/16. Бумага офсетная. Усл. п. л. 25,800. Тираж 700. Заказ 0000.
Отпечатано в ОАО «Первая Образцовая типография». Филиал «Чеховский Печатный Двор».
142300, Московская область, г. Чехов, ул. Полиграфистов, 1.
Сайт: www.chpk.ru. E-mail: [email protected] Факс: [phone], телефон: [phone]
Краткое содержание
Об авторе ...................................................................................................................12
О рецензенте ..............................................................................................................13
Предисловие ...............................................................................................................14
Глава 1. Знакомство с Spring Framework 5.0 и паттернами проектирования ...............18
Глава 2. Обзор паттернов проектирования GoF: базовые паттерны проектирования ...45
Глава 3. Соображения по поводу структурных и поведенческих паттернов ...............68
Глава 4. Связывание компонентов с помощью паттерна внедрения зависимостей ...105
Глава 5. Жизненный цикл компонентов и используемые паттерны ..........................138
Глава 6. Аспектно-ориентированное программирование в Spring с помощью
паттернов «Заместитель» и «Декоратор» .................................................................159
Глава 7. Доступ к базе данных с помощью фреймворка Spring
и JDBC-реализаций паттерна «Шаблонный метод» ...................................................184
Глава 8. Доступ к базе данных с помощью паттернов ORM и транзакций ................206
Глава 9. Улучшение производительности приложения с помощью паттернов
кэширования ............................................................................................................227
Глава 10. Реализация паттерна MVC в веб-приложениях с помощью
фреймворка Spring ...................................................................................................245
Глава 11. Реализация реактивных паттернов проектирования ................................288
Глава 12. Реализация конкурентных паттернов .......................................................312
Оглавление
Об авторе ...................................................................................................................12
О рецензенте ..............................................................................................................13
Предисловие ...............................................................................................................14
Темы, рассматриваемые в книге ..............................................................................14
Что нужно для чтения книги ....................................................................................16
Принятые обозначения ............................................................................................16
Скачивание кода примеров ......................................................................................17
Об ошибках .............................................................................................................17
Глава 1. Знакомство с Spring Framework 5.0 и паттернами проектирования ...............18
Знакомство с фреймворком Spring ...........................................................................18
Упрощение разработки приложений благодаря применению Spring и паттернов .....20
Использование широчайших возможностей паттерна POJO ..............................21
Внедрение зависимостей между POJO ..............................................................22
Использование паттерна внедрения зависимостей для зависимых
компонентов ....................................................................................................25
Применение объектов для сквозных задач .......................................................29
Применение шаблонов для устранения стереотипного кода .............................33
Использование контейнеров Spring для управления компонентами
с помощью паттерна «Фабрика» ..............................................................................36
Фабрики компонентов ......................................................................................36
Контексты приложений ....................................................................................37
Создание контейнера с контекстом приложения ...............................................37
Жизнь компонента в контейнере .............................................................................38
Модули фреймворка Spring ......................................................................................40
Core Container Spring ........................................................................................41
Модуль AOP ......................................................................................................42
Spring DAO — доступ к данным и интеграция ...................................................42
ORM .................................................................................................................42
Web MVC ..........................................................................................................42
Новые возможности Spring Framework 5.0 ...............................................................43
Резюме ....................................................................................................................44
Глава 2. Обзор паттернов проектирования GoF: базовые паттерны проектирования ...45
Возможности паттернов проектирования .................................................................46
Обзор часто используемых паттернов проектирования GoF .....................................47
Оглавление 7
Порождающие паттерны проектирования ................................................................48
Паттерн проектирования «Фабрика» ................................................................49
Паттерн проектирования «Абстрактная фабрика» ............................................52
Паттерн проектирования «Одиночка» ..............................................................58
Паттерн проектирования «Прототип» ...............................................................60
Паттерн проектирования «Строитель» .............................................................63
Резюме ....................................................................................................................66
Глава 3. Соображения по поводу структурных и поведенческих паттернов ...............68
Базовые паттерны проектирования .........................................................................68
Структурные паттерны проектирования ...........................................................69
Поведенческие паттерны проектирования ........................................................94
Паттерны проектирования J2EE .............................................................................103
Резюме ..................................................................................................................104
Глава 4. Связывание компонентов с помощью паттерна внедрения зависимостей ...105
Паттерн внедрения зависимостей ..........................................................................106
Решение проблем с помощью паттерна внедрения зависимостей ...................106
Виды внедрения зависимостей ..............................................................................111
Внедрение зависимостей через конструктор ...................................................111
Внедрение зависимости через сеттер .............................................................113
Сравнение внедрений через конструктор и сеттер, а также
рекомендуемые практики ...............................................................................115
Описание конфигурации паттерна внедрения зависимостей с помощью Spring ......115
Использование паттерна внедрения зависимостей с Java-конфигурацией ..............117
Создание класса Java-конфигурации: AppConfig.java ......................................117
Объявления компонентов Spring в классе конфигурации ................................117
Внедрение компонентов Spring .......................................................................118
Оптимальный подход к настройке паттерна внедрения зависимостей
с помощью Java ..............................................................................................119
Использование паттерна внедрения зависимостей с XML-конфигурацией ..............120
Создание файла XML-конфигурации ...............................................................120
Объявление компонентов Spring в XML-файле ................................................121
Внедрение компонентов Spring .......................................................................121
Использование паттерна внедрения зависимостей с конфигурацией на основе
аннотаций .............................................................................................................124
Что такое стереотипные аннотации ................................................................124
Автосвязывание зависимостей и неоднозначности .........................................131
Рекомендуемые практики для конфигураций паттерна DI ......................................135
Резюме ..................................................................................................................137
Глава 5. Жизненный цикл компонентов и используемые паттерны ..........................138
Жизненный цикл компонента Spring и его фазы ....................................................139
Фаза инициализации ......................................................................................140
Фаза использования компонентов ..................................................................150
Фаза уничтожения компонента .......................................................................151
8 Оглавление
Области видимости компонентов ...........................................................................153
Одиночная область видимости .......................................................................154
Прототипная область видимости компонента .................................................155
Сеансовая область видимости компонента .....................................................155
Запросная область видимости компонента .....................................................155
Другие области видимости в Spring ................................................................156
Резюме ..................................................................................................................158
Глава 6. Аспектно-ориентированное программирование в Spring с помощью
паттернов «Заместитель» и «Декоратор» .................................................................159
Паттерн «Заместитель» в Spring ............................................................................160
Что такое сквозная функциональность ..................................................................162
Что такое аспектно-ориентированное программирование ......................................162
Проблемы, решаемые с помощью AOP ............................................................163
Как AOP решает проблемы .............................................................................166
Основные понятия и терминология AOP ................................................................167
Совет .............................................................................................................167
Точка соединения ..........................................................................................168
Срез ...............................................................................................................169
Аспект ............................................................................................................169
Вплетение ......................................................................................................169
Задание срезов ......................................................................................................170
Создание аспектов ................................................................................................172
Реализация советов ...............................................................................................174
Тип совета: до ................................................................................................174
Тип совета: после возврата ............................................................................175
Тип совета: после исключения .......................................................................176
Тип совета: после ..........................................................................................177
Тип совета: везде ...........................................................................................178
Описание аспектов с помощью XML-конфигурации ................................................180
AOP-прокси ............................................................................................................181
Резюме ..................................................................................................................183
Глава 7. Доступ к базе данных с помощью фреймворка Spring
и JDBC-реализаций паттерна «Шаблонный метод» ...................................................184
Оптимальный подход к проектированию доступа к данным ...................................185
Задача управления ресурсами ........................................................................187
Реализация паттерна проектирования «Шаблонный метод» ...........................188
Настройка источника данных и паттерн «Пул объектов» .......................................192
Задание настроек источника данных с помощью JDBC-драйвера ....................193
Конфигурирование источника данных с помощью пула соединений ...............194
Реализация паттерна «Строитель» для создания встроенного источника данных ..196
Абстрагирование доступа к базе данных с помощью паттерна DAO .......................196
Реализация паттерна DAO с помощью фреймворка Spring .....................................197
Работа с JdbcTemplate ....................................................................................198
Когда использовать JdbcTemplate ...................................................................199
Оглавление 9
Рекомендуемые практики JDBC и настройки JdbcTemplate .....................................204
Резюме ..................................................................................................................205
Глава 8. Доступ к базе данных с помощью паттернов ORM и транзакций ................206
Фреймворки ORM и используемые в них паттерны.................................................207
Управление ресурсами и транзакциями ..........................................................209
Единообразная обработка и трансляция исключений .....................................209
Паттерн «Объект доступа к данным» .....................................................................210
Создание объектов DAO в Spring с помощью паттерна проектирования
«Фабрика» .....................................................................................................211
Паттерн «Отображение данных» ....................................................................212
Паттерн «Модель предметной области» .........................................................213
Прокси для паттерна «Отложенная загрузка» ................................................214
Паттерн «Шаблонный метод» для поддержки Hibernate в Spring ....................214
Интеграция Hibernate со Spring ..............................................................................214
Задание настроек объекта SessionFactory фреймворка Hibernate
в контейнере Spring .......................................................................................214
Реализация объектов DAO на основе простого API Hibernate ..........................216
Стратегии управления транзакциями в Spring ........................................................217
Декларативное задание границ и реализация транзакций ..............................219
Развертывание диспетчера транзакций ..........................................................220
Программное задание границ и реализация транзакций .................................223
Рекомендуемые практики для ORM Spring и модуля транзакций приложения ........225
Резюме ..................................................................................................................226
Глава 9. Улучшение производительности приложения с помощью паттернов
кэширования ............................................................................................................227
Что такое кэш ........................................................................................................228
Абстракция кэша ...................................................................................................228
Включение возможности кэширования посредством паттерна «Заместитель» .......229
Включение прокси для кэширования с помощью аннотаций ...........................230
Включение прокси для кэширования с помощью пространства имен XML .......231
Декларативное кэширование с помощью аннотаций ..............................................232
Аннотация @Cacheable ...................................................................................232
Аннотация @CachePut ....................................................................................233
Аннотация @CacheEvict ..................................................................................235
Аннотация @Caching ......................................................................................236
Аннотация @CacheConfig ................................................................................236
Декларативное кэширование с помощью XML ........................................................237
Настройка хранилища кэша ...................................................................................240
Сторонние диспетчеры кэша ..................................................................................240
EhCache ..........................................................................................................240
XML-конфигурация .........................................................................................241
Создание пользовательских аннотаций кэширования ............................................242
Лучшие рекомендуемые практики для веб-приложений .........................................242
Резюме ..................................................................................................................244
10 Оглавление
Глава 10. Реализация паттерна MVC в веб-приложениях с помощью
фреймворка Spring ...................................................................................................245
Реализация паттерна MVC в веб-приложении ........................................................246
Архитектура «Модель 2» паттерна MVC в Spring ....................................................247
Паттерн проектирования «Единая точка входа» .............................................248
Включение возможностей MVC Spring ....................................................................257
Реализация контроллеров ..............................................................................259
Отображение запросов с помощью аннотации @RequestMapping ...................260
Передача данных модели представлению ..............................................................264
Принятие параметров запроса........................................................................265
Обработка форм веб-страницы .......................................................................268
Реализация контроллера обработки форм ......................................................270
Привязка данных с помощью паттерна проектирования «Команда» ......................272
Проверка корректности входных параметров форм ...............................................275
Реализация компонента «Представление» в паттерне MVC....................................277
Описание арбитра представлений в MVC Spring .............................................278
Паттерн «Вспомогательный компонент представления» .................................281
Паттерн «Составное представление» и использование арбитра
представлений фреймворка Apache Tiles ........................................................283
Рекомендуемые практики проектирования веб-приложений ..................................285
Резюме ..................................................................................................................286
Глава 11. Реализация реактивных паттернов проектирования ................................288
Изменение требований к приложениям с течением времени..................................288
Паттерн «Реактивность» ........................................................................................290
Отличительные признаки паттерна «Реактивность» .......................................290
Блокирующие вызовы ............................................................................................296
Неблокирующие вызовы ........................................................................................296
Контроль обратного потока данных .......................................................................297
Реализация реактивности с помощью фреймворка Spring 5.0 ................................298
Реактивный веб-модуль Spring ...............................................................................299
Реализация реактивного веб-приложения на стороне сервера .......................300
Модель программирования на основе аннотаций ...........................................301
Функциональная модель программирования ..................................................303
Реализация реактивного приложения на стороне клиента ..............................308
Преобразование типов тела запроса и ответа .......................................................310
Резюме ..................................................................................................................311
Глава 12. Реализация конкурентных паттернов .......................................................312
Паттерн «Активный объект» ..................................................................................313
Паттерн проектирования «Монитор» .....................................................................314
Паттерны «Полусинхронность» и «Полуасинхронность» ........................................315
Паттерн «Ведущий/ведомые» ................................................................................316
Паттерн «Реактор» ................................................................................................317
Паттерн «Локальная память потока выполнения» .................................................319
Резюме ..................................................................................................................320