Spring Framework giúp lập trình viên dễ dàng tạo các ứng dụng Java Enterprise (Java EE) và cung cấp mọi thứ bạn cần để sử dụng ngôn ngữ Java. Là mã nguồn mở, Spring có cộng đồng rộng lớn và năng động, phản hồi liên tục dựa trên nhiều trường hợp sử dụng thực tế. Điều này đã giúp Spring phát triển thành công và trở thành một nguồn kiến thức mà bất kỳ lập trình viên nào cũng cần hiểu rõ.
Trong bài viết, chúng ta sẽ lần lượt tìm hiểu các nội dung:
- Spring Framework là gì?
- Lợi ích cho các lập trình viên
- Các thành phần và kiến trúc Spring Framework
- Một số nguồn tài liệu Spring Framework tham khảo
Spring là gì? Spring Framework là gì?
Thuật ngữ “Spring” thường được dùng để chỉ Spring Framework. Spring Framework được chia thành các module. Các ứng dụng có thể chọn module cần thiết. Trọng tâm là các module của bộ chứa lõi (core container), bao gồm mô hình cấu hình (configuration model) và cơ chế chèn phần phụ thuộc (dependency injection mechanism).
Ngoài ra, Spring Framework còn cung cấp hỗ trợ nền tảng cho nhiều kiến trúc ứng dụng khác nhau, bao gồm nhắn tin, truyền dữ liệu và web.
Framework này cũng bao gồm framework web Spring MVC dựa trên Servlet và song song đó là framework web phản ứng Spring WebFlux.
Lợi ích của Spring Framework
Một số ưu điểm của Spring Framework có thể được kể đến như sau:
- Mẫu được xác định trước (Pre-defined Templates): Spring framework chứa nhiều loại template cho các công nghệ Hibernate, JDBC và JPA. Với sự hỗ trợ của phương pháp này, lập trình viên không cần phải định nghĩa code phức tạp. Ví dụ: JdbcTemplate – Ở đây, chúng ta không cần viết logic để tạo một câu lệnh, xác nhận giao dịch, tạo kết nối và xử lý ngoại lệ. Điều này giúp tiết kiệm thời gian.
- Dễ test và đơn giản: Bạn có thể dễ dàng test toàn bộ ứng dụng chỉ bằng việc sử dụng framework Spring với cơ chế chèn phụ thuộc. Ứng dụng EJB hoặc Struts yêu cầu máy chủ để thực thi ứng dụng.
- Không xâm phạm: Theo kỹ thuật Plain Old Java Object (POJO), Spring dễ triển khai vì không ép buộc lập trình viên phải kế thừa các lớp cụ thể hoặc thực hiện trên bất kỳ giao diện nào.
- Phát triển nhanh chóng: Với sự giúp đỡ của chèn phụ thuộc, việc tích hợp framework và hỗ trợ phát triển ứng dụng dựa trên Java EE (Enterprise Edition) trở nên dễ dàng.
- Hỗ trợ trừu tượng mạnh mẽ: Spring hỗ trợ khả năng trừu tượng mạnh mẽ cho các quy định dựa trên Java EE như JMS, JDBC, JPA và JTA.
- Gọn gàng: Framework web Spring là một framework web MVC cung cấp lựa chọn tuyệt vời so với các framework web phát triển ứng dụng bằng Struts hoặc các framework web phổ biến khác.
- Spring cung cấp một API phù hợp: Spring dịch các ngoại lệ cụ thể của công nghệ từ JDBC, Hibernate hoặc JDO thành các ngoại lệ thống nhất và không kiểm soát được.
- IoC (Inversion of Control) nhẹ: IoC kích thước nhẹ, đặc biệt khi so với các container EJB. Lợi thế này giúp tạo và triển khai ứng dụng trên máy tính có tài nguyên bộ nhớ và CPU hạn chế.
- Quản lý giao dịch liên tục: Spring cung cấp một giao diện có thể giúp giảm quy mô xuống giao dịch cục bộ (ví dụ: sử dụng một cơ sở dữ liệu) và mở rộng lên giao dịch toàn cầu (ví dụ: JTA).
Tính năng của Spring
Spring hỗ trợ quá trình phát triển những ứng dụng Java phức tạp và khó quản lý bằng cách cung cấp một framework tích hợp nhiều công nghệ như:
Lập Trình Hướng Chức Năng (Aspect-oriented Programming – AOP)
Là một phương pháp lập trình trong Spring Framework, AOP tập trung vào chia nhỏ chức năng của ứng dụng thành các khía cạnh riêng lẻ và chèn chúng vào source code một cách linh hoạt.
AOP cung cấp nhiều module hơn cho những tính năng quan trọng xuyên suốt trong các ứng dụng, như:
- Ghi nhật ký (Logging)
- Bộ nhớ đệm (Caching)
- Quản lý giao dịch
- Xác thực
AOP có sẵn các khả năng lập trình hướng đối tượng (Object-oriented Programming – OOP) để xác định cấu trúc của phần mềm, trong đó tính module OOP được thiết lập trong các class.
Đọc thêm: OOP là gì? 4 đặc tính cơ bản của OOP
Trong AOP, đơn vị module chính là một yếu tố. Điều này cho phép người dùng sử dụng AOP để xây dựng các tùy chỉnh chức năng và khai báo dịch vụ doanh nghiệp.
Chèn phụ thuộc (Dependency Injection – DI)
Dependency Injection là cốt lõi của Spring Framework giúp quản lý và giảm sự phụ thuộc giữa các thành phần trong ứng dụng. Thay vì tạo đối tượng một cách trực tiếp, DI cho phép tạo các đối tượng phụ thuộc bên ngoài một class và cung cấp các đối tượng đó cho một class theo nhiều cách khác nhau, giúp tăng tính linh hoạt, tái sử dụng và kiểm thử của source code.
Chúng ta có thể định nghĩa khái niệm Spring bằng Inversion of Control (IoC – đảo ngược kiểm soát).
Ví dụ: Class X phụ thuộc vào class Y. Sự phụ thuộc này có thể tạo ra nhiều vấn đề trên thực tế, bao gồm cả lỗi hệ thống. Do đó cần phải tránh sự phụ thuộc như vậy. Spring IOC giải quyết các vấn đề phụ thuộc như vậy bằng Dependency Injection. Ở đây, nó chỉ ra rằng class Y sẽ được IoC đưa vào class X.
Plain Old Java Object (POJO)
Trong Spring, POJO là các đối tượng Java thông thường, không phụ thuộc vào bất kỳ framework hay interface nào khác. Sử dụng POJO trong Spring Framework giúp source code trở nên đơn giản, dễ đọc, và dễ bảo trì mà không cần kế thừa các class hay triển khai các interface cụ thể.
Các Module và kiến trúc của Spring Framework
Kiến trúc Spring Framework.
Spring framework được chia thành các module và bao gồm nhiều module cung cấp các chức năng khác nhau để hỗ trợ xây dựng ứng dụng doanh nghiệp.
Các module có thể được phân loại rộng rãi vào bốn lĩnh vực chính: Bộ chứa lõi (Core Container), Truy cập/Tích hợp dữ liệu (Data Access/Integration), Web, và Khác (Miscellaneous).
Bộ chứa lõi (Core Container)
- Spring Core: Module này cung cấp chức năng cơ bản của framework Spring, bao gồm IoC và DI. IoC container là trái tim của Spring Framework, chịu trách nhiệm về việc tạo ra và quản lý các thể hiện của JavaBeans.
- Spring Beans: Module này cung cấp BeanFactory, là khối xây dựng cơ bản của IoC container, và BeanWrapper, chịu trách nhiệm quản lý vòng đời của một bean. BeanFactory là giao diện cốt lõi để truy cập IoC container, cung cấp các phương thức để truy xuất bean.
- Spring Context: Module này cung cấp ApplicationContext, là một phiên bản nâng cao của BeanFactory và cung cấp các tính năng bổ sung như quốc tế hóa và tải nguồn, cùng khả năng xuất bản và tiêu thụ sự kiện.
- Spring Expression Language (SpEL): Module này cung cấp một ngôn ngữ biểu diễn mạnh mẽ để truy vấn và thao tác đối tượng trong thời gian chạy. SpEL hỗ trợ một loạt các tính năng, bao gồm truy cập thuộc tính, gọi phương thức, điều kiện, vòng lặp và chuyển đổi kiểu dữ liệu.
Truy cập/Tích hợp dữ liệu (Data Access/Integration)
Truy cập/Tích hợp dữ liệu cung cấp hỗ trợ tích hợp với cơ sở dữ liệu và các nguồn dữ liệu khác. Phần này bao gồm các module sau:
- Spring JDBC: Module này cung cấp một class trừu tượng JDBC đơn giản giảm lượng code cần thiết để làm việc với JDBC. Spring JDBC hỗ trợ quản lý giao dịch, cho phép nhà phát triển quản lý giao dịch cơ sở dữ liệu theo cách khai báo bằng quản lý giao dịch của Spring.
- Spring ORM: Module này cung cấp tích hợp với các framework ánh xạ đối tượng-quan hệ (Object-Relational Mapping – ORM) như Hibernate và JPA. Spring ORM cung cấp một class trừu tượng cao cấp trên cơ sở các framework ORM, giúp nhà phát triển viết ít code boilerplate (mã soạn sẵn) và tích hợp các công nghệ ORM dễ dàng với các tính năng khác của Spring như quản lý giao dịch và caching.
- Spring Data: Module này cung cấp một mô hình lập trình nhất quán và dễ sử dụng để làm việc với các công nghệ truy cập dữ liệu, bao gồm cơ sở dữ liệu, NoSQL và các dịch vụ dữ liệu dựa trên đám mây. Spring Data cung cấp nhiều tính năng, bao gồm các hoạt động CRUD tự động, tạo truy vấn từ tên phương thức, hỗ trợ phân trang và sắp xếp, tích hợp với quản lý giao dịch của Spring, và nhiều hơn nữa.
- Spring Transaction: Module này cung cấp hỗ trợ quản lý giao dịch tuyên bố trong ứng dụng Spring. Spring Transaction hỗ trợ nhiều cấp độ truyền tải và cách ly giao dịch, cho phép nhà phát triển quản lý giao dịch ở các cấp độ khác nhau. Ngoài ra, Spring Transaction hỗ trợ nhiều chiến lược quản lý giao dịch, như sử dụng một quản lý giao dịch JTA hoặc một quản lý giao dịch JDBC đơn giản.
Web
Web cung cấp sự hỗ trợ để xây dựng ứng dụng web và bao gồm các module sau:
- Spring MVC: Module này cung cấp một framework Model-View-Controller (MVC) để xây dựng ứng dụng web. Spring MVC cung cấp một loạt các tính năng, bao gồm hỗ trợ xử lý yêu cầu và phản hồi HTTP, xử lý biểu mẫu, ràng buộc dữ liệu, kiểm tra và nhiều tính năng khác. Spring MVC cũng hỗ trợ nhiều công nghệ hiển thị khác nhau, như JSP (JavaServer Pages), Thymeleaf và Velocity, cho phép nhà phát triển chọn công nghệ hiển thị phù hợp nhất với nhu cầu của họ.
- Spring WebFlux: Module này cung cấp một mô hình lập trình phản ứng để xây dựng ứng dụng web đòi hỏi độ tương tác và khả năng mở rộng cao. Spring WebFlux hỗ trợ xây dựng ứng dụng web phản ứng sử dụng nhiều công nghệ như Netty, Undertow và các container Servlet 3.1+. Spring WebFlux cũng hỗ trợ nhiều tính năng, bao gồm hỗ trợ truy cập dữ liệu phản ứng, xử lý luồng phản ứng và máy khách HTTP phản ứng.
- Spring Web Services: Module này hỗ trợ xây dựng các dịch vụ web dựa trên SOAP và RESTful. Spring Web Services cung cấp hỗ trợ tạo WSDL (Web Services Description Language) từ các class Java và tạo các class Java từ WSDL. Điều này cho phép nhà phát triển xác định hợp đồng (tức là giao diện) của dịch vụ web bằng WSDL và tạo ra các class Java thực hiện dịch vụ web từ WSDL.
Khác (Miscellaneous)
Khác bao gồm các module khác cung cấp các chức năng bổ sung, như:
- Spring Security: Module này cung cấp các tính năng xác thực và ủy quyền cho ứng dụng Spring. Spring Security hỗ trợ nhiều cơ chế ủy quyền, như kiểm soát quyền dựa trên vai trò và kiểm soát quyền dựa trên biểu thức, hỗ trợ bảo mật các phần khác nhau của ứng dụng bằng cách sử dụng cấu hình bảo mật khác nhau, cho phép các lập trình viên áp dụng các chính sách bảo mật tinh tế.
- Spring Integration: Module này hỗ trợ xây dựng kiến trúc động và sự kiện. Spring Integration cung cấp nhiều mô hình tích hợp như truyền tin, định tuyến và biến đổi, hỗ trợ nhiều hệ thống truyền tin khác nhau như JMS, AMQP và Apache Kafka, đồng thời tích hợp với các giao thức khác nhau như FTP, HTTP và TCP.
- Spring Batch: Module này hỗ trợ xử lý hàng loạt và tích hợp với các hệ thống doanh nghiệp. Spring Batch cung cấp một loạt các công cụ và tiện ích để xây dựng và quản lý các ứng dụng xử lý hàng loạt , bao gồm hỗ trợ kiểm thử và gỡ lỗi công việc hàng loạt , đăng nhập và giám sát, cũng như tích hợp với các module khác của Spring như Spring Data và Spring Integration.
- Spring Cloud: Module này hỗ trợ xây dựng ứng dụng native đám mây bằng các công nghệ Spring. Spring Cloud cung cấp nhiều tính năng cho việc xây dựng ứng dụng native đám mây, như phát hiện dịch vụ, quản lý cấu hình và cân bằng tải, hỗ trợ tích hợp với nhiều nền tảng đám mây khác nhau như AWS và GCP, cũng như sử dụng các công nghệ native đám mây khác như container và serverless computing.
Tóm lại, các module của framework Spring cung cấp một bộ công cụ để xây dựng ứng dụng doanh nghiệp mạnh mẽ, có khả năng mở rộng và dễ bảo trì. Kiến trúc modular của framework Spring cho phép nhà phát triển chỉ chọn các module cần thiết cho nhu cầu cụ thể của họ, giảm chi phí vận hành không cần thiết và sự phức tạp trong ứng dụng.
Cách Spring hoạt động
Một ứng dụng web thường bao gồm ba layer chính:
- Layer Trình Bày (UI): Xử lý việc hiển thị nội dung và tương tác người dùng.
- Layer Logic Doanh Nghiệp: Xử lý các yêu cầu chức năng cơ bản của chương trình.
- Layer Truy Cập Dữ Liệu: Giám sát quy trình truy xuất dữ liệu.
Mỗi layer phụ thuộc vào layer khác để ứng dụng hoạt động.
Ví dụ, layer trình bày có thể cần liên lạc với layer logic doanh nghiệp, mà sau đó tương tác với layer truy cập dữ liệu. Mỗi tương tác này dẫn đến những gì thường được gọi là phụ thuộc và tạo ra sự kết nối giữa các thành phần hệ thống khác nhau.
Một trong những đặc điểm cốt lõi của Spring là khả năng thực hiện chèn phụ thuộc, đây là một mô hình lập trình cho phép lập trình viên xây dựng kiến trúc tách rời (decoupled architectures). Spring hiểu các chú thích Java khác nhau mà một lập trình viên đặt lên các layer và có thể giúp đảm bảo rằng tất cả các thể hiện được tạo ra đều có phụ thuộc được điền đầy đủ.
Để Spring Framework có thể khởi tạo đối tượng và điền đầy đủ phụ thuộc, lập trình viên chỉ cần nói với Spring đối tượng nào cần quản lý và phụ thuộc là gì cho mỗi layer thông qua các chú thích.
Ví dụ, @Component cho Spring biết layer nào cần quản lý, đánh dấu các đối tượng là các thành phần được quản lý và xác định layer cho chèn phụ thuộc.
Một ví dụ khác là @Autowired cho biết cho Spring cách xử lý việc khởi tạo của layer và bắt đầu tìm kiếm phụ thuộc đó trong các thành phần và layer để tìm một sự tương đồng.
Một số nguồn tài liệu Spring tham khảo
Spring in Action 5th Edition – Sách
Spring in Action là một trong những cuốn sách tốt nhất để học framework Spring hiện nay, bạn có thể sử dụng cuốn sách này để tìm hiểu và khám phá những điều mới trong Spring Framework 5, như Reactive Spring, WebFlux, v.v.
Sách này cũng sẽ hướng dẫn bạn cách sử dụng Spring Framework với Java 9, làm việc với framework web chức năng mới và tạo ra các dịch vụ web bằng Spring Boot cùng các công nghệ điện toán đám mây khác.
Bạn cũng có thể kết hợp cuốn sách này với khóa học Spring Framework 5: Beginner to Guru trên Udemy, đây cũng là khóa học Spring framework được cập nhật mới nhất.
Spring Framework Masterclass: Java Spring the Modern Way [Udemy]
Điểm nổi bật chính của khóa học này là bạn sẽ sử dụng các dự án thực để học Spring Framework. Điều này có nghĩa là bạn sẽ có trải nghiệm thực hành và thực tế hơn về Spring, giúp bạn học nhanh hơn.
Khóa học này hoàn hảo cho những người có một số kinh nghiệm lập trình trong Java nhưng hoàn toàn mới với Spring. Bạn sẽ được giới thiệu với nhiều tính năng của Spring và các Module của Spring như JDBC, AOP và Data JPA.
- Thời lượng khóa học: 12 giờ
- Giá khóa học: $14
Sau khi bạn mua khóa học này, bạn sẽ có quyền truy cập trọn đời vào 12 giờ video bài giảng theo yêu cầu, 13 bài viết và 1 tài nguyên giáo trình có thể tải xuống. Toàn bộ nội dung khóa học được chia thành 14 phần và 139 bài giảng.
Phát triển Web với Java Spring Framework [Coursera]
Như tiêu đề gợi ý, khóa học này tập trung nhiều hơn vào phần phát triển web bằng cách sử dụng Web Java Framework phổ biến. Bạn sẽ học cách sử dụng thư viện của Spring Để tạo ra các công nghệ như truyền hình trực tuyến, xe kết nối và mua sắm trực tuyến.
Khóa học này sẽ bao gồm các phần chính của Spring và giúp bạn phát triển các Dịch vụ Web RESTFUL bằng cách sử dụng Spring MVC và Hibernate CRUD.
- Thời lượng khóa học: 19 giờ
- Giá khóa học: $15
Khi bạn hoàn thành khóa học, bạn sẽ có kiến thức vững về các khái niệm như Dependency Injection, Inversion of Control, và truy cập dữ liệu bằng cách sử dụng Hibernate.
Code Katas để Học Spring® và Spring Boot
Khóa học Spring này bao gồm hai bài giảng liên quan giúp những lập trình viên hiểu về Spring Framework và sau đó là Spring Boot thông qua việc giải các bài toán lập trình (code katas).
Toàn bộ khóa học này được đặt trên GitHub và bạn có thể truy cập miễn phí. Khóa học trình bày các ví dụ được thảo luận thông qua tài liệu, nằm trong thư mục assets\docs.
Cách tốt nhất để học khóa học này là kiểm tra toàn bộ dự án cá nhân, sau đó xem:
- Tài liệu Spring Framework: Học Spring Framework.
- Tài liệu Spring Boot: Học Spring Boot.
Các khóa học khá độc lập, người nào đã biết về Spring Framework có thể chỉ cần xem hướng dẫn về Spring Boot để nhanh chóng bắt kịp.
Tuy nhiên, đôi khi nên xem lại và đọc nội dung về Spring Framework (ngay cả khi không thực hiện các bài tập). Chúng cũng bao gồm hầu hết các chủ đề quan trọng của Spring như lõi Spring, Spring Boot, Spring Data JPA, Spring REST, Hibernate, và nhiều hơn nữa.
Spring: The Big Picture [Pluralsight]
Khóa học này sẽ cung cấp cho bạn những kiến thức cần thiết về Spring Framework, Spring Boot và các dự án khác liên quan đến Spring và được xếp hạng 5 sao trên nền tảng Pluralsight.
- Thời lượng khóa học: 2 giờ
- Giá khóa học: $149 cho đăng ký hàng năm
Trong khóa học này, bạn sẽ nhận được cái nhìn tổng quan, bao quát ở cấp độ cao về tất cả các khía cạnh của Spring Framework, bắt đầu bằng việc tìm hiểu Spring là gì trước khi khám phá Spring Boot và Spring Framework.
Sau khi kết thúc khóa học này, bạn sẽ có hiểu biết cơ bản về Spring Framework, điều này sẽ giúp bạn trở thành lập trình viên Java thực thụ.
Những câu hỏi Spring Framework thường gặp
1. Spring Framework là gì?
Spring Framework là một bộ khung phát triển (framework) mã nguồn mở dành cho Java, được sử dụng để xây dựng các ứng dụng Java doanh nghiệp. Spring cung cấp một cách linh hoạt và mạnh mẽ để quản lý các thành phần của ứng dụng và giải quyết các vấn đề phổ biến trong phát triển phần mềm.
Tham khảo thêm: Top 15+ framework back-end, front-end và mobile phổ biến nhất
2. Những tính năng chính của Spring Framework là gì?
Spring Framework cung cấp nhiều tính năng, bao gồm Chèn phụ thuộc (Dependency Injection), Lập Trình Hướng Chức Năng (Aspect-Oriented Programming), Quản Lý Giao Dịch (Transaction Management), Model-view-controller (MVC), và nhiều hơn nữa.
Tổng kết Spring là gì
Tổng kết, việc hiểu và áp dụng kiến thức cơ bản về Spring Framework là chìa khóa để xây dựng ứng dụng Java linh hoạt, dễ bảo trì, và có hiệu suất cao. Spring Framework không chỉ giúp giải quyết những thách thức phức tạp của phát triển ứng dụng doanh nghiệp mà còn cung cấp các module chuyên sâu cho việc xử lý Data Access, phát triển Web, và nhiều lĩnh vực khác.
Sự đa dạng trong tài nguyên học giúp lập trình viên Java tiếp cận Spring Framework một cách toàn diện và ứng dụng kiến thức vào thực tế. Hãy tận dụng những cơ hội học này để phát triển kỹ năng và trở thành một chuyên gia vững về Spring Framework.
Bạn thấy bài viết hay và hữu ích? Đừng ngại Share với bạn bè và đồng nghiệp nhé.
Và nhanh tay tham khảo việc làm IT “chất” trên ITviec!