Spring 框架的整体认识
Spring 全家桶是目前 Java 开发必不可少的工具，随着开发技术的不断演进，Spring 框架也变得越来越复杂。今天简单梳理一下 Spring 框架的概念，目的是建立起一个更高维度的认识，这里不涉及具体的技术实现和代码逻辑。
我们打开 Spring 的官网，看到官方对 Spring 的介绍是：
Spring makes programming Java quicker, easier, and safer for everybody. Spring’s focus on speed, simplicity, and productivity has made it the world’s most popular Java framework.
官网还列出了 Spring 全家桶的主要功能：
可以看到，Spring 已经发展成为一个生态，覆盖了后端开发的方方面面。下面我们从 Spring 生态中最常用的三个框架入手，介绍 Spring 解决了哪些问题。
Spring Framework
Spring Framework 是 Spring 生态的基础。Spring 框架分为不同的模块（modules），应用可以任意选择需要的模块整合进自己的代码。下图是 Spring Framework 的模块概览：
从图中我们可以看出，Spring 框架的核心 core 模块是所有功能都需要依赖的，spring-core 模块主要提供了最基础的 IoC 容器，在此基础上 Spring 扩展大多数应用都会使用的公共模块，包括 AOP ，负责支持切面编程；Message，负责支持事件驱动等。Data Access 模块负责封装数据访问相关的功能，包括整合 ORM 框架，事务处理等；Web 模块负责处理 Web 开发相关的功能，提供了 Spring MVC 框架支持传统的同步 web 服务，和 Spring WebFlux 框架支持异步响应式编程。
从 Spring Framework 的模块来看，Spring Framework 涵盖了 Java 企业级应用开发的大部分功能模块。 它不关注开发中某块具体功能如何实现，它的定位是一个 Java 应用开发的大框架，用来协调应用各部分的工作。做个不怎么合适的对比，Spring 框架在单体应用中扮演的角色就像 Zookeeper 在分布式应用中扮演的角色。最核心的作用是 协调。Spring 协调的是各个具体功能模块，Zookeeper 协调的是各个具体的微服务。
Spring 框架如何实现协调的功能呢？最重要的技术就是 控制反转，也叫 依赖注入。这两个说的其实是一件事情，控制反转是一种设计思想，依赖注入是这种思想的一个实现。Spring 通过 IoC 容器协调各模块的工作。在 Spring 的代码中，IoC 容器被称为 ApplicationContext，业务上下文，也说明了其设计目的是统一协调整个业务。
Spring 框架另一个重要的概念是 AOP (Aspect Oriented Programming)，面向切面编程。这是一种设计思想。OOP 和 AOP 都是为了解耦，编写出更清晰可维护的代码。OOP 关注的是业务功能层面的封装，纵向解决类和方法层面的设计。AOP 关注的是公用业务的设计，从横向解决代码重复和耦合的问题。Spring 通过 JDK 代理和 AspectJ 代理支持 AOP。
Spring Framework 是 J2EE 的轻量级替代品，它提供了很多方便的功能：
- IoC 容器将对象之间的依赖关系交给 Spring 框架管理，降低各个组件之间的耦合性；
- 提供了很多公共服务，如事务管理、Message 等；
- 对 AOP 有很好的支持，方便切面编程；
- 对主流的框架提供了很好的集成支持，如 Hibernate、JPA等；
- DI 机制降低了业务对象替换的复杂性；
- 低侵入，对业务代码污染极低；
- 高度开放性，不强制依赖 Spring，开发者可以自由选择 Spring 的部分功能模块；
Spring Boot
有了 Spring Framework，为什么还要推出 Spring Boot？这两者有什么区别？要回答这个问题，我们首先看一下 Spring Framework 解决了什么问题，没有解决什么问题。
Spring 框架大大提高了开发的便利性，但人们逐渐发现，Spring 整合其他框架的过程中，产生了大量的配置文件。我们以开发普通的 web 应用为例，看看需要处理多少配置文件：
- Spring IoC 容器配置文件和 AOP 配置；
- 数据层 ORM 框架配置，如 MyBatis 或 Hibernate 的配置；
- web 层的配置，如 Spring MVC 的配置；
- servlet 的配置；
- 日志配置；
- ……
面向对象编程变成了面向配置编程。每次启动一个项目，都要编写大量配置文件，耗费大量的时间。虽然催生了很多脚手架项目，但维护起来总是不太方便的。
另外，由于应用整合了许多框架，各个框架对 Spring 又有不同程度的依赖，有些支持高版本的 Spring，有些支持低版本的 Spring，开发人员需要逐一确认依赖是否有冲突，费时费力。
基于这些问题，Spring Boot 应运而生了。Spring Boot 的特点就是：
- 开箱即用。无需处理繁琐的配置和混乱的依赖；
- 灵活配置。Spring Boot 自动整合了大量的开源框架，并且设定好了默认配置。开发人员也可以灵活修改；
- 提供了一些大型项目中常见的非功能特性，如嵌入式服务器、安全、指标、健康监测、外部配置等；
Spring Boot 的核心功能有两个：
- 起步依赖。将具有某种功能的依赖打包到一起，并提供一些默认配置，开发人员只需要关注少量核心配置即可使用，极大地减少了开发的成本。
- 自动配置。Spring Boot 内部实现了很多配置策略，在程序启动时，Spring Boot 根据各种条件和策略决定使用哪些配置，目的还是减少开发人员的成本；
从这里我们可以看出，Spring Boot 和 Spring Framework 的关注点不一样，这两者其实没有什么可比性。Spring Boot 是在 Spring Framework 的基础上，添加了一些应用层面的功能，解决开发人员的痛点。我们在 Spring Framework 章节里提到，它的核心作用就是协调，但它协调的代价就是你需要实现提供大量的配置告诉 Spring 怎么做。而 Spring Boot 则更近一步，变成了 自动协调，它遵循 约定大于配置 的理念，自动为其他模块添加相关配置。
Spring Boot 整合了相当多的组件，几乎涵盖了 web 开发和微服务开发的所有场景。具体可以看一下官网的介绍。
Spring Cloud
Spring Cloud 关注的是分布式系统中各个服务之间的协调。
相比于单体服务关注的是服务内部各个模块之间的协调，分布式系统的核心的关注点是各个微服务之间如何有效协调沟通，统一提供一套高可用的整体服务。
Spring Cloud 整合了一大批业内知名的微服务开发组件，其中主要包括：
| 模块 | 项目 | 说明 |
|---|---|---|
| 配置中心 | Spring Cloud Config, Spring Cloud Consul, Spring Cloud Alibaba Nacos | 使用 git 集中管理外部配置 |
| 服务发现 | Netflix Eureka, Spring Cloud Spring Cloud Zookeeper, Etcd | 默认使用 Netflix Eureka 支持 |
| 服务路由/负载均衡 | Netflix Ribbon, Spring Cloud Loadbalancer | |
| 消息总线 | Spring Cloud Bus | 集成了 RabbitMQ 和 Kafka |
| API 网关 | Netflix Zuul, Spring Cloud Gateway | |
| 服务治理 | Netflix Hystrix, Sentinel, Resilience4j | |
| OSBAPI | Spring Cloud Open Service Broker |
Spring Cloud 把分布式系统各个环节抽象成一个节点进行封装，允许开发人员灵活切换实现。
总结
这三个组件介绍完，我想可以提炼出 Spring 贯穿始终的设计思想了：Spring 致力于提供一套解决方案，适用于后端软件开发的各个层面。 Spring Framework 负责协调服务内部各个对象间的关系；Spring Boot 更近一步，站在对象组成的框架层面，负责协调各个框架灵活协作；Spring Cloud 再进一步，站在各个服务组成的分布式系统层面，负责协调各个服务之间的协作和管理。
这三个框架层层递进，在功能上各有关注点，互不冲突，组成了 Spring 的整个生态圈。