Spring и Hibernate — два популярных инструмента для Java, которые используются в разработке приложений. В этой статье мы исследуем их основные функции и особенности, как они работают вместе и почему так высоко ценятся в IT-индустрии. А сложные концепции разбираем на понятные кусочки, которые мягко введут в курс дела любого новичка: программиста, аналитика, менеджера по продукту или дизайнера.

Что такое Spring

В двух словах, Spring (англ. «весна») — это свободный комплексный фреймворк для программирования на языке Java, который упрощает разработку сложных корпоративных приложений.

Появление этого инструмента в 2002 году стало ассоциироваться с наступлением тёплой весны после долгой зимы: Род Джонсон с выходом своей книги «Expert One-on-One J2EE Design and Development» предложил новый дизайн разработки как антидот к тяжеловесным, сложным процессам программирования, которые были распространены тогда. Основной целью было упростить процесс разработки, сделать его более гибким и лёгким.

Spring — это контейнер, который может быть запущен без использования веб-сервера или серверного ПО. Это как набор инструментов, предлагающий различные модули для выполнения задач, таких как доступ к данным, безопасность, транзакции и обмен сообщениями. Красота Spring заключается в том, что вы можете использовать эти модули отдельно или вместе, в зависимости от потребностей вашего проекта.

Что такое ORM

ORM (Object-Relational Mapping) — это техника проектирования, широко используемая в Java, особенно при работе с фреймворками.

Представьте себе ORM как переводчика: в мире разработки существует языковой барьер между объектно-ориентированными языками программирования, такими как Java, и базами данных, которые понимают реляционный язык. ORM умело преодолевает этот барьер, обеспечивая возможность беспрепятственного контакта между языками. Она в основном «отображает» данные из объектной модели в реляционную.

Красота ORM заключается в её простоте и удобстве. Вместо написания сложных SQL-запросов для взаимодействия с базой данных, ORM берёт на себя тяжёлую работу по преобразованию между двумя моделями и позволяет вам взаимодействовать с данными в терминах объектов и классов. Это делает ваш код более чистым, читаемым и эффективным.

С помощью ORM вы можете больше сосредоточиться на бизнес-логике вашего приложения и меньше заботиться о технических аспектах взаимодействия с базой данных, что делает её любимым инструментом как для новичков, так и для опытных разработчиков на Java.

О модулях Spring

Spring имеет модульную структуру, т. е. состоит из различных модулей, каждый из которых выполняет определенную функцию. Это как набор инструментов: у вас есть отвёртка для винтов, молоток для гвоздей и т. д. Аналогично, в фреймворке Spring есть модули, такие как Core, AOP, Data, MVC, Boot и другие, и все они предназначены для разных аспектов разработки приложений на Java.

Теперь представьте, что вы столкнулись с упрямым винтом, который тяжело вкручивается. В этот момент внимания заслуживает Hibernate — ещё один Java-фреймворк, который упрощает работу с базами данных, действуя как смазка, которая позволяет винту (т. е. обработке данных) вращаться плавно. Hibernate часто используется в паре с Spring, и в следующих разделах статьи мы расскажем об их взаимодействии более подробно.

Spring Boot для Spring

Spring и Spring Boot представляют собой два значимых концепта в экосистеме Java. Однако понимание их различий является важным, особенно для начинающих.

Вот простое объяснение: представьте себе Spring как огромный инструментарий, наполненный всеми гаджетами, которые вам могут понадобиться для любого проекта по улучшению дома. Он предлагает комплексную модель программирования и конфигурации для предприятий, основанных на Java, обеспечивая всеобъемлющую систему поддержки инфраструктуры. Он мощный, однако настройка приложения Spring часто оказывается сложной для новичка.

С другой стороны, Spring Boot похож на готовый комплект для сборки. Он берёт обширный инструментарий, который представляет собой Spring, и упаковывает его в удобный набор, предназначенных для определённых задач. Например, создание автономных приложений Spring высокого качества с минимальными хлопотами. Spring Boot упрощает процесс с помощью функции автоматической конфигурации, устраняя значительную часть ручной настройки проекта. Это идеальная отправная точка для начинающих, поскольку позволяет начать работу сразу, не нуждаясь в глубоком понимании каждого инструмента из набора.

Особенности и преимущества Spring

1. Простота, гибкость, универсальность. Фреймворк разработан для поддержки всех типов развертывания, от небольших приложений до крупных корпоративных решений. А для начинающих это означает, что кривая обучения будет крута, но потенциал для применения — огромен.

2. Возможность внедрения зависимостей (DI). DI — это шаблон проектирования, который позволяет реализовывать слабую связь, что упрощает тестирование и поддержку кода. Его можно сравнить с личным помощником, который приносит вам то, что вам нужно, именно когда вам это нужно. Это делает процесс написания кода более гладким и эффективным, что особенно полезно для новичков.

3. Контейнер инверсии управления (IoC) Spring предоставляет мощный способ управления компонентами вашего приложения. Это похоже на главный контроллер, который обрабатывает создание и связывание ваших объектов, что помогает избежать большого объёма ручной работы.

4. Поддержка аспектно-ориентированного программирования (АОР). Это парадигма программирования, которая стремится увеличить модульность, позволяя разделять сквозные аспекты разработки. Она как волшебная палочка, которая может добавлять дополнительную функциональность там, где вам это нужно, не затрагивая существующий код. Это позволяет изменять подход к организации кода, что делает его более понятным для начинающих и упрощает навигацию по структуре сложных проектов.

5. Интеграция с другими Java-фреймворками и технологиями. Spring хорошо совместим с другими популярными фреймворками, такими как Hibernate, Struts и JUnit, JPA и даже облачными платформами. Вы можете объединить преимущества различных моделей для создания надёжного и эффективного приложения. Возможность работать в гармонии с другими инструментами может значительно улучшить опыт обучения для новичков, предоставив им более широкое понимание Java-экосистемы.

6. Spring Boot, проект в составе экосистемы Spring, предоставляет более быстрый и эффективный способ настройки и запуска приложений Spring. Он устраняет много шаблонного кода конфигурации, позволяя вам сконцентрироваться на написании бизнес-логики.

Кто и где использует Spring?

Spring Framework — незаменимый инструмент программистов разных уровней и областей. Он особенно важен для тех, кто разрабатывает приложения для предприятий. Фреймворк используют и разработчики бэкэнда, создающие надёжные API, и архитекторы ПО, проектирующие сложные системы.

Так, с ним следует познакомиться и разработчику-новичку, и опытному сеньору, и менеджеру продукта, который стремится понять технические основы своего продукта.

Как Spring помогает в работе?

Spring помогает формировать каркас, в котором будут работать программисты. У фреймворка есть своя большая библиотека разнообразных функций, которая позволяет программисту не писать код с нуля, внедряя в проект необходимый функционал.

Например, если аналитик хочет создать приложение, основанное на данных, он может использовать функцию доступа/интеграции данных Spring. Это включает поддержку JDBC, ORM, управление транзакциями и многое другое, что упрощает взаимодействие с базами данных и выполнение различных операций, таких как обновление, удаление или извлечение записей.

А вот контейнер IoC Spring выручает так: представим, что продакт-менеджер работает над проектом, который включает несколько взаимозависимых объектов. Вместо ручного управления этими зависимостями он может положиться на контейнер IoC, который берёт на себя эту ответственность. Он обрабатывает создание экземпляров, конфигурацию и сборку объектов, снижая нагрузку на программистов и повышая эффективность.

Как начать работать с фреймворком

Шаг 1: Понять основы

Прежде чем приступить к кодированию, уделите время для понимания основных концепций Spring. Ознакомьтесь с Dependency Injection (DI), Aspect Oriented Programming (AOP) и архитектурой Model-View-Controller (MVC).

Шаг 2: Установить и настроить среду

Убедитесь, что на вашем компьютере установлена последняя версия Java Development Kit (JDK). После этого вам потребуется настроить интегрированную среду разработки (IDE). Spring Tool Suite (STS) или IntelliJ IDEA отлично подходят для разработки на Spring — они имеют встроенную поддержку для Spring.

После установки (например, STS) запустите программу. Вас могут попросить выбрать рабочую область, где будут храниться ваши будущие проекты — выберите подходящее место.

Затем убедитесь, что STS знает, где установлен JDK:

«Window» -> «Preferences» -> «Java» -> «Installed JREs»

Проверьте, есть ли JDK там. Если нет, нажмите «Add», найдите место установки JDK и добавьте его.

Шаг 3: Создать первый проект

Начните с создания простого проекта в своей IDE. Spring Initializr — отличный инструмент, который поможет вам создать новый проект. Этот веб-сервис сгенерирует для вас базовую структуру проекта, которую вы сможете импортировать в свою IDE.

Затем попробуйте создать простое приложение, например, список дел. Это позволит вам ознакомиться с экосистемой Spring и тем, как взаимодействуют различные компоненты.

Что такое Hibernate

В начале статьи мы сравнили Hibernate с переводчиком. И это действительно мощный инструмент, который владеет и языком объектов и классов (на Java), и языком таблиц, строк и столбцов (в базе данных). Он переводит ваш объектно-ориентированный код в то, что способна понять ваша база данных, и наоборот.

Представьте, что вам пришлось бы вручную переводить каждое предложение между двумя людьми, которые говорят на разных языках. Довольно утомительно, верно? Hibernate автоматизирует этот процесс перевода, экономя вам много времени и усилий при разработке приложения. Более того, он берёт на себя всю сложную работу с базами данных, чтобы вы смогли сфокусироваться на логике вашего проекта.

Особенности и преимущества Hibernate

1. Упрощенное управление данными. Снова о том самом объектно-реляционном отображении (ORM). Оно позволяет разработчикам работать с данными более интуитивно, используя объекты Java, вместо написания сложных SQL-запросов.

2. Независимость от базы данных. Hibernate может работать с практически любым типом базы данных, будь то MySQL, Oracle или SQL Server. Это позволяет разработчикам изменять используемую систему БД, не переписывая свой код, что увеличивает гибкость и обеспечивает защиту от устаревания приложения.

3. Оптимизация производительности. Фреймворк включает несколько функций, которые помогают оптимизировать производительность ваших приложений. Например, кэш первого уровня — хранит данные, к которым часто обращаются; ленивая загрузка — откладывает загрузку определенных данных до момента их необходимости. Обе функции могут значительно увеличить скорость и эффективность ваших приложений.

4. Надежное управление транзакциями. Hibernate обеспечивает согласованность и целостность данных, позволяя разработчикам определить границы транзакции и автоматически управлять откатами и подтверждениями операций. Это снижает вероятность повреждения данных и делает приложение более надежным.

Кто и где использует Hibernate?

Java-, Backend-разработчики, администраторы баз данных — основные пользователи Hibernate. Этот фреймворк упрощает взаимодействие между Java-приложениями и базами данных и отлично подходят для создания, тестирования и поддержки серверной части веб-приложений. Enterprise-архитекторы отвечают за определение архитектуры программной системы. Гибкость и адаптивность Hibernate делают его мощным инструментом для них.

Что касается сфер, Hibernate используется в отраслях, где сохранение данных является неотъемлемой потребностью:

• Электронная коммерция. Фреймворк облегчает обработку сложных каталогов товаров и больших баз данных клиентов.

• Банки и финансы. Hibernate помогает управлять обширными записями о транзакциях и данными клиентов.

• Здравоохранение. Записи пациентов, истории лечения и многое другое могут быть эффективно управляемыми с помощью этого фреймворка.

• Телекоммуникации. Hibernate помогает в управлении обширными данными о клиентах и использовании продукта.

• Образование. Онлайн-платформы для обучения используют его для управления курсами и обработки данных студентов.

Как Hibernate помогает в работе?

На примере электронной коммерции:

• Вам нужно сохранять и извлекать данные о покупках клиентов для поддержки вашей системы рекомендаций. Вместо написания сложных SQL-запросов Hibernate позволяет вам взаимодействовать с базой данных напрямую с помощью Plain Old Java Object (POJO), делая обработку данных более интуитивной и менее подверженной ошибкам, позволяя экономить время и повышать общую производительность проекта.

• Приложению может потребоваться обрабатывать несколько базовых транзакций одновременно. Например, когда несколько пользователей пытаются купить последний экземпляр популярного товара на вашем сайте одновременно. Сделать так, чтобы такие транзакции проходили гладко и без конфликтов, очень трудозатратно. Но Hibernate, благодаря встроенной системе управления транзакциями, справляется с этим проще. Он автоматически управляет открытием и закрытием сессий, обеспечивая выполнение всех операций безопасным и эффективным способом.

Как начать работать с Hibernate

Шаг 1: Понять основы

Hibernate — это инструмент объектно-реляционного отображения (ORM). Основная концепция, которую нужно освоить, — это то, как Hibernate отображает экземпляры классов Java на таблицы базы данных и наоборот.

Изучите такие понятия, как сессии, транзакции и отображения. Официальная документация Hibernate — первый и необходимый ресурс для изучения.

Шаг 2: Установить и настроить среду

Установите последнюю версию Java Development Kit (JDK) на ваш компьютер, затем — любую удобную для вас IDE (например, Eclipse и IntelliJ IDEA совместимы с этим фреймворком).

После этого загрузите фреймворк Hibernate ORM с официального веб-сайта Hibernate.

Шаг 3: Создать первый проект

Создайте новый проект в вашей IDE, дайте ему удобное название, например, FirstHibernateProject.

Чтобы использовать Hibernate в вашем проекте, вам необходимо добавить его библиотеку. Перейдите в «Project Structure» или «Properties» (в зависимости от вашей IDE), выберите «Libraries», а затем «Add Library». Найдите Hibernate и добавьте его в ваш проект.

Затем настройте файл hibernate.cfg.xml, чтобы подключить фреймворк к вашей базе данных. Этот файл важен, так как содержит информацию о конфигурации Hibernate: детали базы данных, учётные данные и файлы сопоставления.

Теперь можно начинать решать простые задачи. Например, создать Java-объект и отобразить его на таблицу базы данных. Для этого напишите код для выполнения основных операций с базой данных — создание, чтение, обновление и удаление (CRUD).

По мере того, как вы становитесь более уверенными, переходите к более сложным задачам, таким как отношения между таблицами и стратегии извлечения данных. Используйте онлайн-учебники, официальную документацию и форумы сообщества, чтобы решать вопросы и улучшать понимание фреймворков.

И помните, что практика — ключ к глубокому и увлекательному изучению новых технологий и инструментов. Опыта и компетенций экспертов международного онлайн-университета ProductStar хватит на то, чтобы теперь помочь вам уверенно встать на путь Java-разработчика: научиться программировать на Java, получить специализацию (Android, WebDev), добавить сильные кейсы в портфолио и пройти стажировку в IT-компании уже во время обучения.