Spring Framework vs. Spring Boot – plusy i minusy

Z pewnością jako doświadczony deweloper znasz zasadę, że najważniejszy jest dobór narzędzia do problemu, a nie problemu do narzędzia.  Dlatego zdajesz sobie sprawę z tego, że wybór odpowiedniej technologii w projekcie ma wpływ na solidne i szybkie wydanie produktu.   W związku z tym, że ogromną pomocą w budowaniu aplikacji są powszechne w użyciu frameworki Java, jak Spring i Spring Boot, które dostarczają nam mnóstwo gotowych pakietów, przeanalizujemy główne różnice między nimi, tak by podjąć świadomą decyzję ułatwiającą dostosowanie narzędzi do celów projektu. Dowiemy się też, w jakich przypadkach warto skorzystać z tych frameworków, a kiedy skorzystać z innych rozwiązań.

Czym jest Spring Framework?

Spring to popularny framework Java, do tworzenia aplikacji internetowych, który pojawił się po to, by uprościć tworzenie rozwiązań programowych dla przedsiębiorstw w czasie, gdy Java EE (Enterprise Edition) dominowała na rynku.  Opiera się na Javie, Kotlinie i Groovy. Pierwsza wersja została napisana w 2002 roku przez Roda Johnsona, a wydana po raz pierwszy w 2003 roku na licencji Apache w wersji 2.0. Od tego czasu ewoluował i dostosowywał się do zmieniających się wymagań związanych z tworzeniem oprogramowania, obecnie jest znany ze swojego wszechstronnego zestawu funkcji i niezrównanej elastyczności. Według badania Stack Overflow Developer Survey 2021, Spring Framework pozostaje jednym z najpopularniejszych frameworków Java, a ponad 60% deweloperów pozytywnie ocenia pracę w tym środowisku.  Z kolei aktywna i zaangażowana społeczność Spring Framework zaowocowała ponad 300 milionami pobrań z centralnego repozytorium Maven.

Jak działa Spring Framework, czyli poznaj najważniejsze funkcje

Wczesne iteracje frameworka wprowadziły koncepcje, które stały się jego filarami. Spring zapewnia wiele funkcji ułatwiających tworzenie solidnych i skalowalnych aplikacji. Do podstawowych z nich, należą: 

1. Inversion of Control (IoC) – IoC odwraca tradycyjny przepływ kontroli aplikacji, gdzie framework przejmuje kontrolę nad tworzeniem i zarządzaniem obiektami (beans) i ich relacjami. Kontener IoC tworzy obiekty, łączy je ze sobą, konfiguruje je i zarządza ich pełnym cyklem życia. Otrzymuje instrukcje dotyczące tego, jakie obiekty należy utworzyć, skonfigurować i złożyć, odczytując dostarczone metadane konfiguracyjne reprezentowane przez: XML, adnotacje Java lub kod Java.

1. Wstrzykiwanie zależności (DI- Dependency Injection) – jest kluczowym aspektem IoC, w którym komponenty lub beans deklarują swoje zależności, a framework wstrzykuje te zależności w czasie wykonywania. Eliminuje to potrzebę ręcznego tworzenia obiektów i ścisłego łączenia, dzięki czemu aplikacja jest bardziej modułowa i łatwiejsza do testowania.
2. AOP (Aspect-Oriented Programming) pozwala na oddzielenie części wspólnych, takich jak logowanie, transakcje czy bezpieczeństwo, od głównej logiki aplikacji, co poprawia modularność i czytelność kodu.
3. Ekosystem modułów – Cały ekosystem Spring Framework podzielony jest na około 20 modułów, gdzie każdy z nich zawiera dedykowane dla siebie funkcje. Programiści mogą wybierać komponenty, które były zgodne z wymaganiami ich projektu, co sprzyjało bardziej dostosowanemu i wydajnemu procesowi rozwoju.

Do innych popularnych modułów Spring należą m.in.:

• Spring MVC  – Dzieli aplikację na trzy komponenty: Model (logika biznesowa), Widok (interfejs użytkownika) i Kontroler (obsługuje żądania użytkownika). Ta separacja zwiększa łatwość utrzymania kodu i pozwala na elastyczne aktualizacje interfejsu użytkownika.
• Spring WebFlow – Jest oparty na Spring MVC i umożliwia programistom implementację przepływów aplikacji internetowych. Główną zaletą tego modułu jest zapisywanie stanów aplikacji webowych z kontrolowanym zachowaniem.
•  Spring JDBC  – Spring Framework oferuje wsparcie dla dostępu do baz danych poprzez moduły Spring JDBC i Spring Data, ułatwiając pracę z bazami danych bez pisania standardowego kodu.
•  Spring Security  – Moduł Spring Security zapewnia kompleksowe funkcje bezpieczeństwa, takie jak uwierzytelnianie, autoryzacja i ochrona przed typowymi lukami w zabezpieczeniach.
•  Spring Test – Jest to jeden z modułów realizujących cztery główne zadania: zarządzanie kontenerami Spring IoC i buforowanie ich między testami, wstrzykiwanie zależności dla klas testów, zarządzanie transakcjami dostosowanymi do testów integracyjnych oraz dostarczanie zestawu klas bazowych usprawniających tworzenie testów integracyjnych.

Pełną listę modułów można znaleźć na oficjalnej stronie internetowej tego narzędzia programowego .Modułowa natura Spring Framework utorowała drogę do rozwoju solidnego ekosystemu. Pozwoliło to deweloperom wykorzystać kompleksowy zestaw narzędzi i bibliotek, w celu zaspokojenia różnorodnych potrzeb aplikacji.

Spring Framework– zalety i wady

Spring dostarcza nam mnóstwo gotowych pakietów, bibliotek, które wykonują podstawową konfigurację za nas, nie musimy się skupiać na procesach technicznych, ale od samego początku na procesie biznesowym. ZALETY

• Elastyczność i modułowość:
• Programowanie zorientowane aspektowo (AOP):
• Łatwość integracji:
• Spójny sposób dostępu do różnych źródeł danych,
• Bezpieczeństwo i uwierzytelnianie:
• Lekkość i elastyczność architektoniczna
• Silne wsparcie społeczności:
• Możliwość zastosowania w różnych dziedzinach – od systemów korporacyjnych po aplikacje internetowe i mikrousługi
• Redukcja powtarzalnego kodu
• Uproszczone testowanie

WADY

• Czasochłonna konfiguracja. Praca z Springiem jest bardziej złożona i dłuższa niż z Spring Boot, ponieważ Spring wymaga długiej konfiguracji od zera dla każdego projektu. To z kolei wymaga więcej czasu na opracowanie. Konfigurowanie aplikacji Spring, zwłaszcza w konfiguracji opartej na XML, może prowadzić do tworzenia obszernych i złożonych plików konfiguracyjnych.
• Zarządzanie samymi zależnościami może stać się wyzwaniem, szczególnie w przypadku dużej liczby bibliotek.
• Wyzwania związane z integracją: Integracja Spring z niektórymi technologiami lub bibliotekami innych firm może wymagać dodatkowego wysiłku i konfiguracji.

Okiem programisty — czy zawsze potrzebny jest Spring? 

“Spring daje nam dodatkowe narzędzia, czy to w postaci wystawianych metryk, czy w postaci całego zestawu modułów Spring Cloud, który ułatwia pracę z architekturą mikroserwisów. Jednak, aby aplikacja była łatwo skalowalna, możemy równie dobrze ją napisać w innym języku programowania lub w czystej Javie, nie używając żadnych frameworków i też może ona być skalowalna. Moim zdaniem, nawet najlepszy framework w źle zaprojektowanej aplikacji nie sprawi, że będzie się dobrze skalowała i spełni założone wymagania projektowe.” Damian Gadecki, Senior Software Engineer

Kiedy zdecydować się na Spring Framework?

Ankieta przeprowadzona przez DZone wykazała, że 78% programistów, którzy zdecydowali się na Spring Framework, jako główny powód swojego wyboru podało jego zdolność do zapewnienia precyzyjnej kontroli nad konfiguracjami. Jego modułowa architektura, precyzyjna kontrola nad konfiguracjami i głębokie możliwości integracji sprawiają, że jest to optymalny wybór dla projektów wymagających niestandardowego podejścia.  Spring często jest używany w następujących przypadkach: 

• Aplikacje internetowe (Spring MVC i Spring WebFlux)
• Interfejsy API RESTful(Spring MVC lub Spring WebFlux)
• Tworzenie aplikacji serverless oraz aplikacji opartych Mikroserwisy (Spring Boot, Spring Cloud)
• Przetwarzanie danych (Spring Batch)
• Integracja i przesyłanie wiadomości (Spring Integration)
• Przetwarzanie i analiza danych (Spring Data i Spring Cloud Data Flow)
• Aplikacje dla przedsiębiorstw (Spring AOP, DI i zarządzania kontenerami)
• Aplikacje natywne dla chmury (Spring Boot i narzędzia Spring Cloud)
• tworzenie aplikacji o wysokich wymaganiach bezpieczeństwa po stronie serwera;
• Rozwój oprogramowania asynchronicznego
• Tworzenie architektury sterowanej zdarzeniami
• Opracowywanie partii do automatyzacji procesów

Niezależnie od tego, czy tworzysz prostą aplikację internetową, zaawansowane rozwiązanie korporacyjne, czy też eksplorujesz nowe technologie, takie jak mikrousługi i IoT, Spring Framework oferuje narzędzia i wzorce potrzebne do obsługi różnych typów aplikacji. Jednak z biegiem czasu Spring Framework stał się coraz bardziej złożony z powodu budowania dodatkowych funkcjonalności. To wymaga długiego procesu konfiguracji w nowym projekcie. Jak zatem ułatwić ten proces? Przyjrzyjmy się bliżej Spring Boot.

 Czym jest Spring Boot?

Spring Boot to opracowany na początku 2013 roku framework Java o otwartym kodzie źródłowym.  Opiera się na Spring Framework i ma na celu zapewnienie programistom usprawnionego sposobu tworzenia aplikacji Java przy minimalnej konfiguracji. Podczas gdy Spring koncentruje się na zapewnieniu elastyczności, Spring Boot skraca długość kodu, wykorzystując konfigurację adnotacji i szablonów, co przyśpiesza tworzenie aplikacji. Pomaga to w tworzeniu samodzielnych aplikacji przy mniejszym lub prawie zerowym obciążeniu konfiguracyjnym. Według raportu JRebel z 2021  62% respondentów używało Spring Boot jako głównego frameworka oraz prawie 50% ankietowanych programistów domyślnie pracowało z mikroserwisami, do których architektura Spring Boot jest idealna. Z kolei statystyki ze State of Software Engineers 2021 wskazują, że 68% programistów uważa łatwość konfiguracji za kluczowy czynnik przy wyborze frameworka, co jest zgodne z mocnymi stronami Spring Boot.

Zalety Spring Boot

Spring Boot wyposaża programistów w zestaw wbudowanych funkcji zaprojektowanych w celu zmniejszenia złożoności operacyjnej.

• Automatyczna konfiguracja: Spring Boot automatycznie konfiguruje komponenty w oparciu o zależności obecne w projekcie. To znacznie zmniejsza potrzebę ręcznego konfigurowania ustawień przez programistów.
• Wbudowane serwery: Spring Boot zawiera wbudowane kontenery takie jak Tomcat, Jetty i Undertow. Dzięki temu deweloperzy mogą spakować swoje aplikacje jako wykonywalne pliki JAR, co ułatwia wdrażanie i testowanie.
• Samodzielność: Aplikacje Spring Boot mogą być tworzone jako samodzielne aplikacje Java z wbudowanym serwerem WWW, co zmniejsza potrzebę wdrażania aplikacji w oddzielnym kontenerze.
• Ustawienia domyślne: Spring Boot zapewnia ten typ ustawień dla różnych komponentów, takich jak konfiguracje baz danych, rejestrowanie i zabezpieczenia. Przyspiesza to rozwój poprzez ograniczenie procesu podejmowania decyzji.
• Mikrousługi: Spring Boot wspiera budowanie architektur opartych na mikrousługach. Zapewnia funkcjonalności, takie jak Spring Cloud do tworzenia i zarządzania systemami rozproszonymi.
• Integracja z ekosystemem Spring: Spring Boot płynnie integruje się z szerszym ekosystemem Spring, umożliwiając programistom wykorzystanie istniejących funkcji i bibliotek Spring.
• Zewnętrzna konfiguracja: Właściwości konfiguracyjne można łatwo wyodrębnić z kodu aplikacji, co pozwala na wprowadzanie zmian bez modyfikowania samej aplikacji.
• Narzędzia przyjazne dla deweloperów: Narzędzia takie jak Spring Initializr i Spring Boot CLI usprawniają sposób tworzenia, rozwijania i zarządzania projektami Spring Boot.
• Spring Boot Actuator: Ten moduł zapewnia funkcje takie jak kontrole kondycji, metryki i monitorowanie punktów końcowych w celu zarządzania i monitorowania aplikacji.
• Łatwe testowanie: Spring Boot zapewnia narzędzia testowe i frameworki, które upraszczają proces pisania testów jednostkowych, integracyjnych i kompleksowych.

Czy Spring Boot ma jakieś wady?

Podczas gdy Spring Boot oferuje liczne zalety, ważne jest, aby wziąć pod uwagę również jego wady, aby podjąć świadomą decyzję o wykorzystaniu go w projekcie. Oto kilka potencjalnych wyzwań jako czynników, które należy wziąć pod uwagę:

• Wysoki poziom trudności

Rozbudowane funkcje Spring Boot mogą być trudne do nauczenia się, szczególnie dla programistów nowych w ekosystemie Spring.

•  Koszty ogólne i złożoność:

W przypadku prostych projektów automatyczne konfiguracje Spring Boot mogą wprowadzać niepotrzebną złożoność. Dlatego warto ocenić czy w przypadku lekkiej aplikacji nie lepszy będzie inny framework.

• Ograniczona personalizacja

Domyślne ustawienia Spring Boot mogą ograniczać poziom personalizacji, jaki można osiągnąć. Jeśli w projekcie potrzebny jest wysoki poziom dostosowania ustawień, należy rozważyć, czy Spring Boot jest najlepszym rozwiązaniem.

• Rozrastanie się zależności

Automatycznie dołączane zależności Spring Boot mogą prowadzić do „rozrostu zależności”, w którym aplikacja zawiera więcej bibliotek niż to konieczne.

• Zwiększone zużycie pamięci:

Ze względu na swoje wszechstronne funkcje, aplikacje Spring Boot mogą zużywać więcej pamięci w porównaniu do lekkich frameworków.

• Kompromisy w zakresie wydajności:

Chociaż Spring Boot jest odpowiedni dla wielu aplikacji, może nie być najlepszym wyborem dla projektów, gdzie wydajność ma krytyczne znaczenie. Należy wtedy rozważyć przeprowadzenie testów wydajności i testów porównawczych.

•  Niezamierzone użycie funkcji:

Konfiguracje automatyczne mogą włączać funkcje, których nie jesteś świadomy, potencjalnie prowadząc do luk w zabezpieczeniach lub nieoczekiwanego zachowania. Dlatego najlepiej regularnie sprawdzać zależności i konfiguracje aplikacji, aby upewnić się, że nieplanowane funkcje nie są aktywne.

Spring Boot czy Spring? Rozważ potrzeby projektu

Wybór między Spring Framework a Spring Boot zależy od różnych czynników, w tym złożoności projektu, wymagań, szybkości rozwoju i celów wdrożenia. Spring Framework może być płynnym rozszerzeniem twoich umiejętności programowania w Javie, umożliwiając wykorzystanie niezliczonych modułów dostępu do danych, bezpieczeństwa i innych. Z drugiej strony prostota Spring Boot jest zachęcająca dla programistów przechodzących do ekosystemu Spring lub tych, którzy szukają szybszych rezultatów bez utraty jakości. W dziedzinie tworzenia oprogramowania Java wybór między Spring Framework a Spring Boot jest podobny do wyboru odpowiedniego narzędzia do pracy. Chodzi o dostosowanie DNA wybranego frameworka do DNA projektu. Z pewnością rozumiesz, że jako doświadczony programista Java, twoja perspektywa projektowa jest najważniejsza.

“Uważam, że dobre projekty używają Spring’a mądrze, czyli tak mało jak to jest możliwe. Chodzi o osiągnięcie takiej elastyczności, że jeśli Klient zdecyduje, że nie chce Spring’a  w projekcie, to łatwo zmienimy technologię, lub też, gdy wystąpi problem w Springu to, istotne jest nie walczyć z nim przez 4 tygodnie, lecz uzyskać jasność i prostotę kodu biznesowego, w czystym języku programowania.”

Spring to potężne narzędzie, ale jego przydatność zależy od czynników specyficznych dla kontekstu projektu. Jeśli potrzebujesz skonsultować się w sprawie doboru odpowiedniej technologii w projekcie, porozmawiaj z naszymi inżynierami Java. Chętnie odpowiedzą na Twoje pytania i rozwieją istniejące wątpliwości.