Java开发必读,谈谈对Spring IOC与AOP的理解

原创
06/07 16:07
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本文分享自华为云社区《超详细的Java后台开发面试题之Spring IOC与AOP》,作者:GaussDB 数据库。

一、前言

IOC和AOP是Spring中的两个核心的概念,下面谈谈对这两个概念的理解。

二、IOC(Inverse of Control)

控制反转,也可以称为依赖倒置。

所谓依赖,从程序的角度看,就是比如A要调用B的方法,那么A就依赖于B,反正A要用到B,则A依赖于B。所谓倒置,你必须理解如果不倒置,会怎么着,因为A必须要有B,才可以调用B,如果不倒置,意思就是A主动获取B的实例:B b = new B(),这就是最简单的获取B实例的方法(当然还有各种设计模式可以帮助你去获得B的实例,比如工厂、Locator等等),然后你就可以调用b对象了。所以,不倒置,意味着A要主动获取B,才能使用B;到了这里,就应该明白了倒置的意思了。倒置就是A要调用B的话,A并不需要主动获取B,而是由其它人自动将B送上门来。

形象的举例就是:

通常情况下,假如你有一天在家里口渴了,要喝水,那么你可以到你小区的小卖部去,告诉他们,你需要一瓶水,然后小卖部给你一瓶水!这本来没有太大问题,关键是如果小卖部很远,那么你必须知道:从你家如何到小卖部;小卖部里是否有你需要的水;你还要考虑是否开着车去;等等等等,也许有太多的问题要考虑了。也就是说,为了一瓶水,你还可能需要依赖于车等等这些交通工具或别的工具,问题是不是变得复杂了?那么如何解决这个问题呢?

解决这个问题的方法很简单:小卖部提供送货上门服务,凡是小卖部的会员,你只要告知小卖部你需要什么,小卖部将主动把货物给你送上门来!这样一来,你只需要做两件事情,你就可以活得更加轻松自在:

第一:向小卖部注册为会员。

第二:告诉小卖部你需要什么。

这和Spring的做法很类似!Spring就是小卖部,你就是A对象,水就是B对象

第一:在Spring中声明一个类:A

第二:告诉Spring,A需要B

假设A是UserAction类,而B是UserService类。

<bean id="userService" class="org.leadfar.service.UserService"/>  
<bean id="documentService" class="org.leadfar.service.DocumentService"/>  
<bean id="orgService" class="org.leadfar.service.OrgService"/>  
  
<bean id="userAction" class="org.leadfar.web.UserAction">  
     <property name="userService" ref="userService"/>  
</bean>

在Spring这个商店(工厂)中,有很多对象/服务:userService,documentService,orgService,也有很多会员:userAction等等,声明userAction需要userService即可,Spring将通过你给它提供的通道主动把userService送上门来,因此UserAction的代码示例类似如下所示:

package org.leadfar.web;  
public class UserAction{  
     private UserService userService;  
     public String login(){  
          userService.valifyUser(xxx);  
     }  
     public void setUserService(UserService userService){  
          this.userService = userService;  
     }  
}

在这段代码里面,你无需自己创建UserService对象(Spring作为背后无形的手,把UserService对象通过你定义的setUserService()方法把它主动送给了你,这就叫依赖注入!),当然咯,我们也可以使用注解来注入。Spring依赖注入的实现技术是:动态代理

三、AOP:面向切面编程

面向切面编程的目标就是分离关注点。什么是关注点呢?就是你要做的事,就是关注点。假如你是个公子哥,没啥人生目标,天天就是衣来伸手,饭来张口,整天只知道玩一件事!那么,每天你一睁眼,就光想着吃完饭就去玩(你必须要做的事),但是在玩之前,你还需要穿衣服、穿鞋子、叠好被子、做饭等等等等事情,这些事情就是你的关注点,但是你只想吃饭然后玩,那么怎么办呢?这些事情通通交给别人去干。在你走到饭桌之前,有一个专门的仆人A帮你穿衣服,仆人B帮你穿鞋子,仆人C帮你叠好被子,仆人D帮你做饭,然后你就开始吃饭、去玩(这就是你一天的正事),你干完你的正事之后,回来,然后一系列仆人又开始帮你干这个干那个,然后一天就结束了!

AOP的好处就是你只需要干你的正事,其它事情别人帮你干。也许有一天,你想裸奔,不想穿衣服,那么你把仆人A解雇就是了!也许有一天,出门之前你还想带点钱,那么你再雇一个仆人E专门帮你干取钱的活!这就是AOP。每个人各司其职,灵活组合,达到一种可配置的、可插拔的程序结构。

从Spring的角度看,AOP最大的用途就在于提供了事务管理的能力。事务管理就是一个关注点,你的正事就是去访问数据库,而你不想管事务(太烦),所以,Spring在你访问数据库之前,自动帮你开启事务,当你访问数据库结束之后,自动帮你提交/回滚事务!

我们在使用Spring框架的过程中,其实就是为了使用IOC(依赖注入)和AOP(面向切面编程),这两个是Spring的灵魂。主要用到的设计模式有工厂模式代理模式。IOC就是典型的工厂模式,通过sessionfactory去注入实例;AOP就是典型的代理模式的体现。

代理模式是常用的java设计模式,他的特征是代理类委托类有同样的接口,代理类主要负责为委托类预处理消息、过滤消息、把消息转发给委托类,以及事后处理消息等。代理类委托类之间通常会存在关联关系,一个代理类对象与一个委托类对象关联,代理类对象本身并不真正实现服务,而是通过调用委托类的对象相关方法,来提供特定的服务。

Spring IoC容器是spring的核心,spring AOP是spring框架的重要组成部分。

在传统的程序设计中,当调用者需要被调用者的协助时,通常由调用者来创建被调用者的实例。但在spring里创建被调用者的工作不再由调用者来完成,因此控制反转(IoC);创建被调用者实例的工作通常由spring容器来完成,然后注入调用者,因此也被称为依赖注入(DI),依赖注入控制反转是同一个概念。

面向方面编程(AOP)是从另一个角度来考虑程序结构,通过分析程序结构的关注点来完善面向对象编程(OOP)。OOP将应用程序分解成各个层次的对象,而AOP将程序分解成多个切面。spring AOP只实现了方法级别的连接点,在J2EE应用中,AOP拦截到方法级别的操作就已经足够。在spring中为了使IoC方便地使用健壮、灵活的企业服务,需要利用spring AOP实现为IoC和企业服务之间建立联系。

IOC:控制反转也叫依赖注入。利用了工厂模式。

将对象交给容器管理,你只需要在spring配置文件中配置相应的bean,以及设置相关的属性,让spring容器来生成类的实例对象以及管理对象。在spring容器启动的时候,spring会把你在配置文件中配置的bean都初始化好,然后在你需要调用的时候,就把它已经初始化好的那些bean分配给你需要调用这些bean的类(假设这个类名是A),分配的方法就是调用A的setter方法来注入,而不需要你在A里面new这些bean了。

注意:面试的时候,如果有条件,画图,这样更加显得你懂了.

四、AOP(Aspect-Oriented Programming):面向切面编程补充说明

AOP可以说是对OOP的补充和完善。OOP引入封装、继承和多态性等概念来建立一种对象层次结构,用以模拟公共行为的一个集合。当我们需要为分散的对象引入公共行为的时候,OOP则显得无能为力。也就是说,OOP允许你定义从上到下的关系,但并不适合定义从左到右的关系。例如日志功能。日志代码往往水平地散布在所有对象层次中,而与它所散布到的对象的核心功能毫无关系。在OOP设计中,它导致了大量代码的重复,而不利于各个模块的重用。

将程序中的交叉业务逻辑(比如安全,日志,事务等),封装成一个切面,然后注入到目标对象(具体业务逻辑)中去。

实现AOP的技术,主要分为两大类:一是采用动态代理技术,利用截取消息的方式,对该消息进行装饰,以取代原有对象行为的执行;二是采用静态织入的方式,引入特定的语法创建“方面”,从而使得编译器可以在编译期间织入有关“方面”的代码.

简单点解释,比方说你想在你的biz层所有类中都加上一个打印‘你好’的功能,这时就可以用aop思想来做.你先写个类写个类方法,方法经实现打印‘你好’,然后Ioc这个类 ref=“biz.*”让每个类都注入即可实现。

五、Spring中对 AOP的支持

Spring中 AOP代理由Spring IoC容器负责生成、管理,其依赖关系也由 IoC容器负责管理。因此,AOP代理可以直接使用容器中的其他 Bean实例作为目标,这种关系可由 IoC容器的依赖注入提供。Spring默认使用 Java动态代理来创建AOP代理,这样就可以为任何接口实例创建代理了。当需要代理的类不是代理接口的时候,Spring自动会切换为使用 CGLIB代理,也可强制使用 CGLIB。

5.1 程序员参与部分

AOP编程其实是很简单的事情。纵观 AOP编程,其中需要程序员参与的只有三个部分:

  1. 定义普通业务组件。
  2. 定义切入点,一个切入点可能横切多个业务组件。
  3. 定义增强处理,增强处理就是在AOP框架为普通业务组件织入的处理动作。

所以进行AOP编程的关键就是定义切入点和定义增强处理。一旦定义了合适的切入点和增强处理,AOP框架将会自动生成AOP代理,即:代理对象的方法 =增强处理 +被代理对象的方法

5.2 Spring中使用方式

基于 Annotation的“零配置”方式。

(1)启动注解,配置文件applicationContext.xml

<!-- 启动对@AspectJ注解的支持 -->       
<aop:aspectj-autoproxy/>  
<bean id="user" class="com.tgb.spring.aop.IUserImpl"/>  
<bean id="check" class="com.tgb.spring.aop.CheckUser"/>

(2)编写切面类

package com.tgb.spring.aop;  
import org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint;  
import org.aspectj.lang.annotation.After;  
import org.aspectj.lang.annotation.Around;  
import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;  
import org.aspectj.lang.annotation.Before;  
import org.aspectj.lang.annotation.Pointcut;  
  
@Aspect   
public class CheckUser {  
    @Pointcut("execution(* com.tgb.spring.aop.*.find*(..))")  
    public void checkUser(){  
      System.out.println("The System is Searching Information For You");  
    }  
   
    @Pointcut("execution(* com.tgb.spring.aop.*.add*(..))")  
    public void checkAdd(){  
        System.out.println("<< Add User >> Checking.....");  
    }  
      
    @Before("checkUser()")  
    public void beforeCheck(){  
        System.out.println(">>>>>>>> 准备搜查用户..........");  
    }  
      
    @After("checkUser()")  
    public void afterCheck(){  
        System.out.println(">>>>>>>> 搜查用户完毕..........");  
    }  
  
    @Before("checkAdd()")  
    public void beforeAdd(){  
        System.out.println(">>>>>>>> 增加用户--检查ing..........");  
    }  
      
    @After("checkAdd()")  
    public void afterAdd(){  
        System.out.println(">>> 增加用户--检查完毕!未发现异常!........");  
    }  
 
     //声明环绕通知    
    @Around("checkUser()")    
    public Object doAround(ProceedingJoinPoint pjp) throws Throwable {    
        System.out.println("进入方法---环绕通知");    
        Object o = pjp.proceed();    
        System.out.println("退出方法---环绕通知");    
        return o;    
    } 
}

(3)定义接口

package com.tgb.spring.aop;  
public interface IUser {  
    public String findUser(String username);  
    public void addUser(String username);  
    public void findAll();  
}

(4)定义实现

package com.tgb.spring.aop;  
import java.util.HashMap;  
import java.util.Map;  
public class IUserImpl implements IUser {  
    public static Map map = null;  
    public static void init(){  
        String[] list = {"Lucy", "Tom", "小明", "Smith", "Hello"};  
        Map tmp = new HashMap();  
        for(int i=0; i<list.length; i++){  
            tmp.put(list[i], list[i]+"00");  
        }  
        map = tmp;  
    }

    public void addUser(String username) {  
        init();  
        map.put(username, username+"11");  
        System.out.println("---【addUser】: "+username+" --------");  
        System.out.println("【The new List:"+map+"】");  
    }  
  
    public void findAll() {  
        init();  
        System.out.println("---------------【findAll】: "+map+" ------------------");  
    }  
  
    public String findUser(String username) {  
        init();  
        String password = "没查到该用户";  
        if(map.containsKey(username)){  
            password = map.get(username).toString();  
        }  
        System.out.println("-----------------【findUser】-----------------");  
        System.out.println("-----------Username:"+username+"------------");  
        System.out.println("-----【Result】:"+password+"--------");  
        return password;  
    }  
}

(5)测试

public class Test {  
    public static void main(String as[]){  
        BeanFactory factory = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");  
        IUser user = (IUser) factory.getBean("user");  
        user.findAll();  
        User u = new User();  
//      u.setUsername("Tom");  
//      user.findUser(u.getUsername());  
        /*u.setUsername("haha"); 
        user.addUser(u.getUsername());*/  
    }  
}

注:@Before是在所拦截方法执行之前执行一段逻辑。@After是在所拦截方法执行之后执行一段逻辑。@Around是可以同时在所拦截方法的前后执行一段逻辑。

以上是针对注解的方式来实现,那么配置文件也一样,只需要在applicationContext.xml中添加如下代码:

<!--  <aop:config>  
        <aop:pointcut id="find" expression="execution(* com.tgb.spring.aop.*.find*(..))" />  
        <aop:pointcut id="add"   expression="execution(* com.tgb.spring.aop.*.add*(..))" />  
        <aop:aspect id="checkUser" ref="check">  
            <aop:before method="beforeCheck" pointcut-ref="find"/>  
            <aop:after method="afterCheck" pointcut-ref="find"/>  
        </aop:aspect>  
          
        <aop:aspect id="checkAdd" ref="check">  
            <aop:before method="beforeAdd" pointcut-ref="add"/>  
            <aop:after method="afterAdd" pointcut-ref="add"/>  
        </aop:aspect>  
</aop:config>-->

 

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