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Spring入门AOP和IOC

1. 概述

Spring框架的核心有两个:
  • Spring容器作为超级大工厂,负责管理、创建所有的Java对象,这些Java对象被称为Bean。
  • Spring容器管理容器中Bean之间的依赖关系,使用一种叫做“依赖注入”的方式来管理bean之间的依赖关系。
Spring有两个核心接口:BeanFactoryApplicationContext,ApplicationContextBeanFactory的子接口、它们都可以代表Spring容器,Spring容器是生成Bean实例的工厂,并管理容器中的Bean。建议优先使用ApplicationContext。除非对内存非常关键的应用再考虑使用BeanFactory。当系统创建ApplicationContext的时候,默认会预初始化所有Singleton Bean,这就意味着前期创建ApplicationContext时将有较大的性能开销,但一旦ApplicationContext初始化完成,程序后面获取singleton Bean实例时,就拥有较好的性能。为<bean/>元素指定lazy-init="true"那么就不会预初始化Singleton bean了。

2. IOC

Inversion Of Control,控制反转,也可以叫依赖注入。A对象需要调用B对象的方法的情景,这种情形称为依赖,即A对象依赖B对象。使用依赖注入不仅可以为Bean对象注入普通的属性值,还可以注入其他Bean引用。通过这种依赖注入,Java EE应用中的各种组件不需要以硬编码方式耦合在一起,甚至无需使用工厂模式。当某个Java实例需要其他Java实例时,系统自动提供所需要的实例,无需程序显式获取。

2.1 依赖注入的好处

先来说说传统使用java实例的不足,一般有两种方式:
  • 通过new关键字实例化一个对象;
  • 通过工厂模式生产一个实例对象;
第一种方式必然导致调用者和被依赖对象存在硬编码耦合,非常不利于项目升级的维护;第二种比第一种好很多,但是调用组件需要主动通过工厂去获取被依赖的对象,这就会带来调用组件与被依赖工厂的耦合。
那么IOC有什么好处呢?
调用者无需主动获取被依赖的对象,只要被动接受Spring容器为调用者的成员变量即可。总体来说就是主动变为被动,所以被称为控制反转。

2.2 依赖注入的场景

依赖注入一般有以下两种:
  • 设值注入:IoC容器使用成员变量的setter方法来注入被依赖对象;
  • 构造注入:IoC容器通过构造器来注入被依赖对象;
建议采用设值注入为主,构造注入为辅的注入策略。对于依赖关系无需变化的注入,尽量采用构造注入;而其他依赖关系的注入,则考虑采用设值注入。
除了这两种依赖注入的方式还有一种接口注入的方式,这种方式使用的场景较少,主要是为了应对资源不是来自自身系统,而是来自外界的情况,比如数据库的连接资源可以在tomcat下配置,然后通过JNDI的形式获取它。
使用IoC容器的三个基本要点:
  • 应用程序的各组件面向接口编程,这样就可以将组件之间的耦合关系提升到接口层次,从而有有利于项目后期的发展;
  • 应用程序的各组件不再由程序主动创建,而是由Spring容器来负责产生并初始化;
  • Spring采用配置文件或注解来管理Bean的实现类、依赖关系,Spring容器则根据配置文件或注解,利用反射来创建实例,并为之注入依赖关系。

2.3 装配bean的方式

装配bean的方式一共有两种:
  • 通过xml配置:这种方式最直观清晰,通过bean标签完成一个bean的装配。
  • 通过注解配置:使用@Component等注解装配一个bean。使用@Autowired可以自动装配。
使用哪种装配方式看情况而定,如果是自身项目优先使用注解方式,对于引入的第三方包尽量使用xml方式。更加清晰和明朗。

3. AOP

Aspect Oriented Programming,面向切面编程,用于在模块化方面的横切关注点。AOP和OOP(Object Oriented Programming)互为补充,可以这么理解:面向对象编程是从静态角度纵向考虑程序结构,面向切面编程则是从动态角度横向考虑运行过程。比如一个日记记录的功能,代码往往水平的散落在所有对象中,与被散布的对象的核心功能没什么关系,这种散布在各个对象中的无关代码被称为“横切代码”,在OOP的设计中,它导致了大量代码的重复,从而不利于各个模块的复用。
简单的说,它是一个拦截器可以拦截一些过程,当一个方法执行,Spring AOP可以拦截一个方法的执行,在这个方法执行的前后添加一些功能。是一个典型代理模式的应用。
AOP中的一些术语
  • 切面(Aspect):切面组织多个Advice,Advice放在切面中定义。
  • 连接点(JoinPoint):程序执行过程中明确的点,如方法的调用,或者异常的抛出,在Spring AOP中,连接点总是方法的调用。
  • 增强处理(Advice):AOP框架在特定的切入点执行的增强处理,处理有“before”、“after”、“after-returning”、“around”、“after-throwing”等;
  • 切入点(Pointcut):可以插增强处理的连接点。当某个连接点满足指定要求时,该连接点将被添加增强处理(Advice),该连接点也就变成了切入点。
以一个bean配置为例:
<aop:config>
<!-- order:指定切面bean的优先级,值越小,优先级越高 -->
<aop:aspect id="fourAdviceAspect" ref="fourAdviceBean" order="2">
<aop:around method="processTask" pointcut="execution(* com.wangjun.aop.xml.*.*(..))"/>
<aop:before method="authority" pointcut="execution(* com.wangjun.aop.xml.*.*(..))"/>
<aop:after-returning method="log" returning="rvt" pointcut="execution(* com.wangjun.aop.xml.*.*(..))"/>
</aop:aspect>
</aop:config>
其中<aop:aspect/>标签就是切面,此标签下面的<aop:around/><aop:before/>这些就是增强处理,那么在哪里进行增强处理呢?pointcut属性就定义了切入点,也就是在哪里进行增强处理。这里的表达式比如execution(* com.wangjun.aop.xml.*.*(..))含义如下:
  1. 1.
    指定在com.wangjun.aop.xml包中任意类方法;
  2. 2.
    第一个*表示返回值不限,第二个*表示类名不限;
  3. 3.
    第三个*表示方法名不限,圆括号中的(..)表示任意个数、类型不限的形参。
还有一些术语:
  • 引入:将方法或字段添加到被处理的类中。Spring允许将新的接口引入到任何被处理的对象中,例如,你可以使用一个引入,使任何对象实现isModify接口,以此来简化缓存。
  • 目标对象:被AOP框架增强处理的对象。如果AOP采用的是动态AOP实现,那么该对象就是一个被代理的对象;
  • AOP代理:AOP框架创建的对象,也可以是cglib代理,代理就是堆目标对象的加强。
  • 织入(Weaving):将增强处理添加到目标对象中,并创建一个被增强的对象的过程就是织入。Spring和其他纯javaAOP框架一样,在运行时完成织入。
使用场景
日志记录、审计、声明式事务、安全性和缓存等。
AspectJ和Spring AOP的区别
正好代表了实现AOP的两种方式:
AspectJ是静态实现AOP的,即在编译阶段对程序进行修改,需要特殊的编译器,具有较好的性能;
Spring AOP是动态实现AOP的,即在运行阶段动态生成AOP代理,纯java实现,因此无需特殊的编译器,但是通常性能较差。
目前Spring已经对AspectJ进行了很好的集成。
Spring实现AOP的方式
  • 基于注解的“零配置”方式:使用@Aspect、@Pointcut等注解标注切入点和增强处理;
  • 基于XML配置文件的管理方式:使用Spring配置文件来定义切入点和增强处理;
Spring AOP的动态代理
所谓的动态代理就是说AOP框架不会去修改字节码,而是在内存中临时为方法生成一个AOP对象,这个AOP对象包含了目标对象的全部方法,并且在特定的切点做了增强处理,并回调原对象的方法。
Spring AOP中的动态代理主要有两种方式,JDK动态代理CGLIB动态代理。JDK动态代理通过反射来接收被代理的类,并且要求被代理的类必须实现一个接口。JDK动态代理的核心是InvocationHandler接口和Proxy类。
如果目标类没有实现接口,那么Spring AOP会选择使用CGLIB来动态代理目标类。CGLIB(Code Generation Library),是一个代码生成的类库,可以在运行时动态的生成某个类的子类,注意,CGLIB是通过继承的方式做的动态代理,因此如果某个类被标记为final,那么它是无法使用CGLIB做动态代理的。

4. 学习路径

  1. 1.
    构建AOP和IOC的demo;
  2. 2.
    安装spring工具套件STS;
  3. 3.
    使用无注解方式进行AOP;
  4. 4.
    使用xml配置方式进行AOP;
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1. 概述
2. IOC
2.1 依赖注入的好处
2.2 依赖注入的场景
2.3 装配bean的方式
3. AOP
4. 学习路径