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：BeanFactory和ApplicationContext,ApplicationContext是BeanFactory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>
        <!-- advisor是简化的切面，只能指定一个pointcut -->
		<aop:advisor advice-ref="thirdAdviceBean" order="3" pointcut="(within(com.wangjun.aop.xml.Hello))"/>

		<!-- 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/>和<aop:advisor/>标签就是切面，<aop:aspect/>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. 指定在com.wangjun.aop.xml包中任意类方法；

  2. 第一个*表示返回值不限，第二个*表示类名不限；

  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。

切入点表达是也可以用within, 比如上面的within(com.wangjun.aop.xml.Hello，与execution的区别在于within只能定义类级别的，execution可以定义的范围包括包名、方法修饰符、方法名、返回值、参数等任意粒度。参考：https://blog.csdn.net/qushaming/article/details/102618542

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动态代理和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. 构建AOP和IOC的demo；

  2. 安装spring工具套件STS；

  3. 使用无注解方式进行AOP；

  4. 使用xml配置方式进行AOP；

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