Spring如何实现IOC与AOP的

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Spring如何实现IOC与AOP的

阿秀a 2010-07-08 23:11:00 浏览526
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1、Spring IOC

    IoC DI

   首先想说说 IoCInversion of Control ,控制倒转)。这是 spring 的核心,贯穿始终。所谓 IoC ,对于 spring 框架来说,就是由 spring 来负责控制对象的生命周期和 对象间的关系。这是什么意思呢,举个简单的例子,我们是如何找女朋友的?常见的情况是,我们到处去看哪里有长得漂亮身材又好的 mm ,然后打听她们的兴趣爱 好、 qq 号、电话号、 ip 号、 iq……… ,想办法认识她们,投其所好送其所要,然后嘿嘿 …… 这个过程是复杂深奥的,我们必须自己设计和面对每个环节。传 统的程序开发也是如此,在一个对象中,如果要使用另外的对象,就必须得到它(自己 new 一个,或者从 JNDI 中查询一个),使用完之后还要将对象销毁(比 如 Connection 等),对象始终会和其他的接口或类藕合起来。

  那么 IoC 是如何做的呢?有点像通过婚介找女朋友,在我和女朋友之间引入了一个第三者:婚姻介绍所。婚介管理了很多男男女女的资料,我可以向婚 介提出一个列表,告诉它我想找个什么样的女朋友,比如长得像李嘉欣,身材像林熙雷,唱歌像周杰伦,速度像卡洛斯,技术像齐达内之类的,然后婚介就会按照我 们的要求,提供一个 mm ,我们只需要去和她谈恋爱、结婚就行了。简单明了,如果婚介给我们的人选不符合要求,我们就会抛出异常。整个过程不再由我自己控 制,而是有婚介这样一个类似容器的机构来控制。 Spring 所倡导的开发方式就是如此,所有的类都会在 spring 容器中登记,告诉 spring 你是个什 么东西,你需要什么东西,然后 spring 会在系统运行到适当的时候,把你要的东西主动给你,同时也把你交给其他需要你的东西。所有的类的创建、销毁都由 spring 来控制,也就是说控制对象生存周期的不再是引用它的对象,而是 spring 。对于某个具体的对象而言,以前是它控制其他对象,现在是所有对象 都被 spring 控制,所以这叫控制反转。如果你还不明白的话,我决定放弃。

IoC 的一个重点是在系统运行中,动态的向某个对象提供它所需要的其他对象。这一点是通过 DIDependency Injection ,依赖注入)来实现的。比如对象 A 需要操作数据库,以前我们总是要在 A 中自己编写代码来获得一个 Connection 对象,有了 spring 我们就只需要告诉 springA 中需要一个 Connection ,至于这个 Connection 怎么构造,何时构造, A 不需要知道。在系统 运行时, spring 会在适当的时候制造一个 Connection ,然后像打针一样,注射到 A 当中,这样就完成了对各个对象之间关系的控制。 A 需要依赖 Connection 才能正常运行,而这个 Connection 是由 spring 注入到 A 中的,依赖注入的名字就这么来的。那么 DI 是如何实现的呢? Java 1.3 之后一个重要特征是反射( reflection ),它允许程序在运行的时候动态的生成对象、执行对象的方法、改变对象的属性, spring 就是通过反射来实现注入的。关于反射的相关资料请查阅 java doc

 

IoC 是一个很大的概念,可以用不同的方式来实现。主要的实现形式有两种 :

依赖查找:容器提供回调接口和上下文环境给组件。 EJBApache Avalon 都是使用这种方式。

依赖注入:组件不做定位查询,只是提供普通的 Java 方法让容器去决定依赖关系。容器全权负责组件的装配,它会把符合依赖关系的对象通过 JavaBean 属性或者构造子传递给需要的对象。通过 JavaBean 属性注射依赖关系的做法称为设值方法注入( Setter Injection );将依赖关系作为构造子参数传入的做法称为构造子注入( Constructor Injection )。

附图说明:

 

spring_2.jpg

   

到这里,大家应该对 IoCDI 都有了初步的认识了。其实就 Spring 来说,就是 JavaBeanSpring 来管理组装,表面上看就少了几个 new 字,其实就是为了降低耦合度,这也是我们做软件的目标之一。

至于 Spring 是怎样实现 IoC 的, 《 expert one-on-one J2EE Development without EJB 中文版》第七章“ Spring 框架介绍”很详细的列举了多种方法。说实在,一下子看这么多,我真有点糊涂了。我还是自己写个 Demo 熟悉一下大名鼎鼎的 Spring 吧。

首先得下载 SpringSpring 网上有两种 Spring 包一种是 spring-framework-1.2.6-with-dependencies.zip ,另一种是 spring-framework-1.2.6.zip 。当然最好是下载 spring-framework-1.2.6-with-dependencies.zip 形式的,因为里面包括了更多的东东。 spring-framework-1.2.6-with-dependencies.zip 的下载地址是: http://prdownloads.sourceforge.net/springframework/spring-framework-1.2.6-with-dependencies.zip

下载下来,解压后,你会发现里面有很多 jar 文件。因为刚刚接触 Spring ,因此我只需要 spring-core.jarspring-framework-1.2.6/dist ),将其导入 eclipse 的构建路径中。另外, log 日志是需要的,这也是为了养成良好的编程习惯。将 log4j-1.2.9.jarspring-framework-1.2.6/lib/log4j )和 commons-logging.jarspring-framework-1.2.6/lib/jakarta-commons )导入到构建路径中。

准备就绪,开始写 Demo 了。

我的工程的结构是:

   spring_1.jpg

<!-- [if !supportLists]-->1、 <!-- [endif]-->log4j.properties 代码:

<!-- <br><br>Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)<br>http://www.CodeHighlighter.com/<br><br>-->log4j.rootLogger = Debug, stdout
log4j.appender.stdout
=
org.apache.log4j.ConsoleAppender
log4j.appender.stdout.layout
=
org.apache.log4j.PatternLayout
log4j.appender.stdout.layout.ConversionPattern
=% c{ 1 -   % m %
n

 

如何使用 Log4j ,请看我的另一篇转贴的文章: 如何使用 Log4J

 

<!-- [if !supportLists]-->2、 <!-- [endif]-->HelloBean 的代码:

<!-- <br><br>Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)<br>http://www.CodeHighlighter.com/<br><br>-->package  com;

public   class
 HelloBean {
    
private  String helloworld = " Hello!World! "
;
    
    
public
 String getHelloworld() {
        
return
 helloworld;
    }
    
    
public   void
 setHelloworld(String helloworld) {
        
this .helloworld  =
 helloworld;
    }
}


 

这是一个简单的 JavaBean ,有个 String 类型的 helloworld 属性,初始值是 "Hello!World!" 。  

<!-- [if !supportLists]-->3、 <!-- [endif]-->Bean.xml 代码:

<!-- <br><br>Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)<br>http://www.CodeHighlighter.com/<br><br>--><? xml version = " 1.0 "  encoding = " GBK " ?>
<! DOCTYPE beans PUBLIC  " -//SPRING/DTD BEAN/EN "  
    
" http://www.springframework.org/dtd/spring-beans.dtd " >


< beans >
   
< bean id = " helloBean "   class = " com.HelloBean " >
        
< property name = " helloworld " >
            
< value > Hello ! Rick </ value >
        
</ property >
   
</ bean >
</ beans >

 

        Spirng重点之一就是配置文件,上面是个相当简单的配置文件,我想大家都应该看得懂。最后就是写应用程序了。

4、 <!-- [endif]-->Test 的代码:

 

<!-- <br><br>Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)<br>http://www.CodeHighlighter.com/<br><br>-->package  com;

import  org.springframework.beans.factory. *
;
import
 org.springframework.beans.factory.xml.XmlBeanFactory;
import
 org.springframework.core.io.ClassPathResource;
import
 org.springframework.core.io.Resource;

public   class
 Test {

    
public   static   void
 main(String[] args) {
        
// 实例化JavaBean,主要是为了比较new对象和依赖注入两者的区别

        HelloBean hellobean = new  HelloBean();
        System.out.println(hellobean.getHelloworld());
        
        
// 通过Spring访问JavaBean组件

        Resource resource = new  ClassPathResource( " com/bean.xml " );
        BeanFactory factory
= new
 XmlBeanFactory(resource);
        hellobean
= (HelloBean)factory.getBean( " helloBean "
);
        System.out.println(hellobean.getHelloworld());
    }
}

    这个Demo很好的阐述了Spring的Ioc,其实就Spring而言,就是通过配置文件,让Spring如同一个管家一样来管理所有的Bean类。

    Spring的依赖注入相对复杂一点,主要是明白调用别的Bean,不是通过实例化对象来调用,而是告诉Spring,我需要什么Bean,然后Spring再向你的Bean里面注入你所需要的Bean对象。
    接下来说说代码实现,我只是在刚刚的例子上再添加一点东东。
    首先要增加一个HelloImp的接口,这是问什么呢,那你得问Spring,它定的规矩:JavaBean的实现要有两个部分,一个接口,一个默认实现。你不照做就不行。
    HelloImp代码:

     
<!-- <br><br>Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)<br>http://www.CodeHighlighter.com/<br><br>-->package  com;

public   interface
 HelloImp {
    
public   void
 getName();
}

   
    实现HelloImp的Hello代码:

  
<!-- <br><br>Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)<br>http://www.CodeHighlighter.com/<br><br>-->package  com;

public   class  Hello  implements
 HelloImp {
    
public   void
 getName(){
        System.out.println(
" Jack "
);
    }
}

         
    接着就是在 HelloBean 中调用 Hello 了。 Spring 的不同之处也在这体现出来。

<!-- <br><br>Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)<br>http://www.CodeHighlighter.com/<br><br>-->package  com;

public   class
 HelloBean {
    
private  String helloworld = " Hello!World! "
;
    
private  HelloImp hello;    // 注意这个私有对象是借口


    
public  String getHelloworld() {
        
return
 helloworld;
    }
    
    
public   void
 setHelloworld(String helloworld) {
        
this .helloworld  =
 helloworld;
    }
    
    
public   void  setHello(HelloImp hello) {
        
this .hello  =
 hello;
    }
    
  
public   void
 get(){
        
this
.hello.getName();
   }

}

    注意字体加粗的地方。

    配置文件也需要增加一点东西:

   
<!-- <br><br>Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)<br>http://www.CodeHighlighter.com/<br><br>--><? xml version = " 1.0 "  encoding = " GBK " ?>
<! DOCTYPE beans PUBLIC  " -//SPRING/DTD BEAN/EN "  
    
" http://www.springframework.org/dtd/spring-beans.dtd " >


< beans >
<! —注意引用的类是具体的类Hello -->
   
< bean id = " myHello "   class = " com.Hello " >
   
</ bean >
   
< bean id = " helloBean "   class = " com.HelloBean " >
        
< property name = " helloworld " >
            
< value > Hello ! Rick </ value >
        
</ property >
       
< property name = " hello " >
           
< ref bean = " myHello " ></ ref >
       
</ property >

   
</ bean >
</ beans >


    注意字体加粗的部分。

    最后在 Test 中添加一句 hellobean.get();
就可以看到结果了。

<!-- <br><br>Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)<br>http://www.CodeHighlighter.com/<br><br>-->package  com;

import  org.springframework.beans.factory. *
;
import
 org.springframework.beans.factory.xml.XmlBeanFactory;
import
 org.springframework.core.io.ClassPathResource;
import
 org.springframework.core.io.Resource;

public   class  Test {

    
public   static   void
 main(String[] args) {
        HelloBean hellobean
= new
 HelloBean();
        System.out.println(hellobean.getHelloworld());
        
        Resource resource
= new  ClassPathResource( " com/bean.xml "
);
        BeanFactory factory
= new
 XmlBeanFactory(resource);
        
        hellobean
= (HelloBean)factory.getBean( " helloBean "
);
        System.out.println(hellobean.getHelloworld());
        hellobean.get();
    }
}

到这,Spring的IoC和DI总算有了一定的认识,也算是敲开了Spring的大门了。

 

 

 

2、Spring AOP

  2.1 面向切面编程基础

  通常,系统由很多组件组成,每个组件负责一部分功能,然而,这些组件也经常带有一些除了核心功能之外的附带功能。系统服务如日志、事务管理和安全经常融入到一些其他功能模块中。这些系统服务通常叫做交叉业务,这是因为它们总是分布在系统的很多组件中。通过将这些业务分布在多个组件中,给我们的代码引入了双重复杂性。

  (1) 实现系统级业务的代码在多个组件中复制。这意味着如果你要改变这些业务逻辑,你就必须到各个模块去修改。就算把这些业务抽象成一个独立模块,其它模块只是调用它的一个方法,但是这个方法调用也还是分布在很多地方。

  (2) 组件会因为那些与自己核心业务无关的代码变得杂乱。一个向地址录中添加条目的方法应该只关心如何添加地址,而不是关心它是不是安全或支持事务的。

  此时,我们该怎么办呢?这正是AOP用得着的地方。AOP帮助我们将这些服务模块化,并把它们声明式地应用在需要它们的地方,使得这些组件更加专注于自身业务,完全不知道其它涉及到的系统服务。

  这里的概念切面,就是我们要实现的交叉功能,是应用系统模块化的一个方面或领域。切面的最常见例子就是日志记录。日志记录在系统中到处需要用到,利用继承来重用日志模块是不合适的,这样,就可以创建一个日志记录切面,并且使用AOP在系统中应用。下图展示了切面应用方式

 

图表 1 应用切面

  其中,通知Advice是切面的实际实现。连接点Joinpoint是应用程序执行过程中插入切面的地点,这个地点可以是方法调用,异常抛出,甚至可以是要修改的字段,切面代码在这些地方插入到你的应用流程中,添加新的行为。切入点 Pointcut定义了Advice应该应用在那些连接点,通常通过指定类名和方法名,或者匹配类名和方法名式样的正则表达式来指定切入点。

  2.2 AOP在Spring中的实现

  基于AOP,业界 存在各种各样的AOP实现,比如,JBoss AOP、Spring AOP、ASP ectJ、 Aspect Werkz等。各自实现的功能也不一样。AOP实现的强弱在很大程度上取决于连接点模型。目前,Spring只支持方法级的连接点。这和一些其他AOP框架不一样,如AspectJ和JBoss,它们还提供了属性接入点,这样可以防止你创建特别细致的通知,如对更新对象属性值进行拦截。然而,由于 Spring关注于提供一个实现J2EE 服务的框架,所以方法拦截可以满足大部分要求,而且Spring的观点是属性拦截破坏了封装,让Advice触发在属性值改变而不是方法调用上无疑是破坏了这个概念。

  Spring的AOP框架的关键点如下:

  (1)Spring实现了AOP联盟接口。在Spring AOP中,存在如下几种通知(Advice)类型

  Before通知:在目标方法被调用前调用,涉及接口org.springFramework .aop.MethodBeforeAdvice;

  After通知:在目标方法被调用后调用,涉及接口为org.springframework.aop.AfterReturningAdvice;

  Throws通知:目标方法抛出异常时调用,涉及接口org.springframework.aop.MethodBeforeAdvice;

  Around通知:拦截对目标对象方法调用,涉及接口为org.aopalliance.intercept.MethodInterceptor。

  (2)用Java 编写Spring通知,并在Spring的配置文件中,定义在什么地方应用通知的切入点。

  (3)Spring的运行时通知对象。代理Bean只有在第一次被应用系统需要的时候才被创建。如果你使用的是ApplicationContext,代理对象在BeanFactory载入所有Bean的时候被创建。Spring有两种代理创建方式。如果目标对象实现了一个或多个接口暴露的方法,Spring将使用JDK 的 java.lang.reflect.Proxy类创建代理。这个类让Spring动态产生一个新的类,它实现所需的接口,织入了通知,并且代理对目标对象的所有请求。如果目标对象没有实现任何接口,Spring使用CGLIB库生成目标对象的子类。在创建这个子类的时候,Spring将通知织入,并且将对目标对象的调用委托给这个子类。此时,需要将Spring发行包lib/cglib目录下的JAR文件发布到应用系统中。

  2.3 Spring AOP的优势

  借助于Spring AOP,Spring IoC能够很方便的使用到非常健壮、灵活的企业级服务,是因为Spring AOP能够提供如下几方面的优势:

  (1)允许开发者使用声明式企业服务,比如事务服务、安全性服务;EJB 开发者都知道,EJB组件能够使用J2EE容器提供的声明式服务,但是这些服务要借助于EJB容器,而Spring AOP却不需要EJB容器,借助于Spring的事务抽象框架就可以这些服务。

  (2)开发者可以开发满足业务需求的自定义切面;

  (3)开发Spring AOP Advice很方便。因为这些AOP Advice仅是POJO类,借助于Spring提供的ProxyFactoryBean,能够快速的搭建Spring AOP Advice。

  3、结语

  本文详细阐述了Spring背后的IoC原理和AOP技术,以实际成功项目为背景,抽取简短片断,展示了Spring架构J2EE应用系统的原理。Spring IoC借助于依赖注入机制,减轻了组件之间的依赖关系,同时也大大提高了组件的可移植性,组件得到了更多的重用机会。借助于Spring AOP,使得开发者能声明式、基于元数据访问企业级服务,AOP合理补充了OOP技术,Spring AOP合理地补充了Spring IoC容器。Spring IoC与Spring AOP组合,使得Spring成为成功的J2EE架构框架,并能与标准的EJB等标准对抗,EJB不再是必需品。Spring已经冲入了J2EE的核心,将引领整个J2EE开发、架构的方向。

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