Spring如何实现IOC与AOP的

1、Spring IOC

    IoC 与 DI

　　 首先想说说 IoC （ Inversion 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 号 ……… ，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 DI （ Dependency 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 spring ， A 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。 EJB 和 Apache 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：

 

   

到这里，大家应该对 IoC 与 DI 都有了初步的认识了。其实就 Spring 来说，就是 JavaBean 由 Spring 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 Spring 。 Spring 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.jar （ spring-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.jar （ spring-framework-1.2.6\lib\log4j ）和 commons-logging.jar （ spring-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：

  

<!-- [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。

 

评论

1 楼 bin_1715575332 2013-07-13  

讲得很形象，呵呵。