Spring基础之IoC与AOP

Spring是一个以IoC(Inversion of Control,控制反转)和AOP(Aspect Oriented Programming)为内核的框架。

IoC和DI

IoC是Spring的基础。IoC实现的是一种控制,简单地说,就是以前调用new构造方法来创建对象,现在变成了使用Spring来创建对象。DI(Dependency Inject,依赖注入)与IoC的含义相同,从两个角度描述同一个概念。简单地说,DI就是对象的属性,已经被注入好相关值,直接使用即可。

IoC是Inversion of Control的缩写,译为“控制反转”,还有的译为“控制反向”或者“控制倒置”。

在面向对象传统编程方式中,获取对象的方式通常是用new关键字主动创建一个对象。Spring中的IoC方式对象的生命周期由Spring框架提供的IoC容器来管理,直接从IoC容器中获取一个对象,控制权从应用程序交给了IoC容器

IoC理论上是借助于“第三方”实现具有依赖关系对象之间的解耦,即把各个对象类封装之后,通过IoC容器来关联这些对象类。这样对象与对象之间就通过IoC容器进行联系,而对象与对象之间没有什么直接联系。

当对象A实例化和运行时,如果需要对象B,IoC容器就会主动创建一个对象B注入(依赖注入)到对象A所需要的地方。由此,对象A获得依赖对象B的过程,由主动行为变成被动行为,即把创建对象交给了IoC容器处理,控制权颠倒过来了,这就是所谓的控制反转

DI是Dependency Inject的缩写,译为“依赖注入”。所谓依赖注入,就是由IoC容器在运行期间动态地将某种依赖关系注入对象之中。例如,将对象B注入(赋值)给对象A的成员变量。

事实上,依赖注入(DI)和控制反转(IoC)是对同一件事情的不同描述,依赖注入是从应用程序的角度描述,即应用程序依赖容器创建并注入它所需要的外部资源;而控制反转是从容器的角度描述,即容器控制应用程序,由容器反向地向应用程序注入应用程序所需要的外部资源。这里所说的外部资源可以是外部实例对象,也可以是外部文件对象等

注入方法

IoC/DI通常有setter(设置)注入和构造方法注入两种实现方式

•  属性setter()方法注入:IoC容器使用setter()方法注入被依赖的实例。通过调用无参构造器或无参静态工厂方法实例化Bean后,调用该Bean的setter()方法,即可实现基于setter()方法的依赖注入。该方式简单、直观,而且容易理解,所以Spring的设置注入被大量使用。
•  构造方法注入:IoC容器使用构造方法注入被依赖的实例。基于构造方法的依赖注入通过调用带参数的构造方法来实现,每个参数代表着一个依赖。

核心容器

Spring框架提供的两种核心容器分别是BeanFactory和ApplicationContext。

Spring框架的两个最基本和最重要的包是org.springframework.beans.factory(该包中的主要接口是BeanFactory)和org.springframework.context(该包中的主要接口是ApplicationFactory)。

Spring IoC框架的主要组件有Beans、配置文件applicationContext.xml、BeanFactory接口及其相关类、ApplicationContext接口及其相关类。

(1)Beans是指项目中提供业务功能的Bean,即容器要管理的Bean。Beans就是一个常见的JavaBean、Java类。

(2)在Spring中对Bean的管理是在配置文件中进行的。在Spring容器内编辑配置文件管理Bean又称为Bean的装配,实际上装配就是告诉容器需要哪些Bean,以及容器是如何使用IoC将它们配合起来的。Bean的配置文件是一个XML文件,可以命名为applicationContext.xml或其他,一般习惯使用applicationContext.xml。

配置文件包含Bean的id、类、属性及其值,包含一个元素和数个子元素。Spring IoC框架可根据Bean的id从Bean配置文件中取得该Bean的类,并生成该类的一个实例对象,继而从配置文件中获得该对象的属性和值。例如元素的子元素,其name属性表示Bean实例中的相应属性名,ref属性用于指定其属性值元素的子元素,用于调用Bean实例中的setUserDao()方法完成属性赋值,从而实现依赖注入。其name属性表示Bean实例中的相应属性名,ref属性用于指定其属性值

(3)BeanFactory采用了工厂设计模式,即Bean容器模式,负责读取Bean的配置文件,管理对象的生成、加载,维护Bean对象与Bean对象之间的依赖关系,负责Bean的生命周期。对于简单的应用程序来说,使用BeanFactory就已经足够管理Bean了,在对象的管理上可以获得许多便利性。

org.springframework.beans.factory.BeanFactory是一个顶级接口,包含管理Bean的各种方法

org.springframework.beans.factory.xml.XmlBeanFactory是BeanFactory常用的实现类,根据配置文件中的定义装载Bean。要创建XmlBeanFactory,需要传递一个FileInputStream对象,该对象把XML文件提供给工厂。代码可以写成:

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BeanFactory factory=new XmlBeanFactory( new FileInputStream("applicationContext.xml "));

BeanFactory的常用方法如下:
•  getBean(String name):可根据Bean的id生成该Bean的对象。
•  getBean(String name,Class requiredType):可根据Bean的id和相应类生成该Bean的对象。

(4)ApplicationContext接口提供高级功能的容器,基本功能与BeanFactory很相似,但它还有以下功能:
•  提供访问资源文件更方便的方法。
•  支持国际化消息。
•  提供文字消息解析的方法。
•  可以发布事件,对事件感兴趣的Bean可以接收到这些事件。

ApplicationContext接口的常用实现类有以下3个。
•  FileSystemXmlApplicationContext:从文件系统中的XML文件加载上下文中定义的信息。
•  ClassPathXmlApplicationContext:从类路径中的XML文件加载上下文中定义的信息,把上下文定义的文件当成类路径资源。
•  XmlWebApplicationContext:从Web系统中的XML文件加载上下文中定义的信息。

其中,FileSystemXmlApplicationContext和ClassPathXmlApplicationContext的代码编写如下:

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ApplicationContext context=new FileSystemXmlApplicationContext("d:/applicationContext.xml");
ApplicationContext context=new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml ");

Beans

作用域

在Spring配置文件中,Bean的作用域是通过元素的scope属性来指定的,该属性值可以设置为singleton、prototype、request、session、globalSession、application、websocket七个值

singleton是Spring容器默认的作用域,当Bean的作用域为singleton时,Spring容器就只会存在一个共享的Bean实例,并且所有对Bean的请求,只要id与该Bean的id属性相匹配,就会返回同一个Bean的实例。singleton作用域对于无会话状态的Bean(如Dao组件、Service组件)来说是最理想的选择

对需要保持会话状态的Bean应用使用prototype作用域。在使用prototype作用域时,Spring容器会为每个对该Bean的请求都创建一个新的实例

装配方式

Spring容器支持多种形式的Bean装配方式,如基于XML的装配、基于Annotation(注解)的装配和自动装配等

基于xml的装配

Spring提供了两种基于XML的装配方式:设值注入(Setter Injection)和构造注入(Constructor Injection)

在Spring实例化Bean的过程中,Spring首先会调用Bean的默认构造方法来实例化Bean对象,然后通过反射的方式调用setter()方法来注入属性值。因此,设值注入要求一个Bean必须满足以下两点要求:
•  Bean类必须提供一个默认的无参构造方法。
•  Bean类必须为需要注入的属性提供对应的setter()方法。

使用设值注入时,在Spring配置文件中需要使用元素的子元素来为每个属性注入值;而使用构造注入时,在配置文件中需要使用元素的子元素来定义构造方法的参数,可以使用其value属性(或子元素)来设置该参数的值。

基于注解的装配

注解将类标识为Spring中的Bean,Spring注解提供了一种高效的注解配置方式(对包路径下的所有Bean文件进行扫描)
@Repository、@Service和@Controller的功能与@Component注解的功能相同,但为了使标注类本身用途更加清晰,建议在实际开发中使用@Repository、@Service和@Controller分别对实现类进行标注

自动装配

Spring的元素中包含一个autowire属性,我们可以通过设置autowire的属性值来自动装配Bean。所谓自动装配,就是将一个Bean自动注入其他Bean的Property中

AOP

AOP的全称是Aspect-Oriented Programming,即面向切面编程(也称面向方面编程),是面向对象编程(OOP)的一种补充,目前已成为一种比较成熟的编程方式。

在AOP思想中,通过Aspect(切面)可以分别在不同类的方法中加入事务、日志、权限和异常等功能。

Aspect(切面)

在实际应用中,切面通常是指封装的用于横向插入系统功能(如事务、日志等)的类,该类要被Spring容器识别为切面,需要在配置文件中通过元素指定。

在Spring的配置文件中,配置切面使用的是aop:aspect元素,该元素会将一个已定义好的Spring Bean转换成切面Bean,所以要在配置文件中先定义一个普通的Spring Bean(如上述代码中定义的myAspect)。定义完成后,通过aop:aspect元素的ref属性即可引用该Bean。

Joinpoint(连接点)

在程序执行过程中的某个阶段点,它实际上是对象的一个操作,例如方法的调用或异常的抛出。在Spring AOP中,连接点就是指方法的调用。

Pointcut(切入点)

指切面与程序流程的交叉点,即那些需要处理的连接点。通常在程序中,切入点指的是类或者方法名,如某个通知要应用到所有以add开头的方法中,那么所有满足这一规则的方法都是切入点。

aop:pointcut元素作为aop:config元素的子元素定义时,表示该切入点是全局切入点,可以被多个切面所共享;当aop:pointcut元素作为aop:aspect元素的子元素时,表示该切入点只对当前切面有效。在定义aop:pointcut元素时,通常会指定id和expression两个属性

express格式 :

execution(modifiers-pattern? ret-type-pattern declaring-type-pattern?name-pattern(param-pattern) throws-pattern?

带有问号(?)的部分表示可选配置项,其他部分属于必须配置项。

其他

•  Advice(通知增强处理):AOP框架在特定的切入点执行增强处理,即在定义好的切入点处所要执行的程序代码。可以将其理解为切面类中的方法,它是切面的具体实现。
•  Target Object(目标对象):是指所有被通知的对象,也称为被增强对象。如果AOP框架采用的是动态的AOP实现,那么该对象就是一个被代理对象。
•  Proxy(代理):将通知应用到目标对象之后,被动态创建的对象。
•  Weaving(织入):将切面代码插入目标对象上,从而生成代理对象的过程。

基于XML的声明式AspectJ

通过XML文件来定义切面、切入点及通知,Spring配置文件中的元素下可以包含多个aop:config元素,一个aop:config元素中又可以包含属性和子元素,其子元素包括aop:pointcutaop:advisoraop:aspect。在配置时,这3个子元素必须按照此顺序来定义。

基于注解的声明式AspectJ

使用@Aspect注解定义了切面类,由于该类在Spring中是作为组件使用的,因此还需要添加@Component注解才能生效。然后使用@Pointcut注解来配置切入表达式,并通过定义方法来表示切入点名称。接下来在每个通知相应的方法上添加了相应的注解,并将切入点名称作为参数传递给需要执行增强的通知方法。如果需要其他参数(如异常通知的异常参数),可以根据代码提示传递相应的属性值。