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Spring IOC、DI、AOP原理和实现

2014-02-28 10:07 281 查看

（1）Spring IOC原理

IOC的意思是控件反转也就是由容器控制程序之间的关系，把控件权交给了外部容器，之前的写法，由程序代码直接操控，而现在控制权由应用代码中转到了外部容器，控制权的转移是所谓反转。网上有一个很形象的比喻：

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。

 （2）DI（Dependency Injection，依赖注入）

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。

下面来模拟下IOC和DI的实现原理。
项目的结构图如下：1、首先定义DAO接口和接口的实现类

[java] view plain copy print ?package com.dao;

public interface PersonDAO {
    public void save();
}

package com.dao;

public interface PersonDAO {
public void save();
}

[java]
view plaincopy print ?

package com.dao.impl;

import com.dao.PersonDAO;

public class PersonDaoImpl implements PersonDAO {

    @Override
    public void save() {
        System.out.println("保存");
    }

}

package com.dao.impl;

import com.dao.PersonDAO;

public class PersonDaoImpl implements PersonDAO {

@Override
public void save() {
System.out.println("保存");
}

}

2、创建一个Junit测试类

[java]
view plaincopy print ?

package com.test;

import org.junit.Test;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;

import com.dao.PersonDAO;
import com.myUtil.MyClassPathXmlApplicationContext;
import com.service.PersonService;


public class PersonTest {

    @Test
    public void instanceSpring1(){
        /**
         *
         * spring 的实现
         */
        //IOC
        ApplicationContext ac = new ClassPathXmlApplicationContext("beans.xml");
        PersonDAO pd = (PersonDAO) ac.getBean("personDAO");
        pd.save();
        //DI
        PersonService ps = (PersonService) ac.getBean("personService");
        ps.save();
    }

    @Test
    public void instanceSpring2(){

        /**
         * 我的实现
         *
         */
        MyClassPathXmlApplicationContext mac = new MyClassPathXmlApplicationContext("beans.xml");
        PersonDAO mpd = (PersonDAO) mac.getBean("personDAO");
        mpd.save();
        //DI
        PersonService ps = (PersonService) mac.getBean("personService");
        ps.save();
    }

}

package com.test;

import org.junit.Test;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;

import com.dao.PersonDAO;
import com.myUtil.MyClassPathXmlApplicationContext;
import com.service.PersonService;

public class PersonTest {

@Test
public void instanceSpring1(){
/**
*
* spring 的实现
*/
//IOC
ApplicationContext ac = new ClassPathXmlApplicationContext("beans.xml");
PersonDAO pd = (PersonDAO) ac.getBean("personDAO");
pd.save();
//DI
PersonService ps = (PersonService) ac.getBean("personService");
ps.save();
}

@Test
public void instanceSpring2(){

/**
* 我的实现
*
*/
MyClassPathXmlApplicationContext mac = new MyClassPathXmlApplicationContext("beans.xml");
PersonDAO mpd = (PersonDAO) mac.getBean("personDAO");
mpd.save();
//DI
PersonService ps = (PersonService) mac.getBean("personService");
ps.save();
}

}

方法instanceSpring1为Spring中的实现用到ClassPathXmlApplicationContext类，要实现IOC的原理要定义自己

的MyClassPathXmlApplicationContext首先读出beans.xml中的配置信息，通过反射机制实现bean,最后注入所需要的
bean。

[java]
view plaincopy print ?

package com.myUtil;
import java.beans.Introspector;
import java.beans.PropertyDescriptor;
import java.lang.reflect.Method;
import java.net.URL;
import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import org.dom4j.Document;
import org.dom4j.Element;
import org.dom4j.io.SAXReader;

public class MyClassPathXmlApplicationContext {
    // xml所有的属性
    private ArrayList<BeanDefinition> beanDefinitions = new ArrayList<BeanDefinition>();
    // xml中所有的bean
    private Map<String, Object> sigletons = new HashMap<String, Object>();

    public MyClassPathXmlApplicationContext(String file) {
        readXml(file);
        instanceBeans();
        instanceObject();
    }

    /**
     * 注入
     */
    private void instanceObject() {
        for (BeanDefinition beanDefinition : beanDefinitions) {
            //判断有没有注入属性
            if (beanDefinition.getProperty() != null) {
                Object bean = sigletons.get(beanDefinition.getId());
                if (bean != null) {
                    try {
                        //得到被注入bean的所有的属性
                        PropertyDescriptor[] ps = Introspector.getBeanInfo(bean.getClass()).getPropertyDescriptors();
                        //得到所有的注入bean属性
                        for(PropertyDefinition propertyDefinition:beanDefinition.getProperty()){
                            for(PropertyDescriptor propertyDescriptor:ps){
                                if(propertyDescriptor.getName().equals(propertyDefinition.getName())){
                                    Method setter = propertyDescriptor.getWriteMethod();//获取set方法
                                    if(setter!=null){
                                        setter.setAccessible(true);//得到private权限
                                        //注入属性
                                        setter.invoke(bean, sigletons.get(propertyDefinition.getRef()));
                                    }
                                    break;
                                }
                            }
                        }
                    } catch (Exception e) {
                        // TODO Auto-generated catch block
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }
    }

    /**
     * 实例所有的bean
     */
    private void instanceBeans() {
        for (int i = 0; i < beanDefinitions.size(); i++) {
            BeanDefinition bd = beanDefinitions.get(i);
            try {
                try {
                    if (bd.getClassName() != null
                            && !bd.getClassName().equals(""))
                        sigletons.put(bd.getId(), Class.forName(
                                bd.getClassName()).newInstance());
                } catch (InstantiationException e) {
                    // TODO Auto-generated catch block
                    e.printStackTrace();
                } catch (IllegalAccessException e) {
                    // TODO Auto-generated catch block
                    e.printStackTrace();
                }
            } catch (ClassNotFoundException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    /**
     * 读xml
     *
     * @param file
     */
    private void readXml(String file) {
        try {
            SAXReader reader = new SAXReader(); // 使用SAX方式解析XML
            URL xmlPath = this.getClass().getClassLoader().getResource(file);
            Document doc = reader.read(xmlPath);
            Element root = doc.getRootElement(); // 取得根节点
            List<Element> beans = root.elements();
            for (Element element : beans) {
                String id = element.attributeValue("id");// id;
                String clazz = element.attributeValue("class");
                BeanDefinition bd = new BeanDefinition(id, clazz);
                // 读取子元素
                if (element.hasContent()) {
                    List<Element> propertys = element.elements();
                    for (Element property : propertys) {
                        String name = property.attributeValue("name");
                        String ref = property.attributeValue("ref");
                        PropertyDefinition pd = new PropertyDefinition(name,
                                ref);
                        bd.getProperty().add(pd);
                    }
                }
                beanDefinitions.add(bd);
            }
        } catch (Exception e) {
            // TODO: handle exception
        }
    }

    /**
     * 通过名字得到bean
     *
     * @param str
     * @return
     */
    public Object getBean(String str) {
        return sigletons.get(str);
    }

}

package com.myUtil;
import java.beans.Introspector;
import java.beans.PropertyDescriptor;
import java.lang.reflect.Method;
import java.net.URL;
import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import org.dom4j.Document;
import org.dom4j.Element;
import org.dom4j.io.SAXReader;

public class MyClassPathXmlApplicationContext {
// xml所有的属性
private ArrayList<BeanDefinition> beanDefinitions = new ArrayList<BeanDefinition>();
// xml中所有的bean
private Map<String, Object> sigletons = new HashMap<String, Object>();

public MyClassPathXmlApplicationContext(String file) {
readXml(file);
instanceBeans();
instanceObject();
}

/**
* 注入
*/
private void instanceObject() {
for (BeanDefinition beanDefinition : beanDefinitions) {
//判断有没有注入属性
if (beanDefinition.getProperty() != null) {
Object bean = sigletons.get(beanDefinition.getId());
if (bean != null) {
try {
//得到被注入bean的所有的属性
PropertyDescriptor[] ps = Introspector.getBeanInfo(bean.getClass()).getPropertyDescriptors();
//得到所有的注入bean属性
for(PropertyDefinition propertyDefinition:beanDefinition.getProperty()){
for(PropertyDescriptor propertyDescriptor:ps){
if(propertyDescriptor.getName().equals(propertyDefinition.getName())){
Method setter = propertyDescriptor.getWriteMethod();//获取set方法
if(setter!=null){
setter.setAccessible(true);//得到private权限
//注入属性
setter.invoke(bean, sigletons.get(propertyDefinition.getRef()));
}
break;
}
}
}
} catch (Exception e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
}
}
}

/**
* 实例所有的bean
*/
private void instanceBeans() {
for (int i = 0; i < beanDefinitions.size(); i++) {
BeanDefinition bd = beanDefinitions.get(i);
try {
try {
if (bd.getClassName() != null
&& !bd.getClassName().equals(""))
sigletons.put(bd.getId(), Class.forName(
bd.getClassName()).newInstance());
} catch (InstantiationException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
} catch (IllegalAccessException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
} catch (ClassNotFoundException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
}

/**
* 读xml
*
* @param file
*/
private void readXml(String file) {
try {
SAXReader reader = new SAXReader(); // 使用SAX方式解析XML
URL xmlPath = this.getClass().getClassLoader().getResource(file);
Document doc = reader.read(xmlPath);
Element root = doc.getRootElement(); // 取得根节点
List<Element> beans = root.elements();
for (Element element : beans) {
String id = element.attributeValue("id");// id;
String clazz = element.attributeValue("class");
BeanDefinition bd = new BeanDefinition(id, clazz);
// 读取子元素
if (element.hasContent()) {
List<Element> propertys = element.elements();
for (Element property : propertys) {
String name = property.attributeValue("name");
String ref = property.attributeValue("ref");
PropertyDefinition pd = new PropertyDefinition(name,
ref);
bd.getProperty().add(pd);
}
}
beanDefinitions.add(bd);
}
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
}
}

/**
* 通过名字得到bean
*
* @param str
* @return
*/
public Object getBean(String str) {
return sigletons.get(str);
}

}

读取所的bean实体

[java]
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package com.myUtil;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class BeanDefinition {
    private String id;
    private String className;
    private List<PropertyDefinition> property = new ArrayList<PropertyDefinition>();

    public BeanDefinition(String id, String className) {
        super();
        this.id = id;
        this.className = className;
    }

    public String getId() {
        return id;
    }

    public void setId(String id) {
        this.id = id;
    }

    public String getClassName() {
        return className;
    }

    public void setClassName(String className) {
        this.className = className;
    }

    public List<PropertyDefinition> getProperty() {
        return property;
    }

    public void setProperty(List<PropertyDefinition> property) {
        this.property = property;
    }

}

package com.myUtil;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class BeanDefinition {
private String id;
private String className;
private List<PropertyDefinition> property = new ArrayList<PropertyDefinition>();

public BeanDefinition(String id, String className) {
super();
this.id = id;
this.className = className;
}

public String getId() {
return id;
}

public void setId(String id) {
this.id = id;
}

public String getClassName() {
return className;
}

public void setClassName(String className) {
this.className = className;
}

public List<PropertyDefinition> getProperty() {
return property;
}

public void setProperty(List<PropertyDefinition> property) {
this.property = property;
}

}

注入属性实体

[java]
view plaincopy print ?

package com.myUtil;

public class PropertyDefinition {
    private String name;
    private String ref;

    public PropertyDefinition(String name, String ref) {
        this.name = name;
        this.ref = ref;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getRef() {
        return ref;
    }

    public void setRef(String ref) {
        this.ref = ref;
    }

}

package com.myUtil;

public class PropertyDefinition {
private String name;
private String ref;

public PropertyDefinition(String name, String ref) {
this.name = name;
this.ref = ref;
}

public String getName() {
return name;
}

public void setName(String name) {
this.name = name;
}

public String getRef() {
return ref;
}

public void setRef(String ref) {
this.ref = ref;
}

}

业务接口和实现类

[java]
view plaincopy print ?

package com.service;

public interface PersonService {
    public void save();
}

package com.service;

public interface PersonService {
public void save();
}

[java]
view plaincopy print ?

package com.service.impl;

import com.dao.PersonDAO;
import com.service.PersonService;

public class PersonServiceImpl implements PersonService{
    private PersonDAO pdo;

    public PersonDAO getPdo() {
        return pdo;
    }

    public void setPdo(PersonDAO pdo) {
        this.pdo = pdo;
    }

    @Override
    public void save() {
        pdo.save();
    }

}

package com.service.impl;

import com.dao.PersonDAO;
import com.service.PersonService;

public class PersonServiceImpl implements PersonService{
private PersonDAO pdo;

public PersonDAO getPdo() {
return pdo;
}

public void setPdo(PersonDAO pdo) {
this.pdo = pdo;
}

@Override
public void save() {
pdo.save();
}

}

beans.xml配置

[java]
view plaincopy print ?

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
    xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
    xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
           http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-2.5.xsd">

    <bean id="personDAO" class="com.dao.impl.PersonDaoImpl"></bean>
    <bean id="personService" class="com.service.impl.PersonServiceImpl">
        <property name="pdo" ref="personDAO"></property>
    </bean>
</beans>

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-2.5.xsd"> 
<bean id="personDAO" class="com.dao.impl.PersonDaoImpl"></bean>
<bean id="personService" class="com.service.impl.PersonServiceImpl">
<property name="pdo" ref="personDAO"></property>
</bean>
</beans>

(3)AOP面向切面

AOP是OOP的延续，是（Aspect Oriented Programming）的缩写，意思是面向切面编程。要理解AOP首先得弄明白代理的概念。对于代理看下点击打开链接这篇文章。

AOP（Aspect Orient Programming），作为面向对象编程的一种补充，广泛应用于处理一些具有横切性质的系统级服务，如事务管理、安全检查、缓存、对象池管理等。 AOP 实现的关键就在于 AOP 框架自动创建的 AOP 代理，AOP 代理则可分为静态代理和动态代理两大类，其中静态代理是指使用 AOP 框架提供的命令进行编译，从而在编译阶段就可生成 AOP 代理类，因此也称为编译时增强；而动态代理则在运行时借助于 JDK 动态代理、CGLIB
等在内存中"临时"生成 AOP 动态代理类，因此也被称为运行时增强。

知道这些其他的就是些配置了。

简单的实现annotations和xml对AOP的实现。

首先看下目录结构

MyInterceptor、MyInterceptor2分别是以annotations和xml定义的切面类

[java]
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package com.service;

import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
import org.aspectj.lang.annotation.Before;
import org.aspectj.lang.annotation.Pointcut;

@Aspect
public class MyInterceptor {
    @Pointcut("execution (* com.serviceImpl.PersonServiceImpl.*(..))")
    private void myMethod(){};

    @Before("myMethod()")
    public void doAccessCheck(){
        System.out.println("before");
    }

}

package com.service;

import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
import org.aspectj.lang.annotation.Before;
import org.aspectj.lang.annotation.Pointcut;

@Aspect
public class MyInterceptor {
@Pointcut("execution (* com.serviceImpl.PersonServiceImpl.*(..))")
private void myMethod(){};

@Before("myMethod()")
public void doAccessCheck(){
System.out.println("before");
}

}

[java]
view plaincopy print ?

package com.service;

public class MyInterceptor2 {
    public void doAccessCheck(){
        System.out.println("before");
    }
}

package com.service;

public class MyInterceptor2 {
public void doAccessCheck(){
System.out.println("before");
}
}

业务和接口

[java]
view plaincopy print ?

package com.service;

public interface PersonService {
    public void save(String name);
    public void update(String name);
}

package com.service;

public interface PersonService {
public void save(String name);
public void update(String name);
}

[java]
view plaincopy print ?

package com.serviceImpl;

import com.service.PersonService;

public class PersonServiceImpl implements PersonService {

    @Override
    public void save(String name) {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("保存");
    }

    @Override
    public void update(String name) {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("修改");
    }

}

package com.serviceImpl;

import com.service.PersonService;

public class PersonServiceImpl implements PersonService {

@Override
public void save(String name) {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println("保存");
}

@Override
public void update(String name) {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println("修改");
}

}

简单做个方法前通知,其他的都一样。

[java]
view plaincopy print ?

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
    xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:aop="http://www.springframework.org/schema/aop"
    xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
           http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-2.5.xsd
            http://www.springframework.org/schema/aop
           http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop-2.5.xsd">

    <aop:aspectj-autoproxy/>

    <bean id="personServiceImpl" class="com.serviceImpl.PersonServiceImpl"></bean>
    <bean id="personInterceptor" class="com.service.MyInterceptor2"></bean>

    <aop:config>
        <aop:aspect id="asp" ref="personInterceptor">
            <aop:pointcut id="myCut" expression="execution (* com.serviceImpl.PersonServiceImpl.*(..))"/>
            <aop:before pointcut-ref="myCut" method="doAccessCheck"/>
        </aop:aspect>
    </aop:config>
</beans>

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:aop="http://www.springframework.org/schema/aop"
xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-2.5.xsd http://www.springframework.org/schema/aop http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop-2.5.xsd"> 
<aop:aspectj-autoproxy/>

<bean id="personServiceImpl" class="com.serviceImpl.PersonServiceImpl"></bean>
<bean id="personInterceptor" class="com.service.MyInterceptor2"></bean>

<aop:config>
<aop:aspect id="asp" ref="personInterceptor">
<aop:pointcut id="myCut" expression="execution (* com.serviceImpl.PersonServiceImpl.*(..))"/>
<aop:before pointcut-ref="myCut" method="doAccessCheck"/>
</aop:aspect>
</aop:config>
</beans>

测试类

[java]
view plaincopy print ?

package com.test;



import org.junit.Test;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;

import com.service.PersonService;

public class AopTest {

    @Test
    public void interceptorTest(){
        ApplicationContext ac = new ClassPathXmlApplicationContext("beans.xml");
        PersonService ps = (PersonService) ac.getBean("personServiceImpl");
        ps.save("aa");
    }
}

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标签： spring

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