Java 开发必读，谈谈对 Spring IOC 与 AOP 的理解

2024-06-07
广东
本文字数：5943 字
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本文分享自华为云社区《超详细的Java后台开发面试题之Spring IOC与AOP》，作者：GaussDB 数据库。

一、前言

IOC 和 AOP 是 Spring 中的两个核心的概念，下面谈谈对这两个概念的理解。

二、IOC（Inverse of Control）

控制反转，也可以称为依赖倒置。

所谓依赖，从程序的角度看，就是比如 A 要调用 B 的方法，那么 A 就依赖于 B，反正 A 要用到 B，则 A 依赖于 B。所谓倒置，你必须理解如果不倒置，会怎么着，因为 A 必须要有 B，才可以调用 B，如果不倒置，意思就是 A 主动获取 B 的实例：B b = new B()，这就是最简单的获取 B 实例的方法（当然还有各种设计模式可以帮助你去获得 B 的实例，比如工厂、Locator 等等），然后你就可以调用 b 对象了。所以，不倒置，意味着 A 要主动获取 B，才能使用 B；到了这里，就应该明白了倒置的意思了。倒置就是 A 要调用 B 的话，A 并不需要主动获取 B，而是由其它人自动将 B 送上门来。

形象的举例就是：

通常情况下，假如你有一天在家里口渴了，要喝水，那么你可以到你小区的小卖部去，告诉他们，你需要一瓶水，然后小卖部给你一瓶水！这本来没有太大问题，关键是如果小卖部很远，那么你必须知道：从你家如何到小卖部；小卖部里是否有你需要的水；你还要考虑是否开着车去；等等等等，也许有太多的问题要考虑了。也就是说，为了一瓶水，你还可能需要依赖于车等等这些交通工具或别的工具，问题是不是变得复杂了？那么如何解决这个问题呢？

解决这个问题的方法很简单：小卖部提供送货上门服务，凡是小卖部的会员，你只要告知小卖部你需要什么，小卖部将主动把货物给你送上门来！这样一来，你只需要做两件事情，你就可以活得更加轻松自在：

第一：向小卖部注册为会员。
第二：告诉小卖部你需要什么。

这和 Spring 的做法很类似！Spring 就是小卖部，你就是 A 对象，水就是 B 对象

第一：在 Spring 中声明一个类：A
第二：告诉 Spring，A 需要 B

假设 A 是 UserAction 类，而 B 是 UserService 类。

<bean id="userService" class="org.leadfar.service.UserService"/>  <bean id="documentService" class="org.leadfar.service.DocumentService"/>  <bean id="orgService" class="org.leadfar.service.OrgService"/>    <bean id="userAction" class="org.leadfar.web.UserAction">       <property name="userService" ref="userService"/>  </bean>

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在 Spring 这个商店（工厂）中，有很多对象/服务：userService,documentService,orgService，也有很多会员：userAction 等等，声明 userAction 需要 userService 即可，Spring 将通过你给它提供的通道主动把 userService 送上门来，因此 UserAction 的代码示例类似如下所示：

package org.leadfar.web;  public class UserAction{       private UserService userService;       public String login(){            userService.valifyUser(xxx);       }       public void setUserService(UserService userService){            this.userService = userService;       }  }

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在这段代码里面，你无需自己创建 UserService 对象（Spring 作为背后无形的手，把 UserService 对象通过你定义的 setUserService()方法把它主动送给了你，这就叫依赖注入！），当然咯，我们也可以使用注解来注入。Spring 依赖注入的实现技术是：动态代理。

三、AOP：面向切面编程

面向切面编程的目标就是分离关注点。什么是关注点呢？就是你要做的事，就是关注点。假如你是个公子哥，没啥人生目标，天天就是衣来伸手，饭来张口，整天只知道玩一件事！那么，每天你一睁眼，就光想着吃完饭就去玩（你必须要做的事），但是在玩之前，你还需要穿衣服、穿鞋子、叠好被子、做饭等等等等事情，这些事情就是你的关注点，但是你只想吃饭然后玩，那么怎么办呢？这些事情通通交给别人去干。在你走到饭桌之前，有一个专门的仆人 A 帮你穿衣服，仆人 B 帮你穿鞋子，仆人 C 帮你叠好被子，仆人 D 帮你做饭，然后你就开始吃饭、去玩（这就是你一天的正事），你干完你的正事之后，回来，然后一系列仆人又开始帮你干这个干那个，然后一天就结束了！

AOP 的好处就是你只需要干你的正事，其它事情别人帮你干。也许有一天，你想裸奔，不想穿衣服，那么你把仆人 A 解雇就是了！也许有一天，出门之前你还想带点钱，那么你再雇一个仆人 E 专门帮你干取钱的活！这就是 AOP。每个人各司其职，灵活组合，达到一种可配置的、可插拔的程序结构。

从 Spring 的角度看，AOP 最大的用途就在于提供了事务管理的能力。事务管理就是一个关注点，你的正事就是去访问数据库，而你不想管事务（太烦），所以，Spring 在你访问数据库之前，自动帮你开启事务，当你访问数据库结束之后，自动帮你提交/回滚事务！

我们在使用 Spring 框架的过程中，其实就是为了使用 IOC(依赖注入)和 AOP(面向切面编程)，这两个是 Spring 的灵魂。主要用到的设计模式有工厂模式和代理模式。IOC 就是典型的工厂模式，通过 sessionfactory 去注入实例;AOP 就是典型的代理模式的体现。

代理模式是常用的 java 设计模式，他的特征是代理类与委托类有同样的接口，代理类主要负责为委托类预处理消息、过滤消息、把消息转发给委托类，以及事后处理消息等。代理类与委托类之间通常会存在关联关系，一个代理类对象与一个委托类对象关联，代理类对象本身并不真正实现服务，而是通过调用委托类的对象相关方法，来提供特定的服务。

Spring IoC 容器是 spring 的核心，spring AOP 是 spring 框架的重要组成部分。

在传统的程序设计中，当调用者需要被调用者的协助时，通常由调用者来创建被调用者的实例。但在 spring 里创建被调用者的工作不再由调用者来完成，因此控制反转（IoC）；创建被调用者实例的工作通常由 spring 容器来完成，然后注入调用者，因此也被称为依赖注入（DI），依赖注入和控制反转是同一个概念。

面向方面编程（AOP)是从另一个角度来考虑程序结构，通过分析程序结构的关注点来完善面向对象编程（OOP）。OOP 将应用程序分解成各个层次的对象，而 AOP 将程序分解成多个切面。spring AOP 只实现了方法级别的连接点，在 J2EE 应用中，AOP 拦截到方法级别的操作就已经足够。在 spring 中为了使 IoC 方便地使用健壮、灵活的企业服务，需要利用 spring AOP 实现为 IoC 和企业服务之间建立联系。

IOC:控制反转也叫依赖注入。利用了工厂模式。

将对象交给容器管理，你只需要在 spring 配置文件中配置相应的 bean，以及设置相关的属性，让 spring 容器来生成类的实例对象以及管理对象。在 spring 容器启动的时候，spring 会把你在配置文件中配置的 bean 都初始化好，然后在你需要调用的时候，就把它已经初始化好的那些 bean 分配给你需要调用这些 bean 的类（假设这个类名是 A），分配的方法就是调用 A 的 setter 方法来注入，而不需要你在 A 里面 new 这些 bean 了。

注意：面试的时候，如果有条件，画图，这样更加显得你懂了。

四、AOP（Aspect-Oriented Programming）:面向切面编程补充说明

AOP 可以说是对 OOP 的补充和完善。OOP 引入封装、继承和多态性等概念来建立一种对象层次结构，用以模拟公共行为的一个集合。当我们需要为分散的对象引入公共行为的时候，OOP 则显得无能为力。也就是说，OOP 允许你定义从上到下的关系，但并不适合定义从左到右的关系。例如日志功能。日志代码往往水平地散布在所有对象层次中，而与它所散布到的对象的核心功能毫无关系。在 OOP 设计中，它导致了大量代码的重复，而不利于各个模块的重用。

将程序中的交叉业务逻辑（比如安全，日志，事务等），封装成一个切面，然后注入到目标对象（具体业务逻辑）中去。

实现 AOP 的技术，主要分为两大类：一是采用动态代理技术，利用截取消息的方式，对该消息进行装饰，以取代原有对象行为的执行；二是采用静态织入的方式，引入特定的语法创建“方面”，从而使得编译器可以在编译期间织入有关“方面”的代码。

简单点解释，比方说你想在你的 biz 层所有类中都加上一个打印‘你好’的功能,这时就可以用 aop 思想来做.你先写个类写个类方法，方法经实现打印‘你好’,然后 Ioc 这个类 ref＝“biz.*”让每个类都注入即可实现。

五、Spring 中对 AOP 的支持

Spring 中 AOP 代理由 Spring IoC 容器负责生成、管理，其依赖关系也由 IoC 容器负责管理。因此，AOP 代理可以直接使用容器中的其他 Bean 实例作为目标，这种关系可由 IoC 容器的依赖注入提供。Spring 默认使用 Java 动态代理来创建 AOP 代理，这样就可以为任何接口实例创建代理了。当需要代理的类不是代理接口的时候，Spring 自动会切换为使用 CGLIB 代理，也可强制使用 CGLIB。

5.1 程序员参与部分

AOP 编程其实是很简单的事情。纵观 AOP 编程，其中需要程序员参与的只有三个部分：

定义普通业务组件。
定义切入点，一个切入点可能横切多个业务组件。
定义增强处理，增强处理就是在 AOP 框架为普通业务组件织入的处理动作。

所以进行 AOP 编程的关键就是定义切入点和定义增强处理。一旦定义了合适的切入点和增强处理，AOP 框架将会自动生成 AOP 代理，即：代理对象的方法 =增强处理 +被代理对象的方法。

5.2 Spring 中使用方式

基于 Annotation 的“零配置”方式。

（1）启动注解，配置文件 applicationContext.xml

<!-- 启动对@AspectJ注解的支持 -->       <aop:aspectj-autoproxy/>  <bean id="user" class="com.tgb.spring.aop.IUserImpl"/>  <bean id="check" class="com.tgb.spring.aop.CheckUser"/>

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（2）编写切面类

package com.tgb.spring.aop;  import org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint;  import org.aspectj.lang.annotation.After;  import org.aspectj.lang.annotation.Around;  import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;  import org.aspectj.lang.annotation.Before;  import org.aspectj.lang.annotation.Pointcut;    @Aspect   public class CheckUser {      @Pointcut("execution(* com.tgb.spring.aop.*.find*(..))")      public void checkUser(){        System.out.println("The System is Searching Information For You");      }         @Pointcut("execution(* com.tgb.spring.aop.*.add*(..))")      public void checkAdd(){          System.out.println("<< Add User >> Checking.....");      }            @Before("checkUser()")      public void beforeCheck(){          System.out.println(">>>>>>>> 准备搜查用户..........");      }            @After("checkUser()")      public void afterCheck(){          System.out.println(">>>>>>>>　搜查用户完毕..........");      }        @Before("checkAdd()")      public void beforeAdd(){          System.out.println(">>>>>>>>　增加用户--检查ing..........");      }            @After("checkAdd()")      public void afterAdd(){          System.out.println(">>>　增加用户--检查完毕！未发现异常!........");      }        //声明环绕通知        @Around("checkUser()")        public Object doAround(ProceedingJoinPoint pjp) throws Throwable {            System.out.println("进入方法---环绕通知");            Object o = pjp.proceed();            System.out.println("退出方法---环绕通知");            return o;        } }

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（3）定义接口

package com.tgb.spring.aop;  public interface IUser {      public String findUser(String username);      public void addUser(String username);      public void findAll();  }

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（4）定义实现

package com.tgb.spring.aop;  import java.util.HashMap;  import java.util.Map;  public class IUserImpl implements IUser {      public static Map map = null;      public static void init(){          String[] list = {"Lucy", "Tom", "小明", "Smith", "Hello"};          Map tmp = new HashMap();          for(int i=0; i<list.length; i++){              tmp.put(list[i], list[i]+"00");          }          map = tmp;      }
    public void addUser(String username) {          init();          map.put(username, username+"11");          System.out.println("---【addUser】: "+username+" --------");          System.out.println("【The new List:"+map+"】");      }        public void findAll() {          init();          System.out.println("---------------【findAll】: "+map+" ------------------");      }        public String findUser(String username) {          init();          String password = "没查到该用户";          if(map.containsKey(username)){              password = map.get(username).toString();          }          System.out.println("-----------------【findUser】-----------------");          System.out.println("-----------Username:"+username+"------------");          System.out.println("-----【Result】:"+password+"--------");          return password;      }  }

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（5）测试

public class Test {      public static void main(String as[]){          BeanFactory factory = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");          IUser user = (IUser) factory.getBean("user");          user.findAll();          User u = new User();  //      u.setUsername("Tom");  //      user.findUser(u.getUsername());          /*u.setUsername("haha");         user.addUser(u.getUsername());*/      }  }

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注：@Before 是在所拦截方法执行之前执行一段逻辑。@After 是在所拦截方法执行之后执行一段逻辑。@Around 是可以同时在所拦截方法的前后执行一段逻辑。

以上是针对注解的方式来实现，那么配置文件也一样，只需要在 applicationContext.xml 中添加如下代码：

<!--  <aop:config>          <aop:pointcut id="find" expression="execution(* com.tgb.spring.aop.*.find*(..))" />          <aop:pointcut id="add"   expression="execution(* com.tgb.spring.aop.*.add*(..))" />          <aop:aspect id="checkUser" ref="check">              <aop:before method="beforeCheck" pointcut-ref="find"/>              <aop:after method="afterCheck" pointcut-ref="find"/>          </aop:aspect>                    <aop:aspect id="checkAdd" ref="check">              <aop:before method="beforeAdd" pointcut-ref="add"/>              <aop:after method="afterAdd" pointcut-ref="add"/>          </aop:aspect>  </aop:config>-->

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发布于: 2024-06-07阅读数: 2

原文链接:【http://xie.infoq.cn/article/a5158fb1f5ce26b7301d044c2】。文章转载请联系作者。

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三、AOP：面向切面编程

四、AOP（Aspect-Oriented Programming）:面向切面编程补充说明

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5.1 程序员参与部分

5.2 Spring 中使用方式

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