Spring 的 IOC 和 AOP

题目

Spring 的 IOC 和 AOP

推荐解析

IOC 是什么？

IoC（Inversion of Control） 控制反转，是一种常见的设计思想，主要就是将手动创建对象的控制权，交给 Spring 框架来管理。

为什么需要存在一个容器？

解耦，将对象之间的相互依赖的关系交给 IOC 容器管理，并让容器完成对象注入，开发者不需要知道一个 Service 依赖的其他类，只需要从容器中拿取即可。

Spring Bean

Bean：被 IOC 容器所管理的对象俗称 Bean。

Bean 可以通过 XML、注解、配置类进行定义。

一般采用注解，如下

• @Component：通用注解

• @Repository：持久层 DAO 层

• @Service：服务层 Service

• @Controller：Spring MVC 控制层

怎么注入 Bean?

通常采用注解

• @AutoWired 按类型装配，结合 @Qualifier 可以按名称装配。

• @Resource 按名称装配

• @Inject 按类型进行装配

Bean 的作用域

• Singleton：Spring 中的 Bean 默认都是单例的，是对单例设计模式的应用，有线程安全问题。

• Prototype：每次获取都会创建一个新的 Bean 实例。没有线程安全问题。

• Request：（仅 Web 应用可用）: 每一次 HTTP 请求都会产生一个新的 Bean（请求 Bean），该 Bean 仅在当前 HTTP request 内有效。

• Session：（仅 Web 应用可用） : 每一次来自新 session 的 HTTP 请求都会产生一个新的 Bean（会话 Bean），该 Bean 仅在当前 HTTP session 内有效。

• Application：（仅 Web 应用可用）：每个 Web 应用在启动时创建一个 Bean（应用 Bean），该 Bean 仅在当前应用启动时间内有效。

• Websocket：（仅 Web 应用可用）：每一次 WebSocket 会话产生一个新的 Bean。

Bean 的生命周期

（1）通过构造器创建 Bean 实例（无参数构造）

（2）为 Bean 的属性设置值和对其他 Bean 引用（调用 set 方法）

（3）把 Bean 实例传递 Bean 后置处理器的方法postProcessBeforeInitialization

（4）调用 Bean 的初始化的方法（需要进行配置初始化的方法）

（5）把 Bean 实例传递 Bean 后置处理器的方法 postProcessAfterInitialization

（6）Bean 可以使用了（对象获取到了）

（7）当容器关闭时候，调用 Bean 的销毁的方法（需要进行配置销毁的方法）

AOP 是什么？

SpringAOP 的意思是面向切面，利用 AOP 可以对业务逻辑的各个部分进行隔离，减少业务逻辑各部分之间的耦合度，提高程序可重用性。Spring AOP 是在 Aspecj 基础上。

AOP 术语

连接点：可以被增强的方法

切入点：真正增强的方法

通知：真正增强的代码逻辑

切面：将通知应用到切入点的过程

AOP 的应用场景

1）自定义日志一般用 @Around

2）性能统计

3）事务管理 @Transactional 代理模式，增强方法。

4）权限管理，日常用的登录判断管理员和用户，自定义注解 + AOP 即可实现。

实现 AOP 的两种方式

1）JDK 动态代理（有接口的情况）

2）CGLIB 动态代理（没有接口的情况)

SpringBoot 1 和 Spring 5 默认用 JDK 动态代理

SpringBoot 2 开始默认使用 CGLIB 动态代理，原因是没有接口依然不会报错，性能略高于 JDK 动态代理。

JDK 动态代理示例代码

public?class?JDKProxy?{
????public?static?void?main(String[]?args)?{
????????//创建接口实现类的代理对象
????????UserDaoImpl?userDao?=?new?UserDaoImpl();
????????Class[]?interfaces?=?{UserDao.class};
????????UserDao?dao?=?(UserDao)?Proxy.newProxyInstance(JDKProxy.class.getClassLoader(),?interfaces,?new?UserDaoProxy(userDao));
????????int?result?=?dao.add(1,?2);
????????System.out.println("result?=?"?+?result);
????}
}

class?UserDaoProxy?implements?InvocationHandler?{
????//1.把创建的是谁的代理对象，把谁传递过来
????//有参数构造器
????private?Object?obj;

????public?UserDaoProxy(Object?obj)?{
????????this.obj?=?obj;
????}

????//增强的逻辑
????@Override
????public?Object?invoke(Object?proxy,?Method?method,?Object[]?args)?throws?Throwable?{
????????//方法之前:
????????System.out.println("方法之前执行...."?+?method.getName()?+?":传递的参数..."?+?Arrays.toString(args));


????????//被增强的方法执行
????????Object?res?=?method.invoke(obj,?args);
????????//方法之后
????????System.out.println("方法之后执行..."?+?obj);
????????return?res;
????}
}

AspectJ 定义的通知类型和返回顺序

• 前置通知

• 后置通知

• 返回通知

• 异常通知

• 环绕通知

Spring 4 和 5 返回顺序的区别，Spring 5 将最终通知真正放到了最后。

Spring4版本
(1).正常情况
1.环绕之前通知
2.前置通知Before
3.被增强的方法
4.环绕之后通知
5.After最终通知
6.AfterReturning?后置通知
(2).异常情况
1.环绕之前通知
2.前置通知Before
3.被增强的方法
4.After最终通知
5.AfterThrowing?异常通知
Spring5版本
(1).正常情况
1.环绕之前通知
2.前置通知Before
3.被增强的方法
4.环绕之后通知
5.AfterReturning后置通知
6.After最终通知
(2).异常情况
1.环绕之前通知
2.前置通知Before
3.被增强的方法
4.AfterThrowing异常通知
5.After最终通知

其他补充

1. 什么是 Spring 的 IOC（控制反转）？

IOC（Inversion of Control）是一种设计模式，它反转了传统的程序设计思路。在传统的程序设计中，程序员控制应用程序的流程和对象的创建，而在 IOC 容器中，控制权被反转了。在 Spring 中，IOC 容器负责创建对象、管理对象之间的依赖关系，使得程序员只需关注业务逻辑的编写。

Spring 的 IOC 实现方式主要有两种：

• BeanFactory：?是 Spring 框架最基础的 IOC 容器，提供了基本的 IOC 功能，是延迟加载的。在使用时才加载对象。

• ApplicationContext：?继承于 BeanFactory，提供了更多的企业级功能，是一种预加载的 IOC 容器。在容器启动时就加载并初始化所有的单例对象。

2. 什么是 Spring 的 AOP（面向切面编程）？

AOP 是一种编程范式，通过在程序中定义横切关注点（Cross-cutting Concerns），将这些关注点与核心业务逻辑分离。在 Spring 中，AOP 通过代理模式实现，允许开发者将横切关注点模块化，提高代码的可维护性和可重用性。

AOP 的关键概念：

• 切面（Aspect）：?封装横切关注点的模块，可以在程序中的多个地方被重用。

• 连接点（Join Point）：?在程序执行过程中能够插入切面的点，通常是方法的执行。

• 通知（Advice）：?切面对于连接点执行的操作，包括“前置通知”（Before Advice）、“后置通知”（After Advice）、“异常通知”（After Throwing Advice）、“最终通知”（After Returning Advice）、“环绕通知”（Around Advice）。

• 切入点（Pointcut）：?定义了一组连接点，可以通过表达式匹配到横切关注点。

3. 为什么需要 IOC 和 AOP ？

• IOC 的优势：

  • 松耦合：?通过 IOC 容器管理对象之间的依赖关系，减少了类与类之间的直接耦合，提高了代码的灵活性和可维护性。

  • 可测试性：?依赖注入使得测试时更容易替换掉依赖的实现，进行单元测试。

  • 模块化：?将对象的创建和管理交由 IOC 容器，使得应用的模块更容易独立开发、测试和维护。

• AOP 的优势：

  • 横切关注点模块化：?将横切关注点从核心业务逻辑中分离，提高了代码的可重用性和可维护性。

  • 降低重复代码：?通过切面，可以在多个模块中共享相同的横切关注点，避免了代码重复。

4. 应用场景：

• IOC 的应用场景：

  • 大型项目中，通过 IOC 容器管理复杂的对象依赖关系，提高了代码的灵活性和可维护性。

  • 使用框架（如 Spring MVC ）时，由容器负责创建和管理 Controller、Service 等组件。

• AOP 的应用场景：

  • 日志记录、性能监控、事务管理等横切关注点的模块化。

  • 权限控制、异常处理等与业务逻辑分离的模块。

5. 优缺点：

• IOC 的优缺点：

  • 优点：松耦合、可测试性、模块化。

  • 缺点：学习成本较高，理解 IOC 容器的运作机制需要一定的时间。

• AOP 的优缺点：

  • 优点：横切关注点模块化、降低重复代码。

  • 缺点：增加了系统的复杂性，理解和维护成本较高。

Bean 生命周期图

推荐书籍

欢迎交流

在阅读完本篇文章之后，你应该对 Spring 的 IOC 和 AOP 的概念以及应用场景等等有了相应的理解，可以加入群聊一起共同学习讨论，欢迎小伙伴在评论区交流关于 Spring 学习的见解。

1）请解释依赖注入是如何工作的？

2）如何实现延迟加载的 Bean？

3）举例一些适合实验 AOP 的场景，并解释为什么选择 AOP，对比其他技术。