Spring IoC和AOP的介绍

基于Spring Framework 版本：5.0.2.RELEASE

---

IoC

概念：传统Java开发中，程序通过new主动创建对象实例，而Spring有专门的IoC容器来创建对象，具体来说就是在Spring容器中注册过的类，其创建、销毁等过程交由Spring来统一负责管理，所以这一过程也叫依赖注入(DI)。

Spring的基础IoC容器包是org.springframework.beans和org.springframework.context。

核心接口：

BeanFactory接口作为容器的根接口，提供Bean的一些基础定义和方法；

ApplicationContext是BeanFactory的子接口，为应用程序提供了更丰富的功能。

BeanFactory、ApplicationContext之间的继承关系如下图

注入方式

Spring的主要有两种注入方式：构造器注入、Setter方法注入。如何选择呢？

• Spring推荐使用构造器注入，因为构造器注入时，component组件可以当作不可变对象，并且能确保其不为空，而且构造器注入的component返回时是完全初始化的状态。
• 当一个类中需要注入太多的参数时，可能这个类负责了太多的功能，可以考虑适当的重构。
• Setter方法注入可以作为备选方案，但是如果没有默认值时最好进行非空检查。
• Setter注入的一个好处是类的对象能够在后来重新配置或重新注入。
• 如果使用的第三方源码不提供Setter方法时，就只能选择构造器注入的方式了。
• 构造器注入可能引入循环依赖问题。比如：A类构造器注入B，B类构造器注入A，此时Spring容器会抛出异常BeanCurrentlyInCreationException。此时需要考虑使用Setter方法注入的方式了。

配置方法

Spring常用XML和注解的方式来配置类，这里推荐使用注解来配置。需要注意的是注解是在XML之前执行注入的，因此后者的配置将覆盖注解的配置。

Bean的作用域和生命周期

Bean的作用域，其中request、Session、application、websocket仅在ApplicationContext上下文才有效。

作用域	描述
singleton	默认值，单例，整个IoC容器只有一个实例对象。
prototype	原型，每次调用都会实例化一个地响。
request	作用于HTTP请求的生命周期，每个HTTP请求都有一个自己的实例。仅在ApplicationContext上下文有效。
session	作用于HTTP Session的生命周期，仅在ApplicationContext上下文有效。
application	作用于ServletContext的生命周期，仅在ApplicationContext上下文有效。
websocket	作用于WebSocket的生命周期，仅在ApplicationContext上下文有效。

Bean的生命周期

过程描述

1．Spring对bean进行实例化；

2．Spring将值和bean的引用注入到bean对应的属性中；

3．如果bean实现了BeanNameAware接口，Spring将bean的ID传递给setBean-Name()方法；

4．如果bean实现了BeanFactoryAware接口，Spring将调用setBeanFactory()方法，将BeanFactory容器实例传入；

5．如果bean实现了ApplicationContextAware接口，Spring将调用setApplicationContext()方法，将bean所在的应用上下文的引用传入进来；

6．如果bean实现了BeanPostProcessor接口，Spring将调用它们的post-ProcessBeforeInitialization()方法；

7．如果bean实现了InitializingBean接口，Spring将调用它们的afterPropertiesSet()方法。类似地，如果bean使用init-method声明了初始化方法，该方法也会被调用；

8．如果bean实现了BeanPostProcessor接口，Spring将调用它们的post-ProcessAfterInitialization()方法；

9．此时，bean已经准备就绪，可以被应用程序使用了，它们将一直驻留在应用上下文中，直到该应用上下文被销毁；

10．如果bean实现了DisposableBean接口，Spring将调用它的destroy()接口方法。同样，如果bean使用destroy-method声明了销毁方法，该方法也会被调用。

常用注解说明

@Bean, @Configuration表示基于Java配置的类

@Bean除了配置在@Configuration，也可以在@Component定义，此时没有特殊意义，只是普通的工厂方法。

@Import 导入依赖的类，进行优先注入

@ImportResource 导入依赖的Spring配置

@Value("${jdbc.url}") 可以使用${}动态获取配置参数

@PropertySource 可导入properties配置文件

@Qualifier 指定属性名称

@Autowired和 @Resource

@Autowired通过类型选择Bean，@Resource通过名称选择Bean。

@Resource 是JSR-250注解

@Primary 注入的优先级

@PostConstruct 在初始化时执行的方法

@PreDestroy 在销毁时执行的方法

@Bean(initMethod = "init") @Bean(destroyMethod = "cleanup") 调用初始化和销毁的方法

@Component, @Repository, @Service, @Controller，都是component，所以都可以被scan，一般分别用于标注po、dao、service和controller

Spring MVC 提供@RestController ，它是@Controller 和 @ResponseBody的组合形式。

@ComponentScan (basePackages = "") 扫描component

扫描过滤器使用：@ComponentScan(basePackages = "org.example",  includeFilters = @Filter(type = FilterType.REGEX, pattern = ".*Stub.*Repository"),  excludeFilters = @Filter(Repository.class))

　　基于XML的配置可以用ClassPathXmlApplicationContext来获取Bean，基于Java的配置可以使用AnnotationConfigApplicationContext，它提供register()注册配置类。

Spring的国际化

当加载一个ApplicationContext时，它会自动搜索上下文中定义的MessageSource bean。bean必须有名称messageSource。如果找到了这样的bean，那么所有对方法的调用都将被委托给消息源。如果没有找到消息源，ApplicationContext将尝试寻找包含同名bean的父类。

Spring提供了一些国际化的实现类，如：ResourceBundleMessageSource

Spring事件

Spring的事件处理是通过ApplicationEvent类和ApplicationListener接口实现的。如果一个实现ApplicationListener接口的bean被部署到上下文中，那么每次应用程序事件被发布到ApplicationContext时，就会通知bean。实际上这就是观察者模式。

可以在容器中配置监听器以启动容器

 <context-param>
     <param-name>contextConfigLocation</param-name>
     <param-value> /WEB-INF/applicationContext.xml</param-value>
 </context-param>

 <listener>
     <listener-class>org.springframework.web.context.ContextLoaderListener</listener-class>
 </listener>

Resource

Spring提供了更加高级的资源文件处理方法，具体使用可查看API文档

校验、数据绑定、类型转换

Spring实现Validator接口可以非侵入式地校验！另外可以使用这两个类MessageCodesResolver，DefaultMessageCodesResolver来获取国际化错误信息。

Spring提供DataBinder类实现数据绑定的功能。DataBinder和Validator组合，实现Spring的校验包。

Bean包装器BeanWrapper，用来包装Bean，给Bean设置属性。

　　 BeanWrapper company = new BeanWrapperImpl(new Company());

Spring实现Converter接口、ConverterFactory接口来实现类型转换。

常用的转换器：

通用转换器GenericConverter；

条件转换器ConditionalGenericConverter

门面模式转换器ConversionService

Spring实现Formatter接口、AnnotationFormatterFactory注解格式化接口，实现参数的格式化

举例如下：

@NumberFormat(style=Style.CURRENCY)

@DateTimeFormat(iso=ISO.DATE)

Spring提供注解格式化规则注册类：FormatterRegistry ，FormatterRegistrar

Spring MVC中的格式化类是FormattingConversionServiceFactoryBean

自定义校验注解实现ConstraintValidator

---

AOP

Aspect-Oriented Programming (AOP) ，OOP的关键模块单元是class，而AOP的关键模块单元是切面。AOP主要可以应用在事务，日志，安全等方面。

 一些概念

• 切面Aspect：由切面和切点来定义出一个切面；
• 连接点Join point：执行程序时的一个点，例如执行方法、处理异常、修改字段，这些点可以用来插入切面代码。在Spring AOP中，连接点就是执行方法。
• 通知Advice：在特定连接点上采取的行动。
• 切点Pointcut：表达式匹配通知所要织入的一个或多个连接点，是AOP的核心，Spring在默认情况下使用AspectJ切点表达式语言。
• 引入Introduction：引入允许我们向现有的类添加新方法或属性。Spring AOP允许向任何被通知的对象引入新的接口(以及相应的实现)。(在AspectJ社区中，介绍称为跨类型声明。)
• 目标对象Target object：被通知的对象，由于Spring AOP是动态代理实现的，所以这个对象将永远是一个代理对象。
• AOP代理AOP proxy：一个由AOP框架创建的对象，以实现切面约定(通知方法执行等等)。在Spring框架中，AOP代理将是一个JDK动态代理或CGLIB代理。
• 织入Weaving：把切面应用到目标对象并创建新的代理对象的过程。切面在指定的连接点被织入到目标对象中。在目标对象的生命周期里有多个点可以进行织入：编译期(AspectJ)、类加载期、运行期(Spring AOP)。

通知类型

• 前置通知Before advice: 在目标方法被调用之前调用通知功能；
• 返回通知After returning advice: 在目标方法成功执行之后调用通知；
• 异常通知After throwing advice: 在目标方法抛出异常后调用通知；
• 后置通知After (finally) advice: 在目标方法完成之后调用通知，此时不会关心方法的输出是什么；
• 环绕通知Around advice: 通知包裹了被通知的方法，在被通知的方法调用之前和调用之后执行自定义的行为。

AOP代理，默认使用标准的JDK动态代理，如果业务对象没有实现接口，则默认使用CGLIB。

对于JDK代理，只有在代理上调用的公共接口方法才能被拦截。使用CGLIB，在代理的public和protected方法调用将被拦截，甚至在必要时也可以使用包可见default的方法。

简单使用说明

1、声明切面@Aspect

首先要启用@AspectJ注释

@Configuration

@EnableAspectJAutoProxy

public class AppConfig{ }

2、声明切点@Pointcut

例如：@Pointcut("execution(* transfer(..))")匹配任何名为'transfer'的方法的执行

Spring的PCD支持

Spring不支持AspectJ中的call, get, set, preinitialization, staticinitialization, initialization, handler, adviceexecution, withincode, cflow, cflowbelow, if, @this, @withincode，如果使用了会抛出IllegalArgumentException

Spring AOP支持的PCD(切点指示符)：

execution - 匹配执行方法的连接点，Spring是最主要的PCD；

within - 用类型匹配连接点；

this - 指定的Bean引用类型；

target - 指定的对象实例；

args - 指定的类型参数；

@target - 执行对象的类有指定类型的注释；

@args - 实际参数的运行时类型有指定类型的注释；

@within - 在具有指定注释的类型中限制匹配的连接点；

@annotation - 限制的连接点有指定的注释；

Spring AOP还支持bean(idOrNameOfBean)指定Bean的id或名字。

PCD组合使用

切入点表达式可以通过'&&'''和'！'来组合。也可以通过名称引用切入点表达式。举例如下：

@Pointcut("execution(public * *(..))")

private void anyPublicOperation() {}

@Pointcut("within(com.xyz.someapp.trading..*)")

private void inTrading() {}

@Pointcut("anyPublicOperation() && inTrading()")

private void tradingOperation() {}

3、声明通知

@Before

@AfterReturning

@AfterThrowing

@After //After (finally) advice

@Around

Spring代理机制简单说明

• • final方法不能通知；
  • Spring 3.2以后不需要再引用CGLIB包；
  • Spring 4.0以后代理对象的构造器不再被调用两次，因为CGLIB代理实例将通过Objenesis来创建，只有在JVM不允许构造器绕过的情况下才能看到两次调用

强制使用CGLIB方法：@EnableAspectJAutoProxy(proxyTargetClass = true)

 

参考资料

Spring Framework官方文档：https://docs.spring.io/spring/docs/5.0.2.RELEASE/spring-framework-reference/

《Spring In Action》