Spring框架IOC和AOP的实现原理与详解

IoC(Inversion of Control)  

  (1). IoC(Inversion of Control)是指容器控制程序对象之间的关系,而不是传统实现中,由程序代码直接操控。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。 对于Spring而言,就是由Spring来控制对象的生命周期和对象之间的关系;IoC还有另外一个名字——“依赖注入(Dependency Injection)”。从名字上理解,所谓依赖注入,即组件之间的依赖关系由容器在运行期决定,即由容器动态地将某种依赖关系注入到组件之中。  

(2). 在Spring的工作方式中,所有的类都会在spring容器中登记,告诉spring这是个什么东西,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。

(3). 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。  

(4). 依赖注入的思想是通过反射机制实现的,在实例化一个类时,它通过反射调用类中set方法将事先保存在HashMap中的类属性注入到类中。 总而言之,在传统的对象创建方式中,通常由调用者来创建被调用者的实例,而在Spring中创建被调用者的工作由Spring来完成,然后注入调用者,即所谓的依赖注入or控制反转。 注入方式有两种:依赖注入和设置注入; IoC的优点:降低了组件之间的耦合,降低了业务对象之间替换的复杂性,使之能够灵活的管理对象。

AOP(Aspect Oriented Programming)

(1). AOP面向方面编程基于IoC,是对OOP的有益补充;

(2). AOP利用一种称为“横切”的技术,剖解开封装的对象内部,并将那些影响了 多个类的公共行为封装到一个可重用模块,并将其名为“Aspect”,即方面。所谓“方面”,简单地说,就是将那些与业务无关,却为业务模块所共同调用的 逻辑或责任封装起来,比如日志记录,便于减少系统的重复代码,降低模块间的耦合度,并有利于未来的可操作性和可维护性。

(3). AOP代表的是一个横向的关 系,将“对象”比作一个空心的圆柱体,其中封装的是对象的属性和行为;则面向方面编程的方法,就是将这个圆柱体以切面形式剖开,选择性的提供业务逻辑。而 剖开的切面,也就是所谓的“方面”了。然后它又以巧夺天功的妙手将这些剖开的切面复原,不留痕迹,但完成了效果。

(4). 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。

(5). Spring实现AOP:JDK动态代理和CGLIB代理 JDK动态代理:其代理对象必须是某个接口的实现,它是通过在运行期间创建一个接口的实现类来完成对目标对象的代理;其核心的两个类是InvocationHandler和Proxy。 CGLIB代理:实现原理类似于JDK动态代理,只是它在运行期间生成的代理对象是针对目标类扩展的子类。CGLIB是高效的代码生成包,底层是依靠ASM(开源的java字节码编辑类库)操作字节码实现的,性能比JDK强;需要引入包asm.jar和cglib.jar。     使用AspectJ注入式切面和@AspectJ注解驱动的切面实际上底层也是通过动态代理实现的。

(6). AOP使用场景:                     

Authentication 权限检查        

Caching 缓存        

Context passing 内容传递        

Error handling 错误处理        

Lazy loading 延迟加载        

Debugging  调试      

logging, tracing, profiling and monitoring 日志记录,跟踪,优化,校准        

Performance optimization 性能优化,效率检查        

Persistence  持久化        

Resource pooling 资源池        

Synchronization 同步        

Transactions 事务管理    

另外Filter的实现和struts2的拦截器的实现都是AOP思想的体现。  


我们是在使用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,一个代理类的对象与一个委托类的对象关联,代理类的对象本身并不真正实现服务,而是通过调用委托类的对象的相关方法,来提供特定的服务。 

spring的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)是以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,未来使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配置文件总配置相应的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.

AOP:面向切面编程。(Aspect-Oriented Programming)
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。

 

Spring面试,IoC和AOP的理解

spring 的优点?
1.降低了组件之间的耦合性 ,实现了软件各层之间的解耦 
2.可以使用容易提供的众多服务,如事务管理,消息服务等 
3.容器提供单例模式支持 
4.容器提供了AOP技术,利用它很容易实现如权限拦截,运行期监控等功能 
5.容器提供了众多的辅助类,能加快应用的开发 
6.spring对于主流的应用框架提供了集成支持,如hibernate,JPA,Struts等 
7.spring属于低侵入式设计,代码的污染极低 
8.独立于各种应用服务器 
9.spring的DI机制降低了业务对象替换的复杂性 
10.Spring的高度开放性,并不强制应用完全依赖于Spring,开发者可以自由选择spring的部分或全部 

什么是DI机制? 
依赖注入(Dependecy Injection)和控制反转(Inversion of Control)是同一个概念,具体的讲:当某个角色 
需要另外一个角色协助的时候,在传统的程序设计过程中,通常由调用者来创建被调用者的实例。但在spring中 
创建被调用者的工作不再由调用者来完成,因此称为控制反转。创建被调用者的工作由spring来完成,然后注入调用者 
因此也称为依赖注入。 
spring以动态灵活的方式来管理对象 , 注入的两种方式,设置注入和构造注入。 
设置注入的优点:直观,自然 
构造注入的优点:可以在构造器中决定依赖关系的顺序。 

什么是AOP? 
面向切面编程(AOP)完善spring的依赖注入(DI),面向切面编程在spring中主要表现为两个方面 
1.面向切面编程提供声明式事务管理 
2.spring支持用户自定义的切面 

面向切面编程(aop)是对面向对象编程(oop)的补充, 
面向对象编程将程序分解成各个层次的对象,面向切面编程将程序运行过程分解成各个切面。 
AOP从程序运行角度考虑程序的结构,提取业务处理过程的切面,oop是静态的抽象,aop是动态的抽象, 
是对应用执行过程中的步骤进行抽象,,从而获得步骤之间的逻辑划分。 

aop框架具有的两个特征: 
1.各个步骤之间的良好隔离性 
2.源代码无关性 


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