Spring框架及源码学习---手写IOC和AOP
Spring手写IOC和AOP
- 一主要内容
- 第⼀部分 Spring 概述
- 第1节 Spring 简介
- 第2节 Spring 发展历程
- 第3节 Spring 的优势
- 第4节 Spring 的核⼼结构
- 第⼆部分 核⼼思想
- 第1节 IoC
- 1.1 什么是IoC？
- 1.2 IoC解决了什么问题
- 1.3 IoC和DI的区别
- 第2节 AOP
- 2.1 什么是AOP
- 2.2 AOP在解决什么问题
- 2.3 为什么叫做⾯向切⾯编程
- 第三部分 ⼿写实现 IoC 和 AOP
- 第1节 银⾏转账案例界⾯
- 第2节 银⾏转账案例表结构
- 第3节 银⾏转账案例代码调⽤关系
- 第4节 银⾏转账案例关键代码
- 第5节 银⾏转账案例代码问题分析
- 第6节 问题解决思路
- 针对问题⼀思考：
- 针对问题⼆思考：
- 第7节 案例代码改造
- （1）针对问题⼀的代码改造
- （2）针对问题⼆的改造
一主要内容
- Spring 概述（基本情况）
- 核⼼思想 IoC 和 AOP
- ⼿写实现 IoC 和 AOP（⾃定义spring框架）
- Spring IoC ⾼级应⽤
基础知识
⾼级特性 - Spring IoC 源码深度剖析
设计⾮常优雅
设计模式
注意：原则、⽅法和技巧 - Spring AOP ⾼级应⽤
声明式事务控制 - Spring AOP 源码深度剖析
必要的笔记、必要的图、通俗易懂的语⾔化解知识难点
第⼀部分 Spring 概述
第1节 Spring 简介
Spring 是分层的 full-stack（全栈） 轻量级开源框架，以 IoC 和 AOP 为内核，提供了展现层 Spring MVC 和业务层事务管理等众多的企业级应⽤技术，还能整合开源世界众多著名的第三⽅框架和类库，已 经成为使⽤最多的 Java EE 企业应⽤开源框架。
Spring 官⽅⽹址：
我们经常说的 Spring 其实指的是Spring Framework（spring 框架）。
第2节 Spring 发展历程
- 1997年 IBM 提出了EJB的思想； 1998年，SUN 制定开发标准规范EJB1.0； 1999年，EJB 1.1发 布；
2001年，EJB 2.0发布； 2003年，EJB 2.1发布； 2006年，EJB 3.0发布； - Rod Johnson（spring之⽗）
- Expert One-to-One J2EE Design and Development(2002)
阐述了J2EE使⽤EJB开发设计的优 点及解决⽅案 - Expert One-to-One J2EE Development without EJB(2004)
阐述了J2EE开发不使⽤EJB的解决 ⽅式（Spring雏形）
2017 年 9 ⽉份发布了 Spring 的最新版本 Spring 5.0 通⽤版（GA）
第3节 Spring 的优势
整个 Spring 优势，传达出⼀个信号，Spring 是⼀个综合性，且有很强的思想性框架，每学习⼀ 天，就能体会到它的⼀些优势。
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⽅便解耦，简化开发
通过Spring提供的IoC容器，可以将对象间的依赖关系交由Spring进⾏控制，避免硬编码所造成的 过度程序耦合。⽤户也不必再为单例模式类、属性⽂件解析等这些很底层的需求编写代码，可以更 专注于上层的应⽤。
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AOP编程的⽀持
通过Spring的AOP功能，⽅便进⾏⾯向切⾯的编程，许多不容易⽤传统OOP实现的功能可以通过 AOP轻松应付。
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声明式事务的⽀持
@Transactional
可以将我们从单调烦闷的事务管理代码中解脱出来，通过声明式⽅式灵活的进⾏事务的管理，提⾼ 开发效率和质量。 -
⽅便程序的测试
可以⽤⾮容器依赖的编程⽅式进⾏⼏乎所有的测试⼯作，测试不再是昂贵的操作，⽽是随⼿可做的 事情。
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⽅便集成各种优秀框架
Spring可以降低各种框架的使⽤难度，提供了对各种优秀框架（Struts、Hibernate、Hessian、 Quartz等）的直接⽀持。
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降低JavaEE API的使⽤难度
Spring对JavaEE API（如JDBC、JavaMail、远程调⽤等）进⾏了薄薄的封装层，使这些API的使⽤ 难度⼤为降低。
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源码是经典的 Java 学习范例
Spring的源代码设计精妙、结构清晰、匠⼼独⽤，处处体现着⼤师对Java设计模式灵活运⽤以及对 Java技术的⾼深造诣。它的源代码无疑是Java技术的最佳实践的范例。
第4节 Spring 的核⼼结构
Spring是⼀个分层⾮常清晰并且依赖关系、职责定位⾮常明确的轻量级框架，主要包括⼏个⼤模块：数据处理模块、Web模块、AOP（Aspect Oriented Programming）/Aspects模块、Core Container模块 和 Test 模块，如下图所示，Spring依靠这些基本模块，实现了⼀个令⼈愉悦的融合了现有解决⽅案的零 侵⼊的轻量级框架。
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Spring核⼼容器（Core Container） 容器是Spring框架最核⼼的部分，它管理着Spring应⽤中
bean的创建、配置和管理。在该模块中，包括了Spring bean⼯⼚，它为Spring提供了DI的功能。
基于bean⼯⼚，我们还会发现有多种Spring应⽤上下⽂的实现。所有的Spring模块都构建于核⼼ 容器之上。 -
⾯向切⾯编程（AOP）/Aspects Spring对⾯向切⾯编程提供了丰富的⽀持。这个模块是Spring应
⽤系统中开发切⾯的基础，与DI⼀样，AOP可以帮助应⽤对象解耦。 -
数据访问与集成（Data Access/Integration）
Spring的JDBC和DAO模块封装了⼤量样板代码，这样可以使得数据库代码变得简洁，也可以更专 注于我们的业务，还可以避免数据库资源释放失败⽽引起的问题。 另外，Spring AOP为数据访问 提供了事务管理服务，同时Spring还对ORM进⾏了集成，如Hibernate、MyBatis等。该模块由 JDBC、Transactions、ORM、OXM 和 JMS 等模块组成。 -
Web 该模块提供了SpringMVC框架给Web应⽤，还提供了多种构建和其它应⽤交互的远程调⽤⽅案。
SpringMVC框架在Web层提升了应⽤的松耦合⽔平。 -
Test 为了使得开发者能够很⽅便的进⾏测试，Spring提供了测试模块以致⼒于Spring应⽤的测 试。
通过该模块，Spring为使⽤Servlet、JNDI等编写单元测试提供了⼀系列的mock对象实现。
第⼆部分 核⼼思想
**注意：**IOC和AOP不是spring提出的，在spring之前就已经存在，只不过更偏向于理论化，spring在技 术层次把这两个思想做了⾮常好的实现（Java）
第1节 IoC
1.1 什么是IoC？
==IoC Inversion of Control (控制反转/反转控制)，注意它是⼀个技术思想，不是⼀个技术实现 ==
描述的事情： Java开发领域对象的创建，管理的问题
传统开发⽅式：⽐如类A依赖于类B，往往会在类A中new⼀个B的对象
IoC思想下开发⽅式：我们不⽤⾃⼰去new对象了，⽽是由IoC容器（Spring框架）去帮助我们实例化对 象并且管理它，我们需要使⽤哪个对象，去问IoC容器要即可。
我们丧失了⼀个权利（创建、管理对象的权利）,得到了⼀个福利（不⽤考虑对象的创建、管理等⼀系列 事情）
为什么叫做控制反转？
控制： 指的是对象创建（实例化、管理）的权利
反转： 控制权交给外部环境了（spring框架、IoC容器）
1.2 IoC解决了什么问题
IoC解决对象之间的耦合问题
1.3 IoC和DI的区别
DI：Dependancy Injection（依赖注⼊）
怎么理解：
IOC和DI描述的是同⼀件事情，只不过⻆度不⼀样罢了
第2节 AOP
2.1 什么是AOP
AOP: Aspect oriented Programming ⾯向切⾯编程/⾯向⽅⾯编程 AOP是OOP的延续，从OOP说起。
OOP三⼤特征：封装、继承和多态 oop是⼀种垂直继承体系
OOP编程思想可以解决⼤多数的代码重复问题，但是有⼀些情况是处理不了的，⽐如下⾯的在顶级⽗类 Animal中的多个⽅法中相同位置出现了重复代码，OOP就解决不了。
横切逻辑代码
横切逻辑代码存在什么问题：
- 横切代码重复问题
- 横切逻辑代码和业务代码混杂在⼀起，代码臃肿，维护不⽅便
AOP出场，AOP独辟蹊径提出横向抽取机制，将横切逻辑代码和业务逻辑代码分析
代码拆分容易，那么如何在不改变原有业务逻辑的情况下，悄⽆声息的把横切逻辑代码应⽤到原有的业务逻辑中，达到和原来⼀样的效果，这个是⽐较难的
2.2 AOP在解决什么问题
在不改变原有业务逻辑情况下，增强横切逻辑代码，根本上解耦合，避免横切逻辑代码重复。
2.3 为什么叫做⾯向切⾯编程
「切」：指的是横切逻辑，原有业务逻辑代码我们不能动，只能操作横切逻辑代码，所以⾯向横切逻辑
「⾯」：横切逻辑代码往往要影响的是很多个⽅法，每⼀个⽅法都如同⼀个点，多个点构成⾯，有⼀个 ⾯的概念在⾥⾯
第三部分 ⼿写实现 IoC 和 AOP
上⼀部分我们理解了 IoC 和 AOP 思想，我们先不考虑 Spring 是如何实现这两个思想的，此处准备了⼀个『银⾏转账』的案例，请分析该案例在代码层次有什么问题 ？分析之后使⽤我们已有知识解决这些问题（痛点）。其实这个过程我们就是在⼀步步分析并⼿写实现 IoC 和 AOP。
第1节 银⾏转账案例界⾯
第2节 银⾏转账案例表结构
第3节 银⾏转账案例代码调⽤关系
第4节 银⾏转账案例关键代码
第5节 银⾏转账案例代码问题分析
（1）问题⼀： 在上述案例实现中，service层实现类在使⽤ dao 层对象时，直接在 TransferServiceImpl 中通过 AccountDao accountDao = new JdbcAccountDaoImpl() 获得了 dao层对象，然⽽⼀个 new 关键字却将 TransferServiceImpl 和 dao 层具体的⼀个实现类 JdbcAccountDaoImpl 耦合在了⼀起，如果说技术架构发⽣⼀些变动，dao 层的实现要使⽤其它技术， ⽐如 Mybatis，思考切换起来的成本？每⼀个 new 的地⽅都需要修改源代码，重新编译，⾯向接⼝开发 的意义将⼤打折扣？
（2）问题⼆： service 层代码没有竟然还没有进⾏事务控制 ？如果转账过程中出现异常，将可能导致 数据库数据错乱，后果可能会很严重，尤其在⾦融业务。
第6节 问题解决思路
针对问题⼀思考：
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实例化对象的⽅式除了 new 之外，还有什么技术？
反射 (需要把类的全限定类名配置在xml 中)
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考虑使⽤设计模式中的⼯⼚模式解耦合，另外项⽬中往往有很多对象需要实例化，那就在⼯⼚中使⽤反射技术实例化对象，⼯⼚模式很合适
- 更进⼀步，代码中能否只声明所需实例的接⼝类型，不出现 new 也不出现⼯⼚类的字眼，如下图？
能！声明⼀个变量并提供 set ⽅法，在反射的时候将所需要的对象注⼊进去吧
针对问题⼆思考：
- service 层没有添加事务控制，怎么办？
没有事务就添加上事务控制，⼿动控制
JDBC的Connection事务，但要注意将Connection和当前线程绑定（即保证⼀个线程只有⼀个Connection，这样操作才针对的是同⼀个Connection，进⽽控制的是同⼀个事务）
第7节 案例代码改造
（1）针对问题⼀的代码改造
lagou-transfer-sxIoc 由new对象的方式升级为bean.xml解析对象
- beans.xml
- 增加 BeanFactory.java
/*** 读取bean.xml文件，解析里面的所有标签，* 进行对象实例化后放入到map中，后续使用可以直接从map中取即可* 工厂类，生产对象（使用反射技术）*/
public class BeanFactory {/*** 任务一：读取解析xml，通过反射技术实例化对象并且存储待用（map集合）* 任务二：对外提供获取实例对象的接口（根据id获取）*/// 存储对象private static Map map = new HashMap<>();/*** XPath 使用路径表达式来选取 XML 文档中的节点或节点集** 经常使用到的路径表达式,如下** nodename 选取此节点的所有子节点。* / 从根节点选取。* // 从匹配选择的当前节点选择文档中的节点，而不考虑它们的位置。* . 选取当前节点。* .. 选取当前节点的父节点。* @ 选取属性。**/static {// 任务一：读取解析xml，通过反射技术实例化对象并且存储待用（map集合）// 加载xmlInputStream resourceAsStream = BeanFactory.class.getClassLoader().getResourceAsStream("beans.xml");// 解析xmlSAXReader saxReader = new SAXReader();try {Document document = saxReader.read(resourceAsStream);Element rootElement = document.getRootElement();//查找所有的bean标签List beanList = rootElement.selectNodes("//bean");for (int i = 0; i < beanList.size(); i++) {Element element = beanList.get(i);// 处理每个bean元素，获取到该元素的id 和 class 属性String id = element.attributeValue("id"); // accountDaoString clazz = element.attributeValue("class"); // com.lagou.edu.dao.impl.JdbcAccountDaoImpl// 通过反射技术实例化对象Class aClass = Class.forName(clazz);// 实例化之后的对象Object o = aClass.newInstance();// 存储到map中待用，key-类名称 value--实例化后的类对象map.put(id, o);}// 实例化完成之后维护对象的依赖关系，检查哪些对象需要传值进入，根据它的配置，我们传入相应的值// 有property子元素的bean就有传值需求List propertyList = rootElement.selectNodes("//property");// 解析property，获取父元素for (int i = 0; i < propertyList.size(); i++) {Element element = propertyList.get(i);// - 修改 TransferServlet
- 修改 TransferServiceImpl
- 改造代码分析图
（2）针对问题⼆的改造
原问题对应代码分析
第一次改造后对应代码分析
lagou-transfer-shoudong-sw 为手动事务代码
虽然能够进行处理事务，但是我们发现service层中需要手写事务处理，如果我们有100个service那是不是就要手动写一百次事务处理。那不得疯了。这种事务代码和业务代码严重耦合在一起。
我们可以使用AOP动态代理来改造。
第二次改造分析
源码地址 lagou-transfer-procxy-sw
public class ProxyFactory {private TransactionManager transactionManager;public void setTransactionManager(TransactionManager transactionManager) {this.transactionManager = transactionManager;}/*** Jdk动态代理* @param obj 委托对象* @return 代理对象*/public Object getJdkProxy(Object obj) {// 获取代理对象return Proxy.newProxyInstance(obj.getClass().getClassLoader(), obj.getClass().getInterfaces(),new InvocationHandler() {@Overridepublic Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {Object result = null;try{// 开启事务(关闭事务的自动提交)transactionManager.beginTransaction();result = method.invoke(obj,args);// 提交事务transactionManager.commit();}catch (Exception e) {e.printStackTrace();// 回滚事务transactionManager.rollback();// 抛出异常便于上层servlet捕获throw e;}return result;}});}/*** 使用cglib动态代理生成代理对象* @param obj 委托对象* @return*/public Object getCglibProxy(Object obj) {return Enhancer.create(obj.getClass(), new MethodInterceptor() {@Overridepublic Object intercept(Object o, Method method, Object[] objects, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {Object result = null;try{// 开启事务(关闭事务的自动提交)transactionManager.beginTransaction();result = method.invoke(obj,objects);// 提交事务transactionManager.commit();}catch (Exception e) {e.printStackTrace();// 回滚事务transactionManager.rollback();// 抛出异常便于上层servlet捕获throw e;}return result;}});}
}lagou-transfer-sxIoc 由new对象的方式升级为bean.xml解析对象
lagou-transfer-shoudong-sw 为手动事务代码
lagou-transfer-procxy-sw 使用动态代理模式增强事务