程序員筆記|Spring IoC、面向切面編程、事務(wù)管理等Spring基本概念詳解

一、Spring IoC

1.1 重要概念

1）控制反轉(zhuǎn)（Inversion of control）

控制反轉(zhuǎn)是一種通過(guò)描述（在java中通過(guò)xml或者注解）并通過(guò)第三方去產(chǎn)生或獲取特定對(duì)象的方式。

控制反轉(zhuǎn)IoC(Inversion of Control)是說(shuō)創(chuàng)建對(duì)象的控制權(quán)進(jìn)行轉(zhuǎn)移，以前創(chuàng)建對(duì)象的主動(dòng)權(quán)和創(chuàng)建時(shí)機(jī)是由自己把控的，而現(xiàn)在這種權(quán)力轉(zhuǎn)移到第三方，比如轉(zhuǎn)移交給了IoC容器，它就是一個(gè)專門用來(lái)創(chuàng)建對(duì)象的工廠，你要什么對(duì)象，它就給你什么對(duì)象，有了 IoC容器，依賴關(guān)系就變了，原先的依賴關(guān)系就沒(méi)了，它們都依賴IoC容器了，通過(guò)IoC容器來(lái)建立它們之間的關(guān)系。

控制反轉(zhuǎn)就是獲取依賴對(duì)象的方式反轉(zhuǎn)了，正常情況下由應(yīng)用程序主動(dòng)創(chuàng)建依賴對(duì)象，實(shí)現(xiàn)對(duì)依賴對(duì)象的管理，創(chuàng)建依賴對(duì)象的控制權(quán)在應(yīng)用程序手中，應(yīng)用程序需要什么對(duì)象，就主動(dòng)去創(chuàng)建這個(gè)對(duì)象，這是正轉(zhuǎn)的情況。實(shí)現(xiàn)控制反轉(zhuǎn)之后，由IoC容器實(shí)現(xiàn)依賴對(duì)象的創(chuàng)建和管理，應(yīng)用程序需要什么樣的對(duì)象，IoC容器就根據(jù)需求創(chuàng)建這個(gè)對(duì)象，應(yīng)用程序只是被動(dòng)地接收和使用這個(gè)對(duì)象，依賴對(duì)象的創(chuàng)建管理控制權(quán)由應(yīng)用程序轉(zhuǎn)移給了IoC容器，這就實(shí)現(xiàn)了控制反轉(zhuǎn)。

2）依賴注入（Dependency Injection）

控制反轉(zhuǎn)的另一種表述方式，即讓調(diào)用類對(duì)某一接口的實(shí)現(xiàn)類的依賴關(guān)系由第三方（容器或協(xié)作類）注入，用以移除調(diào)用類對(duì)某一接口實(shí)現(xiàn)類的依賴。

3）Beanfacory 和ApplicationContext

Spring通過(guò)配置文件描述Bean以及Bean之間的依賴關(guān)系，利用Java語(yǔ)言的反射功能實(shí)例化Bean并建立起B(yǎng)ean之間的依賴關(guān)系。Spring的IoC容器在完成這些底層工作的基礎(chǔ)上，提供了Bean實(shí)例緩存、生命周期管理、Bean實(shí)例代理、事件發(fā)布、資源裝載等服務(wù)。

Beanfacory 是Spring框架最核心的接口，提供了高級(jí)IoC的配置機(jī)制。Beanfacory使管理不同的java對(duì)象成為可能，ApplicationContext（應(yīng)用上下文）建立在Beanfacory基礎(chǔ)之上，提供更多面向引用的功能。Beanfacory 即為IoC容器，由于ApplicationContext建立在Beanfacory，我們也稱ApplicationContext為IoC容器。

IoC容器主要功能

• 動(dòng)態(tài)創(chuàng)建、注入依賴對(duì)象。

• 管理對(duì)象生命周期。

• 映射依賴關(guān)系。

實(shí)現(xiàn)IoC容器的方式

• 依賴查找。

• 依賴注入。

依賴注入的三種方式

• 構(gòu)造器注入。
• etter注入。
• 接口注入。

注入和裝配的區(qū)別

注入是實(shí)例化一個(gè)類時(shí)對(duì)類中各個(gè)參數(shù)的賦值方式。

裝配是定義bean以及bean之間關(guān)系。

• 裝配bean概述：

  • 基于xml中配置。

  • 基于注解中配置。

  • 基于java類配置。

  • 基于Groovy DSL配置。

• Bean作用域：

  • 單例（singleton）：它是默認(rèn)的選項(xiàng)，在整個(gè)應(yīng)用中，Spring只為其生成一個(gè)Bean的實(shí)例。

  • 原型（prototype）：每次注入時(shí)，或者通過(guò)Spring IoC容器獲取Bean時(shí)，Spring都會(huì)為它創(chuàng)建一個(gè)新的實(shí)例。

  • 會(huì)話（session）：在web應(yīng)用中使用，就是在會(huì)話過(guò)程中Spring只會(huì)創(chuàng)建一個(gè)實(shí)例。

  • 請(qǐng)求（request）：在web應(yīng)用中使用，就是在一次請(qǐng)求中Spring會(huì)創(chuàng)建一個(gè)實(shí)例，但是不同的請(qǐng)求會(huì)創(chuàng)建不同的實(shí)例。

1.2 基于xml中配置

1）四種自動(dòng)裝配類型

• byName:根據(jù)名字自行自動(dòng)匹配。

• byType：根據(jù)類型自行自動(dòng)匹配。

• construtor：根據(jù)構(gòu)造函數(shù)自行自動(dòng)匹配。

• autodetect：根據(jù)bean的自省機(jī)制選擇byType或者construtor。

2）Bean之間的關(guān)系

• 繼承；
• 依賴；
• 引用。

1.3 基于注解的配置

1）使用注解定義bean

• @Component：用于對(duì)所有的類進(jìn)行注解。
• @Repository：用于對(duì)Dao實(shí)現(xiàn)類進(jìn)行標(biāo)注。
• @Service：用于對(duì)Service實(shí)現(xiàn)類進(jìn)行標(biāo)注。
• @controller:用于對(duì)controller實(shí)現(xiàn)類進(jìn)行標(biāo)注。

2）自動(dòng)裝配

• @Autowired:通過(guò)@Autowired注解實(shí)現(xiàn)Bean的依賴注入。

• @Autowired的required屬性：用來(lái)指定是否必須找到匹配的Bean。

• @Qualifier，指定Bean的名稱。

profile：用于切換開(kāi)發(fā)環(huán)境。

Spring EL：更為靈活的注入方式，能夠在運(yùn)行時(shí)構(gòu)建復(fù)雜表達(dá)式，存取對(duì)象屬性、對(duì)象方法調(diào)用等。

作用

• 使用bean id引用bean。

• 調(diào)用指定對(duì)象的方法和訪問(wèn)對(duì)象的屬性。

• 進(jìn)行運(yùn)算。

• 提供正則表達(dá)式進(jìn)行匹配。

• 集合配置。

二、面向切面編程（Aspect Oriented Programming）

概述：AOP技術(shù)利用"橫切"技術(shù)，剖解開(kāi)封裝的對(duì)象內(nèi)部，并將那些影響了多個(gè)類的公共行為封裝到一個(gè)可重用模塊，并將其命名為"Aspect"，即切面。所謂"切面"，簡(jiǎn)單說(shuō)就是那些與業(yè)務(wù)無(wú)關(guān)，卻為業(yè)務(wù)模塊所共同調(diào)用的邏輯或責(zé)任封裝起來(lái)，便于減少系統(tǒng)的重復(fù)代碼，降低模塊之間的耦合度，并有利于未來(lái)的可操作性和可維護(hù)性。

2.1 AOP相關(guān)概念

方面（Aspect）：一個(gè)關(guān)注點(diǎn)的模塊化，這個(gè)關(guān)注點(diǎn)實(shí)現(xiàn)可能另外橫切多個(gè)對(duì)象。事務(wù)管理是J2EE應(yīng)用中一個(gè)很好的橫切關(guān)注點(diǎn)例子。方面用Spring的 Advisor或攔截器實(shí)現(xiàn)。

連接點(diǎn)（Joinpoint）: 程序執(zhí)行過(guò)程中明確的點(diǎn)，如方法的調(diào)用或特定的異常被拋出。

通知（Advice）: 在特定的連接點(diǎn)，AOP框架執(zhí)行的動(dòng)作。各種類型的通知包括“around”、“before”和“throws”通知。通知類型將在下面討論。許多AOP框架包括Spring都是以攔截器做通知模型，維護(hù)一個(gè)“圍繞”連接點(diǎn)的攔截器鏈。Spring中定義了四個(gè)advice: BeforeAdvice, AfterAdvice, ThrowAdvice和DynamicIntroductionAdvice。

切入點(diǎn)（Pointcut）: 指定一個(gè)通知將被引發(fā)的一系列連接點(diǎn)的集合。AOP框架必須允許開(kāi)發(fā)者指定切入點(diǎn)：例如，使用正則表達(dá)式。 Spring定義了Pointcut接口，用來(lái)組合MethodMatcher和ClassFilter，可以通過(guò)名字很清楚的理解， MethodMatcher是用來(lái)檢查目標(biāo)類的方法是否可以被應(yīng)用此通知，而ClassFilter是用來(lái)檢查Pointcut是否應(yīng)該應(yīng)用到目標(biāo)類上。

引入（Introduction）: 添加方法或字段到被通知的類。 Spring允許引入新的接口到任何被通知的對(duì)象。例如，你可以使用一個(gè)引入使任何對(duì)象實(shí)現(xiàn) IsModified接口，來(lái)簡(jiǎn)化緩存。Spring中要使用Introduction, 可有通過(guò)DelegatingIntroductionInterceptor來(lái)實(shí)現(xiàn)通知，通過(guò)DefaultIntroductionAdvisor來(lái)配置Advice和代理類要實(shí)現(xiàn)的接口。

目標(biāo)對(duì)象（Target Object）: 包含連接點(diǎn)的對(duì)象。也被稱作被通知或被代理對(duì)象。POJO。

AOP代理（AOP Proxy）: AOP框架創(chuàng)建的對(duì)象，包含通知。 在Spring中，AOP代理可以是JDK動(dòng)態(tài)代理或者CGLIB代理。

織入（Weaving）: 組裝方面來(lái)創(chuàng)建一個(gè)被通知對(duì)象。這可以在編譯時(shí)完成（例如使用AspectJ編譯器），也可以在運(yùn)行時(shí)完成。Spring和其他純Java AOP框架一樣，在運(yùn)行時(shí)完成織入。

• 前置通知（Before advice）： 在某連接點(diǎn)（join point）之前執(zhí)行的通知，但這個(gè)通知不能阻止連接點(diǎn)前的執(zhí)行（除非它拋出一個(gè)異常）。

• 后置通知（After advice）： 當(dāng)某連接點(diǎn)退出的時(shí)候執(zhí)行的通知（不論是正常返回還是異常退出）。

• 環(huán)繞通知（Around Advice）： 包圍一個(gè)連接點(diǎn)（join point）的通知，如方法調(diào)用。這是最強(qiáng)大的一種通知類型。 環(huán)繞通知可以在方法調(diào)用前后完成自定義的行為。它也會(huì)選擇是否繼續(xù)執(zhí)行連接點(diǎn)或直接返回它們自己的返回值或拋出異常來(lái)結(jié)束執(zhí)行。

• 返回后通知（After returning advice）： 在某連接點(diǎn)（join point）正常完成后執(zhí)行的通知，例如，一個(gè)方法沒(méi)有拋出任何異常，正常返回。

• 拋出異常后通知（After throwing advice）： 在方法拋出異常退出時(shí)執(zhí)行的通知。

2.2 Spring AOP實(shí)現(xiàn)的四種方式：

• 使用proxyFactoryBean和對(duì)應(yīng)的接口實(shí)現(xiàn)AOP

• 使用XML配置AOP

• 使用@AspectJ注解驅(qū)動(dòng)切面

• 使用AspectJ注入切面

2.3 多切面的情況

• aspect里面有一個(gè)order屬性，order屬性的數(shù)字就是橫切關(guān)注點(diǎn)的順序。

• Spring默認(rèn)以aspect的定義順序作為織入順序。

三、Spring事務(wù)管理

3.1 事務(wù)管理器

Spring并不直接管理事務(wù)，而是提供了多種事務(wù)管理器，他們將事務(wù)管理的職責(zé)委托給Hibernate或者JTA等持久化機(jī)制所提供的相關(guān)平臺(tái)框架的事務(wù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。Spring事務(wù)管理器的接口是org.springframework.transaction.PlatformTransactionManager，通過(guò)這個(gè)接口，Spring為各個(gè)平臺(tái)如JDBC、Hibernate等都提供了對(duì)應(yīng)的事務(wù)管理器。

3.2 事務(wù)屬性的定義

1）傳播行為

Spring定義了七種傳播行為，以下為常見(jiàn)類型:

PROPAGATION_REQUIRED:表示當(dāng)前方法必須運(yùn)行在事務(wù)中。如果當(dāng)前事務(wù)存在，方法將會(huì)在該事務(wù)中運(yùn)行。否則，會(huì)啟動(dòng)一個(gè)新的事務(wù)

PROPAGATION_SUPPORTS:表示當(dāng)前方法不需要事務(wù)上下文，但是如果存在當(dāng)前事務(wù)的話，那么該方法會(huì)在這個(gè)事務(wù)中運(yùn)行

PROPAGATION_MANDATORY:表示該方法必須在事務(wù)中運(yùn)行，如果當(dāng)前事務(wù)不存在，則會(huì)拋出一個(gè)異常

2）隔離級(jí)別

隔離級(jí)別定義了一個(gè)事務(wù)可能受其他并發(fā)事務(wù)影響的程度。

• ISOLATION_DEFAULT:使用后端數(shù)據(jù)庫(kù)默認(rèn)的隔離級(jí)別

• ISOLATIONREADUNCOMMITTED:最低的隔離級(jí)別，允許讀取尚未提交的數(shù)據(jù)變更，可能會(huì)導(dǎo)致臟讀、幻讀或不可重復(fù)讀.

• ISOLATIONREADCOMMITTED:允許讀取并發(fā)事務(wù)已經(jīng)提交的數(shù)據(jù)，可以阻止臟讀，但是幻讀或不可重復(fù)讀仍有可能發(fā)生

• ISOLATIONREPEATABLEREAD:對(duì)同一字段的多次讀取結(jié)果都是一致的，除非數(shù)據(jù)是被本身事務(wù)自己所修改，可以阻止臟讀和不可重復(fù)讀，但幻讀仍有可能發(fā)生

• ISOLATION_SERIALIZABLE:最高的隔離級(jí)別，完全服從ACID的隔離級(jí)別，確保阻止臟讀、不可重復(fù)讀以及幻讀，也是最慢的事務(wù)隔離級(jí)別，因?yàn)樗ǔＪ峭ㄟ^(guò)完全鎖定事務(wù)相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)表來(lái)實(shí)現(xiàn)的

3）只讀:通過(guò)將事務(wù)設(shè)置為只讀，你就可以給數(shù)據(jù)庫(kù)一個(gè)機(jī)會(huì)，讓它應(yīng)用它認(rèn)為合適的優(yōu)化措施。

4）事務(wù)超時(shí):事務(wù)超時(shí)就是事務(wù)的一個(gè)定時(shí)器，在特定時(shí)間內(nèi)事務(wù)如果沒(méi)有執(zhí)行完畢，那么就會(huì)自動(dòng)回滾，而不是一直等待其結(jié)束。

5）回滾規(guī)則:這些規(guī)則定義了哪些異常會(huì)導(dǎo)致事務(wù)回滾而哪些不會(huì)。

3.3 編程式和聲明式事務(wù)的區(qū)別

Spring提供了對(duì)編程式事務(wù)和聲明式事務(wù)的支持，編程式事務(wù)允許用戶在代碼中精確定義事務(wù)的邊界，而聲明式事務(wù)（基于AOP）有助于用戶將操作與事務(wù)規(guī)則進(jìn)行解耦。

簡(jiǎn)單地說(shuō)，編程式事務(wù)侵入到了業(yè)務(wù)代碼里面，但是提供了更加詳細(xì)的事務(wù)管理；而聲明式事務(wù)由于基于AOP，所以既能起到事務(wù)管理的作用，又可以不影響業(yè)務(wù)代碼的具體實(shí)現(xiàn)。

作者：姚遠(yuǎn)

來(lái)源：宜信技術(shù)學(xué)院