《剑指Java面试-Offer直通车》--Java框架Spring

目录

IOC

一、IOC原理

依赖注入的方式

依赖倒置原则、IOC、DI和Spring IOC容器的关系

二、Spring IOC的应用

spring IOC支持的功能

spring IOC容器的核心接口

getBean方法的代码逻辑

Spring Bean的作用域

Spring Bean的生命周期

AOP

一、AOP的介绍和使用

AOP的三种织入方式

AOP的主要名词概念

Advice的种类

二、AOP的原理

AOP的实现：JdkProxy和Cglib

代理模式：接口+真实实现类+代理类

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IOC

一、IOC原理

IOC（Inversion of Control）:控制反转，是Spring Core最核心部分。

需要先了解依赖注入DI（Dependency Inversion）：把底层类作为参数传递给上层类，实现上层对下层的“控制”。

IOC的另外一种实现方式：依赖查找DL（Dependency Lookup），Apache Avalon和EJB就是利用DL实现的IOC。DL相对DI而言是更为主动的方法，在需要的时候通过调用框架提供的方法来获取对象。获取时需要通过提供相关的配置文件路径、key等信息来确定获取对象的状态。DL已经被抛弃，因为它需要用户自己去使用API查找资源和组装对象，有侵入性。DI是当今IOC的主流实现方式。

• 依赖注入的方式

Set注入：实现特定属性的public setter（）方法来让IOC容器调用注入所依赖类型的对象

接口注入：实现特定的接口来让IOC容器注入所依赖类型的对象

构造函数注入：实现特定参数的构造函数，在创建对象时让IOC注入所依赖类型的对象

注解注入：通过Java注解机制，让IOC容器注入所依赖类型的对象。例如Spring框架里的Autowire标签都是能够实现注解功能的

• 依赖倒置原则、IOC、DI和Spring IOC容器的关系

依赖倒置原则是一种思想，大致含义是高层模块不应该依赖低层模块，两者都应该依赖其抽象。

有了依赖倒置原则的指导才有了IOC的思路，实现IOC思路离不开DI依赖注入的支撑。spring框架基于IOC提出了容器的概念，对于IOC来说，最重要的就是容器，容器管理着Bean的生命周期，控制着Bean的依赖注入。

因为采用依赖注入，在初始化过程中会写大量new，容器解决这个问题。容器自动对代码进行初始化，只需要维护一个Configuration（可以是xml，也可以是一段代码）而不用每次初始化时都要亲手去写一大段初始化的代码。IoC Container的第二个好处是我们在创建实例的时候不需要了解其中的细节。从最上层开始往下找依赖关系，到达最底层之后再往上一步一步new，类似深度遍历。

参考：Spring IoC和AOP的实现原理解析

 

二、Spring IOC的应用

spring启动时读取应用程序提供的bean配置信息，并在Spring容器中生成一份相应的bean配置表，根据注册表去实例化bean，装配好bean之间的依赖关系，为上层提供准备就绪的运行环境。spring提供配置文件描述bean以及bean之间的依赖关系，利用Java语言的反射功能实例化bean并建立bean之间的依赖关系。

• spring IOC支持的功能

依赖注入、依赖检查、自动装配、支持集合、指定初始化方法和销毁方法、支持回调方法（需要实现Spring接口，这种实现方式带有侵入性）

• spring IOC容器的核心接口

BeanFactory、ApplicationContext

BeanDefinition主要用来描述Bean的定义，Spring容器在启动的时候会将xml或者注解里bean的定义解析成spring内部的BeanDefinition。

BeanDefinitionRegistry接口提供向容器手工注册BeanDefinition对象的方法。

BeanFactory是Spring框架最核心的接口，提供IOC的配置机制；包含Bean的各种定义，便于实例化Bean；建立Bean之间的依赖关系；Bean生命周期的控制。

BeanFactory的体系结构：

 

BeanFactory与ApplicationContext的比较

ApplicationContext是BeanFactory的子接口之一。BeanFactory是spring框架的基础设施，面向Spring本身；ApplicationContext面向使用Spring框架的开发者

ApplicationContext继承至多个接口：

1）BeanFactory：能够管理装配Bean

2）ResourcePatternResolver：能够加载资源文件

3）MessageSource：管理Message，能够实现国际化等功能

4）ApplicationEventPublisher:能够注册监听器，实现监听机制

Bean如何装载到IOC中，如何从IOC获取Bean实例并使用，IOC容器的创建配置，Bean如何获取的底层原理

• getBean方法的代码逻辑

1）转换beanName

2）从缓存中加载实例

3）实例化Bean

4）检测parentBeanFactory

5）初始化依赖的Bean

6）创建Bean

• Spring Bean的作用域

singleton：Spring的默认作用域，容器里拥有唯一的Bean实例。适合无状态的Bean

prototype：针对每个getBean请求，容器都会创建一个Bean实例。适合有状态的Bean（把Bean设置成prototype作用域需谨慎，频繁创建和销毁Bean是有开销的）

web容器支持另外三种作用域

request：会为每个Http请求创建一个Bean实例

session：会为每个session创建一个Bean实例

globalsession：会为每个全局Http Session创建一个Bean实例，该作用域仅对Portlet有效

• Spring Bean的生命周期

创建过程

1）实例化Bean对象以及设置Bean属性

2）如果通过各种Aware接口声明依赖关系，则会注入Bean对容器基础设施层面的依赖。Aware接口是为了感知到自身的一些属性。容器管理的Bean一般不需要了解容器的状态和直接使用容器。在某些情况下，就需要在Bean中设定对容器的感知。Spring IOC容器也提供了该功能，它是通过特定的Aware接口来完成的。例如BeanNameAware可以在Bean中得到它在IOC容器中的Bean的实例的名字。

3）调用BeanPostProcessor的前置初始化方法postProcessorBeforeInitialization，主要作用是在Spring完成实例化之后对Spring容器实例化的Bean添加自定义的处理逻辑。

4）如果实现InitializingBean接口，则会调用afterPropertiesSet方法，做一些属性被设置后的自定义的事情。

5）调用Bean自身定义的init方法，做一些初始化相关的工作。

6）调用BeanPostProcessor的后置初始化方法postProcessAfterInitialization做Bean实例初始化化后的自定义工作。

7）Bean初始化完毕

销毁过程

若实现了DisposableBean接口，则会调用destory方法

若配置了destroy-method属性，则会调用其配置的销毁方法

 

AOP

一、AOP的介绍和使用

面向切面编程。软件工程有一个基本原则关注点分离，不同的问题交给不同的部分去解决，每部分专注解决自己的问题。面向切面编程AOP正是此种技术的体现。代码主要实现某种特定的业务逻辑，但往往不能专注于业务逻辑，写业务逻辑代码的同时还要写事务管理、缓存、日志等等通用块的功能。每个通用的功能都要和这些业务功能混在一起。为了将业务功能的关注点和通用化功能的关注点分离开来，就出现了AOP的技术。通用化功能代码的实现，对应的就是所谓的切面。业务功能代码和切面代码分开后，架构变得高内聚低耦合。确保功能的完整性，切面最终需要被合并到业务中（Weave）

• AOP的三种织入方式

编译时织入，需要特殊的Java编译器，如AspectJ

类加载时织入，需要特殊的Java编译器，如AspectJ和AspectWerkz

运行时织入，Spring采用的方式，通过动态代理的方式，实现简单

• AOP的主要名词概念

Aspect通用功能的代码实现

Target被织入Aspect的对象

Join Point可以作为切入点的机会，所有方法都可以作为切入点。

Pointcut Aspect实际被应用在Join Point，支持正则。

Advice类里面的方法以及这个方法如何织入到目标方法的方式

Weaving AOP的实现过程。AOP实现的过程中将切面应用到实际对象，从而创建一个新的代理对象的过程。

• Advice的种类

前置通知（Before）

后置通知（AfterReturning）

异常通知（AfterThrowing）

最终通知（After）

环绕通知（Around）

 

二、AOP的原理

• AOP的实现：JdkProxy和Cglib

由AopProxyFactory根据AdvisedSupport对象的配置来决定，默认策略如果目标类是接口，则用JDKProxy来实现，否则用后者。

JDKProxy通过反射接收被代理的类，并且要求被代理的类必须实现一个接口，JDK动态代理的核心是InvocationHandle接口和Proxy类。Cglib以继承的方式动态生成目标类的代理。目标类没有实现接口，SpringAOP就会使用Cglib来动态代理目标类，Cglib全称code generation lib，代码生成的类库，在运行时动态生成某个类的子类，通过修改字节码来实现代理。Cglib通过继承的方式实现动态代理，某个类被标记为final它是无法使用Cglib来做动态代理的。Cglib底层借助ASM实现，ASM是一种能够操作字节码的框架。反射机制在生成类的过程中比较高效；ASM在生成类之后的执行过程中比较高效。

• 代理模式：接口+真实实现类+代理类

真实实现类和代理类要实现接口，实例化时使用代理类。Spring AOP需要做的是生成一个代理类，替换掉真实实现类来对外提供服务。

Spring里代理模式的实现：真实实现类的逻辑包含在了getBean方法里，getBean方法返回的实际上是Proxy类的实例。Proxy类实例是Spring采用JDK Proxy或者CGLib动态生成的。getBean方法用于查找或者实例化容器中的Bean，这也是为什么Spring AOP只能作用于Spring容器中Bean的原因。对于不是使用IOC管理的对象，Spring AOP无能为力。