Spring框架之Ioc与AOP

Spring框架简介

Spring是一个开放源代码的设计层面框架,它解决的是业务逻辑层和其他各层的松耦合问题,因此它将面向接口的编程思想贯穿整个系统应用。Spring是于2003 年兴起的一个轻量级的Java 开发框架,由Rod Johnson创建。简单来说,Spring是一个分层的JavaSE/EE full-stack(一站式) [轻量级]开源框架。

Spring特点

  • 非侵入式

所谓非侵入式是指,Spring 框架的 API 不会在业务逻辑上出现,即业务逻辑是 POJO(原生Java对象)。由于业务逻辑中没有 Spring 的 API,所以业务逻辑可以从 Spring 框架快速的移植到其他框架, 即与环境无关。非侵入式框架是轻量级框架的重要特点,如hibernate和spring,当我们想去掉hibernate和[spring框架]时,只需修改相应的程序,程序仍可运行。

  • 容器

Spring 作为一个容器,可以统一管理对象的生命周期、对象与对象之间的依赖关系。可以通过配置文件,来定义对象,以及设置与其他对象的依赖关系。

  • IoC(控制反转)

控制反转(Inversion of Control),控制反转就是被调用者的实例不是由调用者创建,而是由Spring容器创建,Spring创建好对象,然后存储到一个容器里面。
当应用了IoC,一个对象依赖其他对象会通过被动的方式传递进来,而不是由这个对象创建或查找依赖对象。即,不是从容器中查找依赖,而是容器在对象初始化时不等对象请求就主动将依赖传递给它。

  • AOP(面向切面编程)

面向切面编程(AOP,Aspect Orient Programming),是一种编程思想,AOP,面向切面编程,就是把可重用的功能提取出来,然后将这些通用功能在合适的时候织入到应用程序中,比如事务管理、权限控制、日志记录、性能统计等。Spring 也提供了面向切面编程的丰富支持,允许通过分离应用的业务逻辑与系统级服务(例如日志和事务管理)进行开发。应用对象只实现它们应该做的——完成业务逻辑——仅此而已。它们并不负责其它的系统级关注点,例如日志或事务支持。
我们可以把日志、安全、事务管理等服务理解成一个“切面”,那么以前这些服务一直是直接写在业务逻辑的代码当中的,这有两点不好:首先业务逻辑不纯净;其次这些服务被很多业务逻辑反复使用,完全可以剥离出来做到复用。那么 AOP 就是这些问题的解决方案, 可以把这些服务剥离出来形成一个“切面”,以期复用,然后将“切面”动态的“织入”到业务逻辑中,让业务逻辑能够享受到此“切面”的服务。

Spring将降级耦合度的方式分为了两类:IoC(控制反转)和AOP(面向切面编程),同时,这也是Spring的核心。

Spring核心框架结构体系

Spring5模块结构图

上图是Spring 5的模块结构图,而这些组件被分别整合在核心容器(Core Container)、AOP(Aspect Oriented Programming)、设备支持(Instrument)、数据访问及集成(Data Access/Integratioin)、Web、报文发送(Messaging)、Test等模块。

1.核心容器:由spring-beans, spring-core, spring-context和spring-expression 4个模块组成。

(1)spring-core:控制反转IoC(Inversion of Control)与依赖注入DI(Dependency Injection)的基本实现,控制反转是种设计思想,即将你设计好的对象交给容器控制,而不是传统的在你的对象内部直接控制。

(2)spring-beans:Bean工厂与bean的装配,BeanFactory接口使用控制反转对应用程序的配置、依赖性规范与实际的应用程序代码进行分离。但是BeanFactory容器实例化后并不会自动实例化Bean,只有当Bean被使用时BeanFactory容器才会对该Bean进行实例化与依赖关系的装配。

(3)spring-context:spring的context上下文,即IoC容器,它扩展了BeanFactory,为它添加了Bean生命周期管理、框架事件体系、资源加载透明化等功能,此外该模块还提供了很多企业级支持,如远程访问、任务调度等。ApplicationContext是该模块的核心接口,它扩展了BeanFactory,ApplicationContext容器实例化后会自动对所有的单实例Bean进行实例化与依赖关系的装配,使之处于待用状态。

(4)spring-expression:spring表达式语言,是统计表达式语言(EL)的扩展模块,可以查询、管理运行中的对象,同时也方便的可以调用对象方法、操作数组、集合等。最出色的要数函数调用和简单字符串的模板函数。
2.AOP和设备支持

(1)spring-aop:面向切面编程,aop就是在某一个类或方法执行前后打个标记,声明在执行到这里之前要先执行什么,执行完这里之后要接着执行什么,插入新的执行方法。在Spring中,它是以JVM的动态代理技术为基础,然后设计一系列AOP横切实现,比如前置通知、返回通知、异常通知等,同时Pointcut接口来匹配切入点,可以使用现有切入点来设计横切面,也可以扩展相关方法根据需求进行切入。

(2)spring-aspects:集成AspectJ, 主要是为Spring AOOP提供多种AOP实现方法。

(3)spring-instrument:提供一些类级的工具支持和ClassLoader级的实现,用于服务器。该模块是基于JAVA SE中的“java.lang.instrument”进行设计的,应该算是AOP的一个支援模块,主要作用是在JVM启用时,生成一个代理类,程序员通过代理类在运行时修改类的字节,从而改变一个类的实现。
3.数据访问及集成

(1)spring-jdbc:jdbc的支持,主要是提供JDBC模板方式、关系数据库对象化方式、SimpleJdbc方式、事务管理来简化JDBC编程,主要实现类JdbcTemplate、SimpleJdbcTemplate、NamedParameterJdbcTemplate

(2)spring-tx:事务控制,通过它的AOP配置,可以灵活的配置在任何一层,但是在很多的需求和应用,直接使用JDBC事务控制还是有其优势的。

(3)spring-orm:对象关系映射,集成orm框架,主要集成Hibernate、Java Persistence API(JPA)和Java Data Object(JDO)用于资源管理、数据访问对象(DAO)的实现和事务策略。

(4)spring-oxm:对象xml映射,OXM是Object to XML Mapping的缩写,例如:jaxb, castor xmlbeans,JiBx,XStream等。

(5)spring-jms:java消息服务

(6)spring-messaging:为Spring框架集成一些基础的报文发送应用。

4.Web

(1)spring-web:提供最基础的web支持,主要建立在核心容器上,通过Servlet或者Listener来初始化IOC容器,也包括一些与Web相关的支持。

(2)spring-webmvc:实现了Spring MVC的Web应用

(3)spring-websocket:主要是与Web前端的全双工通讯协议。

(4)spring-webflux:是一个新的非阻塞式Reactive Web框架,可以用来建立异步、非阻塞、事件驱动的服务,并且扩展性非常好。

Spring5包结构

该图是Spring 5的包结构,可以从中清楚看出Spring各个模块之间的依赖关系,所以在学习Spring的源码时,可以从Spring-core入手,其次是Spring-beans和spring-aop,随后是spring-context,再其次是spring-tx和spring-orm。

因为spring-core依赖了commons-logging,而其他模块都依赖了spring-core,所以整个spring框架都依赖了commons-logging。

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