Spring1-手写ioc和aop

一:spring基本认识

spring核心模块:

spring分为几大模块:

  • web模块:操作servlet,提供了springmvc框架,提升了应用的解耦。
  • 数据访问与集成(data access):数据操作层,封装了api操作数据库, 提供了事务管理,连接管理等。还能集成一些优秀的持久层框架如mybatis等。
  • 核⼼容器(Core Container): spring的核心,维护bean的创建,管理等,包含了核心技术ioc的应用。 spring粗略看来,其实就是一套管理bean的框架。
  • ⾯向切⾯编程(AOP/Aspects Spring对⾯向切⾯编程提供了丰富的⽀持,
    是Spring 中开发切⾯的基础,可以帮助解耦。
  • Test模块:单元测试。

核心思想: 

spring核心思想,就是ioc和iop的应用:

ioc:  控制反转

控制就是指,对于对象的创建权利。 一般来说,是需要使用者自己去new对象的,spring中交给了框架来创建,我们要用的时候,只需要通过注解@Autowire注入。 也就是将创建权利交给了框架,所以叫控制反转。  

另外也可以叫依赖注入,是因为框架在创建对象时,会将其依赖的对象也注入进去。 和ioc描述的一件事,只不过角度不同。

aop:⾯向切⾯编程 

面向切面编程,是面向对象编程OOP的延续,OOP有三⼤特征:封装、继承和多态,是一种垂直架构。   

在oop中,父类中有的功能,子类可以通过继承来获取,还可以在子类中扩展。   但是要给没有继承关系的类,实现一个公共行为,那就需要横向架构了,aop就是为了实现这一点。

二:手写ioc和aop

在正式学习spring的ioc和aop之前,先来手动写一个实现,感受一下。

先看一个没有ioc和aop的案例-银行转账:

表结构:

代码调用关系:

 代码:

Servlet:

import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.annotation.WebServlet;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.io.IOException;

/**
 * @author lf
 */
@WebServlet(name="transferServlet",urlPatterns = "/transferServlet")
public class TransferServlet extends HttpServlet {


    // 1. 实例化service层对象
    private TransferService transferService = new TransferServiceImpl();

    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        doPost(req,resp);
    }

    @Override
    protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {

        // 设置请求体的字符编码
        req.setCharacterEncoding("UTF-8");

        String fromCardNo = req.getParameter("fromCardNo");
        String toCardNo = req.getParameter("toCardNo");
        String moneyStr = req.getParameter("money");
        int money = Integer.parseInt(moneyStr);

        Result result = new Result();

        try {

            // 2. 调用service层方法
            transferService.transfer(fromCardNo,toCardNo,money);
            result.setStatus("200");
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            result.setStatus("201");
            result.setMessage(e.toString());
        }

        // 响应
        resp.setContentType("application/json;charset=utf-8");
        resp.getWriter().print(JsonUtils.object2Json(result));
    }
}
TransferService 接⼝及实现类
public interface TransferService {
    void transfer(String fromCardNo,String toCardNo,int money) throws Exception;
}


public class TransferServiceImpl implements TransferService {

    private AccountDao accountDao = new JdbcAccountDaoImpl();

    @Override
    public void transfer(String fromCardNo, String toCardNo, int money) throws Exception {
        Account from = accountDao.queryAccountByCardNo(fromCardNo);
        Account to = accountDao.queryAccountByCardNo(toCardNo);

        from.setMoney(from.getMoney()-money);
        to.setMoney(to.getMoney()+money);

        accountDao.updateAccountByCardNo(to);
        accountDao.updateAccountByCardNo(from);
    }
}

dao层:

import java.sql.Connection;
import java.sql.PreparedStatement;
import java.sql.ResultSet;



public interface AccountDao {

    Account queryAccountByCardNo(String cardNo) throws Exception;

    int updateAccountByCardNo(Account account) throws Exception;
}



public class JdbcAccountDaoImpl implements AccountDao {


    @Override
    public Account queryAccountByCardNo(String cardNo) throws Exception {
        //从连接池获取连接
        Connection con = DruidUtils.getInstance().getConnection();
        String sql = "select * from account where cardNo=?";
        PreparedStatement preparedStatement = con.prepareStatement(sql);
        preparedStatement.setString(1,cardNo);
        ResultSet resultSet = preparedStatement.executeQuery();

        Account account = new Account();
        while(resultSet.next()) {
            account.setCardNo(resultSet.getString("cardNo"));
            account.setName(resultSet.getString("name"));
            account.setMoney(resultSet.getInt("money"));
        }

        resultSet.close();
        preparedStatement.close();
        con.close();

        return account;
    }

    @Override
    public int updateAccountByCardNo(Account account) throws Exception {

        // 从连接池获取连接
        Connection con = DruidUtils.getInstance().getConnection();
        String sql = "update account set money=? where cardNo=?";
        PreparedStatement preparedStatement = con.prepareStatement(sql);
        preparedStatement.setInt(1,account.getMoney());
        preparedStatement.setString(2,account.getCardNo());
        int i = preparedStatement.executeUpdate();

        preparedStatement.close();
        con.close();
        return i;
    }
}





public class DruidUtils {

    private DruidUtils(){
    }

    private static DruidDataSource druidDataSource = new DruidDataSource();


    static {
        druidDataSource.setDriverClassName("com.mysql.jdbc.Driver");
        druidDataSource.setUrl("jdbc:mysql://localhost:3306/bank");
        druidDataSource.setUsername("root");
        druidDataSource.setPassword("123456");

    }

    public static DruidDataSource getInstance() {
        return druidDataSource;
    }

}

上述代码问题分析:

1、new service 和 new dao,将具体实现类耦合在一起,如果要切换实现类需要改代码,不符合面向接口开发。

2、service层没有事务控制,存在隐患。

解决方案:

问题1:不使用new,将类的全限定名配置到xml,通过反射来实例化。    当然不可能每个地方来使用反射逻辑呢,因为有很多类都需要实例化,可以选择工厂模式来创建对象,达到解耦。

问题2:在service添加事务,手动控制jdbc的Connection事务。   为了保证多次操作在一个事务里执行,就不能像上述代码中,每调用一次update就使用一个新的Connection。 这时候就需要将一个Connection与当前线程绑定在一起。

具体代码实现:

问题一:

bean.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<!--跟标签beans,里面配置一个又一个的bean子标签,每一个bean子标签都代表一个类的配置-->
<beans>
    <!--id标识对象,class是类的全限定类名-->
    <bean id="accountDao" class="com.lagou.edu.dao.impl.JdbcAccountDaoImpl">  
        <!--set+ name 之后锁定到传值的set方法了,通过反射技术可以调用该方法传入对应的值-->
        <property name="AccountDao" ref="accountDao"></property>
    </bean>

    <bean id="transferService" class="com.lagou.edu.service.impl.TransferServiceImpl">
        <!--set+ name 之后锁定到传值的set方法了,通过反射技术可以调用该方法传入对应的值-->
        <property name="AccountDao" ref="accountDao"></property>
    </bean>
</beans>

有了xml后,需要一个工厂通过反射,来实例化bean。

BeanFactory扫描xml,完成bean的创建和自动注入

/**
 * @author 应癫
 *
 * 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)
     */

    private static Map<String,Object> map = new HashMap<>();  // 存储对象


    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xml
        InputStream resourceAsStream = BeanFactory.class.getClassLoader().getResourceAsStream("beans.xml");
        // 解析xml
        SAXReader saxReader = new SAXReader();
        try {
            Document document = saxReader.read(resourceAsStream);
            Element rootElement = document.getRootElement();
            List<Element> 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");        // accountDao
                String 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);
                Object o = aClass.newInstance();  // 实例化之后的对象

                // 存储到map中待用
                map.put(id,o);

            }

            // 实例化完成之后,需要维护对象的依赖关系,查看有property子元素的bean,通过set方法注入。
            List<Element> 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);   //<property name="AccountDao" ref="accountDao"></property>
                String name = element.attributeValue("name");
                String ref = element.attributeValue("ref");

                // 找到当前需要被处理依赖关系的bean
                Element parent = element.getParent();

                // 调用父元素对象的反射功能
                String parentId = parent.attributeValue("id");
                Object parentObject = map.get(parentId);
                // 遍历父对象中的所有方法,找到"set" + name
                Method[] methods = parentObject.getClass().getMethods();
                for (int j = 0; j < methods.length; j++) {
                    Method method = methods[j];
                    if(method.getName().equalsIgnoreCase("set" + name)) {  // 该方法就是 setAccountDao(AccountDao accountDao)
                        method.invoke(parentObject,map.get(ref));
                    }
                }

                // 把处理之后的parentObject重新放到map中
                map.put(parentId,parentObject);

            }


        } catch (DocumentException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InstantiationException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InvocationTargetException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }


    // 任务二:对外提供获取实例对象的接口(根据id获取)
    public static  Object getBean(String id) {
        return map.get(id);
    }

}

经过BeanFactory,所有的bean都放到了map中,并且也设置了属性依赖。

在servlet,就可以通过BeanFactory获取属性依赖transferService 

private TransferService transferService = (TransferService)BeanFactory.getBean("transferService");

问题二:

使用ConnectionUtils将Connection与当前线程绑定:

public class ConnectionUtils {

    private ThreadLocal<Connection> threadLocal = new ThreadLocal<>(); // 存储当前线程的连接

    /**
     * 从当前线程获取连接
     */
    public Connection getCurrentThreadConn() throws SQLException {
        /**
         * 判断当前线程中是否已经绑定连接,如果没有绑定,需要从连接池获取一个连接绑定到当前线程
          */
        Connection connection = threadLocal.get();
        if(connection == null) {
            // 从连接池拿连接并绑定到线程
            connection = DruidUtils.getInstance().getConnection();
            // 绑定到当前线程
            threadLocal.set(connection);
        }
        return connection;

    }
}



public class DruidUtils {

    private DruidUtils(){
    }

    private static DruidDataSource druidDataSource = new DruidDataSource();


    static {
        druidDataSource.setDriverClassName("com.mysql.jdbc.Driver");
        druidDataSource.setUrl("jdbc:mysql://localhost:3306/bank");
        druidDataSource.setUsername("root");
        druidDataSource.setPassword("123456");

    }

    public static DruidDataSource getInstance() {
        return druidDataSource;
    }

}

事务管理器TransactionManager :

public class TransactionManager {

    private ConnectionUtils connectionUtils;

    public void setConnectionUtils(ConnectionUtils connectionUtils) {
        this.connectionUtils = connectionUtils;
    }


    // 开启手动事务控制
    public void beginTransaction() throws SQLException {
        connectionUtils.getCurrentThreadConn().setAutoCommit(false);
    }


    // 提交事务
    public void commit() throws SQLException {
        connectionUtils.getCurrentThreadConn().commit();
    }


    // 回滚事务
    public void rollback() throws SQLException {
        connectionUtils.getCurrentThreadConn().rollback();
    }
}

有了事务管理器,我们要在service层来使用,达到控制事务的目的。 我们可以在service的代码中,手动创建事务管理器,调用开启,提交或回滚事务的方法。  但是,这样就和业务代码搅合在一起。 这时候,可以创建一个service代理,在代理中完成事务的控制。

创建代理的工具ProxyFactory:

/**
 * @author 应癫
 *
 *
 * 代理对象工厂:生成代理对象的
 */

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() {
                    @Override
                    public 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() {
            @Override
            public 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;
            }
        });
    }
}

 将上面三个类,配置到bean.xml中:

 <!--配置新增的三个Bean-->
    <bean id="connectionUtils" class="com.lagou.edu.utils.ConnectionUtils"></bean>

    <!--事务管理器-->
    <bean id="transactionManager" class="com.lagou.edu.utils.TransactionManager">
        <property name="ConnectionUtils" ref="connectionUtils"/>
    </bean>

    <!--代理对象工厂-->
    <bean id="proxyFactory" class="com.lagou.edu.factory.ProxyFactory">
        <property name="TransactionManager" ref="transactionManager"/>
    </bean>

修改 JdbcAccountDaoImpl,从连接池获取连接:

public class JdbcAccountDaoImpl implements AccountDao {

    private ConnectionUtils connectionUtils;

    public void setConnectionUtils(ConnectionUtils connectionUtils) {
        this.connectionUtils = connectionUtils;
    }


    public void init() {
        System.out.println("初始化方法.....");
    }

    public void destory() {
        System.out.println("销毁方法......");
    }

    @Override
    public Account queryAccountByCardNo(String cardNo) throws Exception {
        //从连接池获取连接
        Connection con = connectionUtils.getCurrentThreadConn();
        String sql = "select * from account where cardNo=?";
        PreparedStatement preparedStatement = con.prepareStatement(sql);
        preparedStatement.setString(1,cardNo);
        ResultSet resultSet = preparedStatement.executeQuery();

        Account account = new Account();
        while(resultSet.next()) {
            account.setCardNo(resultSet.getString("cardNo"));
            account.setName(resultSet.getString("name"));
            account.setMoney(resultSet.getInt("money"));
        }

        resultSet.close();
        preparedStatement.close();
        //con.close();

        return account;
    }

    @Override
    public int updateAccountByCardNo(Account account) throws Exception {

        // 从连接池获取连接
        // 改造为:从当前线程当中获取绑定的connection连接
        //Connection con = DruidUtils.getInstance().getConnection();
        Connection con = connectionUtils.getCurrentThreadConn();
        String sql = "update account set money=? where cardNo=?";
        PreparedStatement preparedStatement = con.prepareStatement(sql);
        preparedStatement.setInt(1,account.getMoney());
        preparedStatement.setString(2,account.getCardNo());
        int i = preparedStatement.executeUpdate();

        preparedStatement.close();
        //con.close();
        return i;
    }
}

在servlet中使用service的代理:

private TransferService transferService = (TransferService) proxyFactory.getJdkProxy(BeanFactory.getBean("transferService")) ;

到这里,代码就算完成了。 对于问题一和问题二的解决方式,就是ioc和aop的实现。

问题一通过bean.xml配置,在BeanFactory中读取创建bean,并通过set方法自动完成property

属性依赖的注入。

问题二通过代理,在业务方法前后完成了事务的管理,这是一种横向的处理方式,并不是纵向继承。

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