Spring AOP 和 IOC 容器入門(mén) 在這由三部分組成的介紹 Spring 框架的系列文章的第一期中，將開(kāi)始學(xué)習(xí)如何用 Spring 技術(shù)構(gòu)建輕量級(jí)的、強(qiáng)壯的 J2EE 應(yīng)用程序。developerWorks 的定期投稿人 Naveen Balani 通過(guò)介紹 Spring 框架開(kāi)始了他由三部分組成的 Spring 系列，其中還將介紹 Spring 面向方面的編程（AOP）和控制反轉(zhuǎn)（IOC）容器。

Spring 是一個(gè)開(kāi)源框架，是為了解決企業(yè)應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)復(fù)雜性而創(chuàng)建的。框架的主要優(yōu)勢(shì)之一就是其分層架構(gòu)，分層架構(gòu)允許您選擇使用哪一個(gè)組件，同時(shí)為 J2EE 應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)提供集成的框架。在這篇由三部分組成的 Spring 系列的第 1 部分中，我將介紹 Spring 框架。我先從框架底層模型的角度描述該框架的功能，然后將討論兩個(gè)最有趣的模塊：Spring 面向方面編程（AOP）和控制反轉(zhuǎn) （IOC）容器。接著將使用幾個(gè)示例演示 IOC 容器在典型應(yīng)用程序用例場(chǎng)景中的應(yīng)用情況。這些示例還將成為本系列后面部分進(jìn)行的展開(kāi)式討論的基礎(chǔ)，在本文的后面部分，將介紹 Spring 框架通過(guò) Spring AOP 實(shí)現(xiàn) AOP 構(gòu)造的方式。請(qǐng)參閱下載，下載 Spring 框架和 Apache Ant，運(yùn)行本系列的示例應(yīng)用程序需要它們。

Spring 框架

Spring 框架是一個(gè)分層架構(gòu)，由 7 個(gè)定義良好的模塊組成。Spring 模塊構(gòu)建在核心容器之上，核心容器定義了創(chuàng)建、配置和管理 bean 的方式，如圖 1 所示。 圖 1. Spring 框架的 7 個(gè)模塊

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組成 Spring 框架的每個(gè)模塊（或組件）都可以單獨(dú)存在，或者與其他一個(gè)或多個(gè)模塊聯(lián)合實(shí)現(xiàn)。每個(gè)模塊的功能如下：

核心容器：核心容器提供 Spring 框架的基本功能。核心容器的主要組件是 BeanFactory，它是工廠(chǎng)模式的實(shí)現(xiàn)。BeanFactory 使用控制反轉(zhuǎn) （IOC）模式將應(yīng)用程序的配置和依賴(lài)性規(guī)范與實(shí)際的應(yīng)用程序代碼分開(kāi)。
Spring 上下文：Spring 上下文是一個(gè)配置文件，向 Spring 框架提供上下文信息。Spring 上下文包括企業(yè)服務(wù)，例如 JNDI、EJB、電子郵件、國(guó)際化、校驗(yàn)和調(diào)度功能。
Spring AOP：通過(guò)配置管理特性，Spring AOP 模塊直接將面向方面的編程功能集成到了 Spring 框架中。所以，可以很容易地使 Spring 框架管理的任何對(duì)象支持 AOP。Spring AOP 模塊為基于 Spring 的應(yīng)用程序中的對(duì)象提供了事務(wù)管理服務(wù)。通過(guò)使用 Spring AOP，不用依賴(lài) EJB 組件，就可以將聲明性事務(wù)管理集成到應(yīng)用程序中。
Spring DAO：JDBC DAO 抽象層提供了有意義的異常層次結(jié)構(gòu)，可用該結(jié)構(gòu)來(lái)管理異常處理和不同數(shù)據(jù)庫(kù)供應(yīng)商拋出的錯(cuò)誤消息。異常層次結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化了錯(cuò)誤處理，并且極大地降低了需要編寫(xiě)的異常代碼數(shù)量（例如打開(kāi)和關(guān)閉連接）。Spring DAO 的面向 JDBC 的異常遵從通用的 DAO 異常層次結(jié)構(gòu)。
Spring ORM：Spring 框架插入了若干個(gè) ORM 框架，從而提供了 ORM 的對(duì)象關(guān)系工具，其中包括 JDO、Hibernate 和 iBatis SQL Map。所有這些都遵從 Spring 的通用事務(wù)和 DAO 異常層次結(jié)構(gòu)。
Spring Web 模塊：Web 上下文模塊建立在應(yīng)用程序上下文模塊之上，為基于 Web 的應(yīng)用程序提供了上下文。所以，Spring 框架支持與 Jakarta Struts 的集成。Web 模塊還簡(jiǎn)化了處理多部分請(qǐng)求以及將請(qǐng)求參數(shù)綁定到域?qū)ο蟮墓ぷ鳌?/li>
Spring MVC 框架：MVC 框架是一個(gè)全功能的構(gòu)建 Web 應(yīng)用程序的 MVC 實(shí)現(xiàn)。通過(guò)策略接口，MVC 框架變成為高度可配置的，MVC 容納了大量視圖技術(shù)，其中包括 JSP、Velocity、Tiles、iText 和 POI。 Spring 框架的功能可以用在任何 J2EE 服務(wù)器中，大多數(shù)功能也適用于不受管理的環(huán)境。Spring 的核心要點(diǎn)是：支持不綁定到特定 J2EE 服務(wù)的可重用業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)對(duì)象。毫無(wú)疑問(wèn)，這樣的對(duì)象可以在不同 J2EE 環(huán)境（Web 或 EJB）、獨(dú)立應(yīng)用程序、測(cè)試環(huán)境之間重用。

IOC 和 AOP

控制反轉(zhuǎn)模式（也稱(chēng)作依賴(lài)性介入）的基本概念是：不創(chuàng)建對(duì)象，但是描述創(chuàng)建它們的方式。在代碼中不直接與對(duì)象和服務(wù)連接，但在配置文件中描述哪一個(gè)組件需要哪一項(xiàng)服務(wù)。容器（在 Spring 框架中是 IOC 容器）負(fù)責(zé)將這些聯(lián)系在一起。在典型的 IOC 場(chǎng)景中，容器創(chuàng)建了所有對(duì)象，并設(shè)置必要的屬性將它們連接在一起，決定什么時(shí)間調(diào)用方法。下表列出了 IOC 的一個(gè)實(shí)現(xiàn)模式。

類(lèi)型 1 服務(wù)需要實(shí)現(xiàn)專(zhuān)門(mén)的接口，通過(guò)接口，由對(duì)象提供這些服務(wù)，可以從對(duì)象查詢(xún)依賴(lài)性（例如，需要的附加服務(wù)）
類(lèi)型 2 通過(guò) JavaBean 的屬性（例如 setter 方法）分配依賴(lài)性
類(lèi)型 3 依賴(lài)性以構(gòu)造函數(shù)的形式提供，不以 JavaBean 屬性的形式公開(kāi) Spring 框架的 IOC 容器采用類(lèi)型 2 和類(lèi)型3 實(shí)現(xiàn)。
面向方面的編程

面向方面的編程，即 AOP，是一種編程技術(shù)，它允許程序員對(duì)橫切關(guān)注點(diǎn)或橫切典型的職責(zé)分界線(xiàn)的行為（例如日志和事務(wù)管理）進(jìn)行模塊化。AOP 的核心構(gòu)造是方面，它將那些影響多個(gè)類(lèi)的行為封裝到可重用的模塊中。 AOP 和 IOC 是補(bǔ)充性的技術(shù)，它們都運(yùn)用模塊化方式解決企業(yè)應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)中的復(fù)雜問(wèn)題。在典型的面向?qū)ο箝_(kāi)發(fā)方式中，可能要將日志記錄語(yǔ)句放在所有方法和 Java 類(lèi)中才能實(shí)現(xiàn)日志功能。在 AOP 方式中，可以反過(guò)來(lái)將日志服務(wù)模塊化，并以聲明的方式將它們應(yīng)用到需要日志的組件上。當(dāng)然，優(yōu)勢(shì)就是 Java 類(lèi)不需要知道日志服務(wù)的存在，也不需要考慮相關(guān)的代碼。所以，用 Spring AOP 編寫(xiě)的應(yīng)用程序代碼是松散耦合的。 AOP 的功能完全集成到了 Spring 事務(wù)管理、日志和其他各種特性的上下文中。

IOC 容器

Spring 設(shè)計(jì)的核心是 org.springframework.beans 包，它的設(shè)計(jì)目標(biāo)是與 JavaBean 組件一起使用。這個(gè)包通常不是由用戶(hù)直接使用，而是由服務(wù)器將其用作其他多數(shù)功能的底層中介。下一個(gè)最高級(jí)抽象是 BeanFactory 接口，它是工廠(chǎng)設(shè)計(jì)模式的實(shí)現(xiàn)，允許通過(guò)名稱(chēng)創(chuàng)建和檢索對(duì)象。BeanFactory 也可以管理對(duì)象之間的關(guān)系。 BeanFactory 支持兩個(gè)對(duì)象模型。

單態(tài) 模型提供了具有特定名稱(chēng)的對(duì)象的共享實(shí)例，可以在查詢(xún)時(shí)對(duì)其進(jìn)行檢索。Singleton 是默認(rèn)的也是最常用的對(duì)象模型。對(duì)于無(wú)狀態(tài)服務(wù)對(duì)象很理想。
原型模型確保每次檢索都會(huì)創(chuàng)建單獨(dú)的對(duì)象。在每個(gè)用戶(hù)都需要自己的對(duì)象時(shí)，原型模型最適合。 bean 工廠(chǎng)的概念是 Spring 作為 IOC 容器的基礎(chǔ)。IOC 將處理事情的責(zé)任從應(yīng)用程序代碼轉(zhuǎn)移到框架。正如我將在下一個(gè)示例中演示的那樣，Spring 框架使用 JavaBean 屬性和配置數(shù)據(jù)來(lái)指出必須設(shè)置的依賴(lài)關(guān)系。
BeanFactory 接口

因?yàn)?org.springframework.beans.factory.BeanFactory 是一個(gè)簡(jiǎn)單接口，所以可以針對(duì)各種底層存儲(chǔ)方法實(shí)現(xiàn)。最常用的 BeanFactory 定義是 XmlBeanFactory，它根據(jù) XML 文件中的定義裝入 bean，如清單 1 所示。 清單 1. XmlBeanFactory

BeanFactory factory = new XMLBeanFactory(new FileInputSteam("mybean.xml"));

在 XML 文件中定義的 Bean 是被消極加載的，這意味在需要 bean 之前，bean 本身不會(huì)被初始化。要從 BeanFactory 檢索 bean，只需調(diào)用 getBean() 方法，傳入將要檢索的 bean 的名稱(chēng)即可，如清單 2 所示。 清單 2. getBean()

MyBean mybean = (MyBean) factory.getBean("mybean");

每個(gè) bean 的定義都可以是 POJO （用類(lèi)名和 JavaBean 初始化屬性定義）或 FactoryBean。FactoryBean 接口為使用 Spring 框架構(gòu)建的應(yīng)用程序添加了一個(gè)間接的級(jí)別。

IOC 示例

理解控制反轉(zhuǎn)最簡(jiǎn)單的方式就是看它的實(shí)際應(yīng)用。在對(duì)由三部分組成的 Spring 系列的第 1 部分進(jìn)行總結(jié)時(shí)，我使用了一個(gè)示例，演示了如何通過(guò) Spring IOC 容器注入應(yīng)用程序的依賴(lài)關(guān)系（而不是將它們構(gòu)建進(jìn)來(lái)）。我用開(kāi)啟在線(xiàn)信用帳戶(hù)的用例作為起點(diǎn)。對(duì)于該實(shí)現(xiàn)，開(kāi)啟信用帳戶(hù)要求用戶(hù)與以下服務(wù)進(jìn)行交互：

信用級(jí)別評(píng)定服務(wù)，查詢(xún)用戶(hù)的信用歷史信息。
遠(yuǎn)程信息鏈接服務(wù)，插入客戶(hù)信息，將客戶(hù)信息與信用卡和銀行信息連接起來(lái)，以進(jìn)行自動(dòng)借記（如果需要的話(huà)）。
電子郵件服務(wù)，向用戶(hù)發(fā)送有關(guān)信用卡狀態(tài)的電子郵件。

三個(gè)接口

對(duì)于這個(gè)示例，我假設(shè)服務(wù)已經(jīng)存在，理想的情況是用松散耦合的方式把它們集成在一起。以下清單顯示了三個(gè)服務(wù)的應(yīng)用程序接口。 清單 3. CreditRatingInterface

public interface CreditRatingInterface {
   public boolean getUserCreditHistoryInformation(ICustomer iCustomer);
}

清單 3 所示的信用級(jí)別評(píng)定接口提供了信用歷史信息。它需要一個(gè)包含客戶(hù)信息的 Customer 對(duì)象。該接口的實(shí)現(xiàn)是由 CreditRating 類(lèi)提供的。 清單 4. CreditLinkingInterface

public interface CreditLinkingInterface {
public String getUrl();
        public void setUrl(String url);
        public void linkCreditBankAccount() throws Exception ;
}

信用鏈接接口將信用歷史信息與銀行信息（如果需要的話(huà)）連接在一起，并插入用戶(hù)的信用卡信息。信用鏈接接口是一個(gè)遠(yuǎn)程服務(wù)，它的查詢(xún)是通過(guò) getUrl() 方法進(jìn)行的。URL 由 Spring 框架的 bean 配置機(jī)制設(shè)置，我稍后會(huì)討論它。該接口的實(shí)現(xiàn)是由 CreditLinking 類(lèi)提供的。 清單 5. EmailInterface

public interface EmailInterface {
      public void sendEmail(ICustomer iCustomer);
      public String getFromEmail();
      public void setFromEmail(String fromEmail) ;
      public String getPassword();
      public void setPassword(String password) ;
      public String getSmtpHost() ;
      public void setSmtpHost(String smtpHost);
      public String getUserId() ;
      public void setUserId(String userId);
   }

EmailInterface 負(fù)責(zé)向客戶(hù)發(fā)送關(guān)于客戶(hù)信用卡狀態(tài)的電子郵件。郵件配置參數(shù)（例如 SMPT 主機(jī)、用戶(hù)名、口令）由前面提到的 bean 配置機(jī)制設(shè)置。Email 類(lèi)提供了該接口的實(shí)現(xiàn)。

Spring 使其保持松散

這些接口就位之后，接下來(lái)要考慮的就是如何用松散耦合方式將它們集成在一起。在清單 6 中可以看到信用卡帳戶(hù)用例的實(shí)現(xiàn)。注意，所有的 setter 方法都是由 Spring 的配置 bean 實(shí)現(xiàn)的。所有的依賴(lài)關(guān)系（也就是三個(gè)接口）都可以由 Spring 框架用這些 bean 注入。createCreditCardAccount() 方法會(huì)用服務(wù)去執(zhí)行其余實(shí)現(xiàn)。在清單 7 中可以看到 Spring 的配置文件。我用箭頭突出了這些定義。

運(yùn)行應(yīng)用程序

要運(yùn)行示例應(yīng)用程序，首先必須下載 Spring 框架及其所有依賴(lài)文件。接下來(lái)，將框架釋放到（比如說(shuō)）磁盤(pán) c:\，這會(huì)創(chuàng)建 C:\spring-framework-1.2-rc2 （適用于當(dāng)前發(fā)行版本）這樣的文件夾。在繼續(xù)后面的操作之前，還必須下載和釋放 Apache Ant。接下來(lái)，將源代碼釋放到文件夾，例如 c:\ 盤(pán)，然后創(chuàng)建 SpringProject。將 Spring 庫(kù)（即 C:\spring-framework-1.2-rc2\dist 下的 spring.jar 和 C:\spring-framework-1.2-rc2\lib\jakarta-commons 下的 commons-logging.jar）復(fù)制到 SpringProject\lib 文件夾中。完成這些工作之后，就有了必需的構(gòu)建依賴(lài)關(guān)系集。打開(kāi)命令提示符，將當(dāng)前目錄切換到 SpringProject，在命令提示符中輸入以下命令：build。這會(huì)構(gòu)建并運(yùn)行 CreateCreditAccountClient 類(lèi)，類(lèi)的運(yùn)行將創(chuàng)建 Customer 類(lèi)對(duì)象并填充它，還會(huì)調(diào)用 CreateCreditCardAccount 類(lèi)創(chuàng)建并鏈接信用卡帳戶(hù)。CreateCreditAccountClient 還會(huì)通過(guò) ClassPathXmlApplicationContext 裝入 Spring 配置文件。裝入 bean 之后，就可以通過(guò) getBean() 方法訪(fǎng)問(wèn)它們了，如清單 8 所示。 清單 8. 裝入 Spring 配置文件

ClassPathXmlApplicationContext appContext = 
                    new ClassPathXmlApplicationContext(new String[] {
     "springexample-creditaccount.xml"
    });
CreateCreditCardAccountInterface creditCardAccount = 
                    (CreateCreditCardAccountInterface)
    appContext.getBean("createCreditCard");

結(jié)束語(yǔ)

在這篇由三部分組成的 Spring 系列的第一篇文章中，我介紹了 Spring 框架的基礎(chǔ)。我從討論組成 Spring 分層架構(gòu)的 7 個(gè)模塊開(kāi)始，然后深入介紹了其中兩個(gè)模塊：Spring AOP 和 IOC 容器。由于學(xué)習(xí)的最佳方法是實(shí)踐，所以我用一個(gè)工作示例介紹了 IOC 模式（像 Spring 的 IOC 容器實(shí)現(xiàn)的那樣）如何用松散耦合的方式將分散的系統(tǒng)集成在一起。在這個(gè)示例中可以看到，將依賴(lài)關(guān)系或服務(wù)注入工作中的信用卡帳戶(hù)應(yīng)用程序，要比從頭開(kāi)始構(gòu)建它們?nèi)菀椎枚唷?請(qǐng)繼續(xù)關(guān)注這一系列的下一篇文章，我將在這里學(xué)習(xí)的知識(shí)基礎(chǔ)上，介紹 Spring AOP 模塊如何在企業(yè)應(yīng)用程序中提供持久支持，并讓您開(kāi)始了解 Spring MVC 模塊和相關(guān)插件。

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