IoC与DI形象了解

IoC与DI

首先想说说IoC(Inversion of Control,控制倒转)。这是spring的核心,贯穿始终。所谓IoC,对于spring框架来说,就是由spring来负责控制对象的生命周期和 对象间的关系。这是什么意思呢,举个简单的例子,我们是如何找女朋友的?常见的情况是,我们到处去看哪里有长得漂亮身材又好的mm,然后打听她们的兴趣爱 好、qq号、电话号、ip号、iq号………,想办法认识她们,投其所好送其所要,然后嘿嘿……这个过程是复杂深奥的,我们必须自己设计和面对每个环节。传 统的程序开发也是如此,在一个对象中,如果要使用另外的对象,就必须得到它(自己new一个,或者从JNDI中查询一个),使用完之后还要将对象销毁(比 如Connection等),对象始终会和其他的接口或类藕合起来。

那么IoC是如何做的呢?有点像通过婚介找女朋友,在我和女朋友之间引入了一个第三者:婚姻介绍所。婚介管理了很多男男女女的资料,我可以向婚 介提出一个列表,告诉它我想找个什么样的女朋友,比如长得像李嘉欣,身材像林熙雷,唱歌像周杰伦,速度像卡洛斯,技术像齐达内之类的,然后婚介就会按照我 们的要求,提供一个mm,我们只需要去和她谈恋爱、结婚就行了。简单明了,如果婚介给我们的人选不符合要求,我们就会抛出异常。整个过程不再由我自己控 制,而是有婚介这样一个类似容器的机构来控制。Spring所倡导的开发方式就是如此,所有的类都会在spring容器中登记,告诉spring你是个什 么东西,你需要什么东西,然后spring会在系统运行到适当的时候,把你要的东西主动给你,同时也把你交给其他需要你的东西。所有的类的创建、销毁都由 spring来控制,也就是说控制对象生存周期的不再是引用它的对象,而是spring。对于某个具体的对象而言,以前是它控制其他对象,现在是所有对象 都被spring控制,所以这叫控制反转。如果你还不明白的话,我决定放弃。

IoC的一个重点是在系统运行中,动态的向某个对象提供它所需要的其他对象。这一点是通过DI(Dependency Injection,依赖注入)来实现的。比如对象A需要操作数据库,以前我们总是要在A中自己编写代码来获得一个Connection对象,有了 spring我们就只需要告诉spring,A中需要一个Connection,至于这个Connection怎么构造,何时构造,A不需要知道。在系统 运行时,spring会在适当的时候制造一个Connection,然后像打针一样,注射到A当中,这样就完成了对各个对象之间关系的控制。A需要依赖 Connection才能正常运行,而这个Connection是由spring注入到A中的,依赖注入的名字就这么来的。那么DI是如何实现的呢? Java 1.3之后一个重要特征是反射(reflection),它允许程序在运行的时候动态的生成对象、执行对象的方法、改变对象的属性,spring就是通过反射来实现注入的。关于反射的相关资料请查阅java doc。

 

反射实现 AOP 动态代理模式(Spring AOP 的实现原理)

AOP的意思就是面向切面编程.
OO注重的是我们解决问题的方法(封装成Method),而AOP注重的是许多解决解决问题的方法中的共同点,是对OO思想的一种补充!
还是拿人家经常举的一个例子讲解一下吧:
比如说,我们现在要开发的一个应用里面有很多的业务方法,但是,我们现在要对这个方法的执行做全面监控,或部分监控.也许我们就会在要一些方法前去加上一条日志记录,
我们写个例子看看我们最简单的解决方案
我们先写一个接口IHello.java代码如下:


package sinosoft.dj.aop.staticaop;
public interface IHello {
    /**
     * 假设这是一个业务方法
     * @param name
     */
    void sayHello(String name);
}

里面有个方法,用于输入”Hello” 加传进来的姓名;我们去写个类实现IHello接口

package sinosoft.dj.aop.staticaop;

public class Hello implements IHello {

    public void sayHello(String name) {
        System.out.println("Hello " + name);
    }

}

现在我们要为这个业务方法加上日志记录的业务,我们在不改变原代码的情况下,我们会去怎么做呢?也许,你会去写一个类去实现IHello接口,并依赖Hello这个类.代码如下:

package sinosoft.dj.aop.staticaop;

public class HelloProxy implements IHello {
    private IHello hello;

    public HelloProxy(IHello hello) {
        this.hello = hello;
    }

    public void sayHello(String name) {
        Logger.logging(Level.DEBUGE, "sayHello method start.");
        hello.sayHello(name);
        Logger.logging(Level.INFO, "sayHello method end!");

    }

}

其中.Logger类和Level枚举代码如下:
Logger.java

package sinosoft.dj.aop.staticaop;

import java.util.Date;

public class Logger{
    /**
     * 根据等级记录日志
     * @param level
     * @param context
     */
    public static void logging(Level level, String context) {
        if (level.equals(Level.INFO)) {
            System.out.println(new Date().toLocaleString() + " " + context);
        }
        if (level.equals(Level.DEBUGE)) {
            System.err.println(new Date() + " " + context);
        }
    }

}

Level.java

package sinosoft.dj.aop.staticaop;

public enum Level {
    INFO,DEBUGE;
}

那我们去写个测试类看看,代码如下:
Test.java

package sinosoft.dj.aop.staticaop;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        IHello hello = new HelloProxy(new Hello());
        hello.sayHello("Doublej");
    }
}

运行以上代码我们可以得到下面结果:

Tue Mar 04 20:57:12 CST 2008 sayHello method start.
Hello Doublej
2008-3-4 20:57:12 sayHello method end!

从上面的代码我们可以看出,hello对象是被HelloProxy这个所谓的代理态所创建的.这样,如果我们以后要把日志记录的功能去掉.那我们只要把得到hello对象的代码改成以下:

package sinosoft.dj.aop.staticaop;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        IHello hello = new Hello();
        hello.sayHello("Doublej");
    }
}

上面代码,可以说是AOP最简单的实现!
但是我们会发现一个问题,如果我们像Hello这样的类很多,那么,我们是不是要去写很多个HelloProxy这样的类呢.没错,是的.其实也是一种很麻烦的事.在jdk1.3以后.jdk跟我们提供了一个API java.lang.reflect.InvocationHandler的类. 这个类可以让我们在JVM调用某个类的方法时动态的为些方法做些什么事.让我们把以上的代码改一下来看看效果.
同样,我们写一个IHello的接口和一个Hello的实现类.在接口中.我们定义两个方法;代码如下 :
IHello.java

package sinosoft.dj.aop.proxyaop;

public interface IHello {
    /**
     * 业务处理A方法
     * @param name
     */
    void sayHello(String name);
    /**
     * 业务处理B方法
     * @param name
     */
    void sayGoogBye(String name);
}

Hello.java

package sinosoft.dj.aop.proxyaop;

public class Hello implements IHello {

    public void sayHello(String name) {
        System.out.println("Hello " + name);
    }
    public void sayGoogBye(String name) {
        System.out.println(name+" GoodBye!");
    }
}

我们一样的去写一个代理类.只不过.让这个类去实现java.lang.reflect.InvocationHandler接口,代码如下:

package sinosoft.dj.aop.proxyaop;

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;

public class DynaProxyHello implements InvocationHandler {

    /**
     * 要处理的对象(也就是我们要在方法的前后加上业务逻辑的对象,如例子中的Hello)
     */
    private Object delegate;

    /**
     * 动态生成方法被处理过后的对象 (写法固定)
     * 
     * @param delegate
     * @param proxy
     * @return
     */
    public Object bind(Object delegate) {
        this.delegate = delegate;
        return Proxy.newProxyInstance(
                this.delegate.getClass().getClassLoader(), this.delegate
                        .getClass().getInterfaces(), this);
    }
    /**
     * 要处理的对象中的每个方法会被此方法送去JVM调用,也就是说,要处理的对象的方法只能通过此方法调用
     * 此方法是动态的,不是手动调用的
     */
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
            throws Throwable {
        Object result = null;
        try {
            //执行原来的方法之前记录日志
            Logger.logging(Level.DEBUGE, method.getName() + " Method end .");
            
            //JVM通过这条语句执行原来的方法(反射机制)
            result = method.invoke(this.delegate, args);
            //执行原来的方法之后记录日志
            Logger.logging(Level.INFO, method.getName() + " Method Start!");
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        //返回方法返回值给调用者
        return result;
    }

}

上面类中出现的Logger类和Level枚举还是和上一上例子的实现是一样的.这里就不贴出代码了.

让我们写一个Test类去测试一下.代码如下:
Test.java

package sinosoft.dj.aop.proxyaop;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        IHello hello = (IHello)new DynaProxyHello().bind(new Hello());
        hello.sayGoogBye("Double J");
        hello.sayHello("Double J");
        
    }
}

运行输出的结果如下:

Tue Mar 04 21:24:03 CST 2008 sayGoogBye Method end .
Double J GoodBye!
2008-3-4 21:24:03 sayGoogBye Method Start!
Tue Mar 04 21:24:03 CST 2008 sayHello Method end .
Hello Double J
2008-3-4 21:24:03 sayHello Method Start!

由于线程的关系,第二个方法的开始出现在第一个方法的结束之前.这不是我们所关注的!
从上面的例子我们看出.只要你是采用面向接口编程,那么,你的任何对象的方法执行之前要加上记录日志的操作都是可以的.他(DynaPoxyHello)自动去代理执行被代理对象(Hello)中的每一个方法,一个java.lang.reflect.InvocationHandler接口就把我们的代理对象和被代理对象解藕了.但是,我们又发现还有一个问题,这个DynaPoxyHello对象只能跟我们去在方法前后加上日志记录的操作.我们能不能把DynaPoxyHello对象和日志操作对象(Logger)解藕呢?
结果是肯定的.让我们来分析一下我们的需求.
我们要在被代理对象的方法前面或者后面去加上日志操作代码(或者是其它操作的代码),
那么,我们可以抽象出一个接口,这个接口里就只有两个方法,一个是在被代理对象要执行方法之前执行的方法,我们取名为start,第二个方法就是在被代理对象执行方法之后执行的方法,我们取名为end .接口定义如下 :

package sinosoft.dj.aop.proxyaop;

import java.lang.reflect.Method;

public interface IOperation {
    /**
     * 方法执行之前的操作
     * @param method
     */
    void start(Method method);
    /**
     * 方法执行之后的操作
     * @param method
     */
    void end(Method method);
}

我们去写一个实现上面接口的类.我们把作他真正的操作者,如下面是日志操作者的一个类:
LoggerOperation.java

package sinosoft.dj.aop.proxyaop;

import java.lang.reflect.Method;

public class LoggerOperation implements IOperation {

    public void end(Method method) {
        Logger.logging(Level.DEBUGE, method.getName() + " Method end .");
    }

    public void start(Method method) {
        Logger.logging(Level.INFO, method.getName() + " Method Start!");
    }

}

然后我们要改一下代理对象DynaProxyHello中的代码.如下:

package sinosoft.dj.aop.proxyaop;

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;

public class DynaProxyHello implements InvocationHandler {
    /**
     * 操作者
     */
    private Object proxy;
    /**
     * 要处理的对象(也就是我们要在方法的前后加上业务逻辑的对象,如例子中的Hello)
     */
    private Object delegate;

    /**
     * 动态生成方法被处理过后的对象 (写法固定)
     * 
     * @param delegate
     * @param proxy
     * @return
     */
    public Object bind(Object delegate,Object proxy) {
        
        this.proxy = proxy;
        this.delegate = delegate;
        return Proxy.newProxyInstance(
                this.delegate.getClass().getClassLoader(), this.delegate
                        .getClass().getInterfaces(), this);
    }
    /**
     * 要处理的对象中的每个方法会被此方法送去JVM调用,也就是说,要处理的对象的方法只能通过此方法调用
     * 此方法是动态的,不是手动调用的
     */
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
            throws Throwable {
        Object result = null;
        try {
            //反射得到操作者的实例
            Class clazz = this.proxy.getClass();
            //反射得到操作者的Start方法
            Method start = clazz.getDeclaredMethod("start",
                    new Class[] { Method.class });
            //反射执行start方法
            start.invoke(this.proxy, new Object[] { method });
            //执行要处理对象的原本方法
            result = method.invoke(this.delegate, args);
//            反射得到操作者的end方法
            Method end = clazz.getDeclaredMethod("end",
                    new Class[] { Method.class });
//            反射执行end方法
            end.invoke(this.proxy, new Object[] { method });

        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return result;
    }

}

然后我们把Test.java中的代码改一下.测试一下:

package sinosoft.dj.aop.proxyaop;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        IHello hello = (IHello)new DynaProxyHello().bind(new Hello(),new LoggerOperation());
        hello.sayGoogBye("Double J");
        hello.sayHello("Double J");
        
    }
}

结果还是一样的吧.

如果你想在每个方法之前加上日志记录,而不在方法后加上日志记录.你就把LoggerOperation类改成如下:

package sinosoft.dj.aop.proxyaop;

import java.lang.reflect.Method;

public class LoggerOperation implements IOperation {

    public void end(Method method) {
        //Logger.logging(Level.DEBUGE, method.getName() + " Method end .");
    }

    public void start(Method method) {
        Logger.logging(Level.INFO, method.getName() + " Method Start!");
    }

}

运行一下.你就会发现,每个方法之后没有记录日志了. 这样,我们就把代理者和操作者解藕了!

下面留一个问题给大家,如果我们不想让所有方法都被日志记录,我们应该怎么去解藕呢.?
我的想法是在代理对象的public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)方法里面加上个if(),对传进来的method的名字进行判断,判断的条件存在XML里面.这样我们就可以配置文件时行解藕了.如果有兴趣的朋友可以把操作者,被代理者,都通过配置文件进行配置 ,那么就可以写一个简单的SpringAOP框架了.