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底层源码分析 Spring 的核心功能和执行流程(下)

上一课时我们讲了 Bean 相关的内容，它其实也是属于 IOC 的具体实现之一，本课时我们就来讲讲 Spring 中其他几个高频的面试点，希望能起到抛砖引玉的作用，能为你理解 Spring 打开一扇门。因为 Spring 涉及的内容和知识点太多了，用它来写一本书也绰绰有余，因此这里我们只讲核心的内容，希望下来你能查漏补缺，完善自己的 Spring 技术栈。

我们本课时的面试题是，谈一谈你对 IOC 和 DI 的理解。

典型回答

IOC（Inversion of Control，翻译为“控制反转”）不是一个具体的技术，而是一种设计思想。与传统控制流相比，IOC 会颠倒控制流，在传统的编程中需要开发者自行创建并销毁对象，而在 IOC 中会把这些操作交给框架来处理，这样开发者就不用关注具体的实现细节了，拿来直接用就可以了，这就是控制反转。

IOC 很好的体现出了面向对象的设计法则之一——好莱坞法则：“别找我们，我们找你”。即由 IOC 容器帮对象找到相应的依赖对象并注入，而不是由对象主动去找。

举个例子，比如说传统找对象，先要设定好你的要求，如身高、体重、长相等，然后再一个一个的主动去找符合要求的对象，而 IOC 相当于，你把这些要求直接告诉婚介中心，由他们直接给你匹配到符合要求的对象，理想情况下是直接会帮你找到合适的对象，这就是传统编程模式和 IOC 的区别。

DI（Dependency Injection，翻译为“依赖注入”）表示组件间的依赖关系交由容器在运行期自动生成，也就是说，由容器动态的将某个依赖关系注入到组件之中，这样就能提升组件的重用频率。通过依赖注入机制，我们只需要通过简单的配置，就可指定目标需要的资源，完成自身的业务逻辑，而不需要关心资源来自哪里、由谁实现等问题。

IOC 和 DI 其实是同一个概念从不同角度的描述的，由于控制反转这个概念比较含糊（可能只理解成了容器控制对象这一个层面，很难让人想到谁来维护对象关系），所以 2004 年被开发者尊称为“教父”的 Martin Fowler（世界顶级专家，敏捷开发方法的创始人之一）又给出了一个新的名字“依赖注入”，相对 IOC 而言，“依赖注入”明确描述了“被注入对象依赖 IOC 容器配置依赖对象”。

考点分析

IOC 和 DI 为 Spring 框架设计的精髓所在，也是面试中必问的考点之一，这个优秀的设计思想对于初学者来说可能理解起来比较困难，但对于 Spring 的使用者来说可以很快的看懂。因此如果对于此概念还有疑问的话，建议先上手使用 Spring 实现几个小功能再回头来看这些概念，相信你会豁然开朗。

Spring 相关的高频面试题，还有以下这些：

Spring IOC 有哪些优势？
IOC 的注入方式有哪些？
谈一谈你对 AOP 的理解。

知识扩展

1.Spring IOC 的优点

IOC 的优点有以下几个：

使用更方便，拿来即用，无需显式的创建和销毁的过程；
可以很容易提供众多服务，比如事务管理、消息服务等；
提供了单例模式的支持；
提供了 AOP 抽象，利用它很容易实现权限拦截、运行期监控等功能；
更符合面向对象的设计法则；
低侵入式设计，代码的污染极低，降低了业务对象替换的复杂性。

2.Spring IOC 注入方式汇总

IOC 的注入方式有三种：构造方法注入、Setter 注入和接口注入。

1.构造方法注入

构造方法注入主要是依赖于构造方法去实现，构造方法可以是有参的也可以是无参的，我们平时 new 对象时就是通过类的构造方法来创建类对象的，每个类对象默认会有一个无参的构造方法，Spring 通过构造方法注入的代码示例如下：

public class Person {
    public Person() {
    }
    public Person(int id, String name) {
        this.id = id;
        this.name = name;
    }
    private int id;
    private String name;
    // 忽略 Setter、Getter 的方法
}

applicationContext.xml 配置如下：

<bean id="person" class="org.springframework.beans.Person">
    <constructor-arg value="1" type="int"></constructor-arg>
    <constructor-arg value="Java" type="java.lang.String"></constructor-arg>
</bean>

2.Setter注入

Setter 方法注入的方式是目前 Spring 主流的注入方式，它可以利用 Java Bean 规范所定义的 Setter/Getter 方法来完成注入，可读性和灵活性都很高，它不需要使用声明式构造方法，而是使用 Setter 注入直接设置相关的值，实现示例如下：

<bean id="person" class="org.springframework.beans.Person">
    <property name="id" value="1"/>
    <property name="name" value="Java"/>
</bean>

3.接口注入

接口注入方式是比较古老的注入方式，因为它需要被依赖的对象实现不必要的接口，带有侵入性，因此现在已经被完全舍弃了，所以本文也不打算做过多的描述，大家只要知道有这回事就行了。

3.Spring AOP

AOP（Aspect-Oriented-Programming，面向切面编程）可以说是 OOP（Object-Oriented Programing，面向对象编程）的补充和完善，OOP 引入封装、继承和多态性等概念来建立一种公共对象处理的能力，当我们需要处理公共行为的时候，OOP 就会显得无能为力，而 AOP 的出现正好解决了这个问题。比如统一的日志处理模块、授权验证模块等都可以使用 AOP 很轻松的处理。

Spring AOP 目前提供了三种配置方式：

基于 Java API 的方式；
基于 @AspectJ（Java）注解的方式；
基于 XML <aop /> 标签的方式。

1.基于Java API的方式

此配置方式需要实现相关的接口，例如 MethodBeforeAdvice 和 AfterReturningAdvice，并且在 XML 配置中定义相应的规则即可实现。

我们先来定义一个实体类，代码如下：

package org.springframework.beans;

public class Person {
   public Person findPerson() {
      Person person = new Person(1, "JDK");
      System.out.println("findPerson 被执行");
      return person;
   }
   public Person() {
   }
   public Person(Integer id, String name) {
      this.id = id;
      this.name = name;
   }
   private Integer id;
   private String name;
   // 忽略 Getter、Setter 方法
}

再定义一个 advice 类，用于对拦截方法的调用之前和调用之后进行相关的业务处理，实现代码如下：

import org.springframework.aop.AfterReturningAdvice;
import org.springframework.aop.MethodBeforeAdvice;

import java.lang.reflect.Method;

public class MyAdvice implements MethodBeforeAdvice, AfterReturningAdvice {
   @Override
   public void before(Method method, Object[] args, Object target) throws Throwable {
      System.out.println("准备执行方法: " + method.getName());
   }

   @Override
   public void afterReturning(Object returnValue, Method method, Object[] args, Object target) throws Throwable {
      System.out.println(method.getName() + " 方法执行结束");
   }

然后需要在 application.xml 文件中配置相应的拦截规则，配置如下：

<!-- 定义 advisor -->
<bean id="myAdvice" class="org.springframework.advice.MyAdvice"></bean>
<!-- 配置规则，拦截方法名称为 find* -->
<bean class="org.springframework.aop.support.RegexpMethodPointcutAdvisor">
    <property name="advice" ref="myAdvice"></property>
    <property name="pattern" value="org.springframework.beans.*.find.*"></property>
</bean>

<!-- 定义 DefaultAdvisorAutoProxyCreator 使所有的 advisor 配置自动生效 -->
<bean class="org.springframework.aop.framework.autoproxy.DefaultAdvisorAutoProxyCreator"></bean>

从以上配置中可以看出，我们需要配置一个拦截方法的规则，然后定义一个 DefaultAdvisorAutoProxyCreator 让所有的 advisor 配置自动生效。

最后，我们使用测试代码来完成调用：

public class MyApplication {
   public static void main(String[] args) {
      ApplicationContext context =
            new ClassPathXmlApplicationContext("classpath*:application.xml");
      Person person = context.getBean("person", Person.class);
      person.findPerson();
   }
}

以上程序的执行结果为：

准备执行方法: findPerson
findPerson 被执行
findPerson 方法执行结束

可以看出 AOP 的拦截已经成功了。

2.基于@AspectJ注解的方式

首先需要在项目中添加 aspectjweaver 的 jar 包，配置如下：

<!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.aspectj/aspectjweaver -->
<dependency>
    <groupId>org.aspectj</groupId>
    <artifactId>aspectjweaver</artifactId>
    <version>1.9.5</version>
</dependency>

此 jar 包来自于 AspectJ，因为 Spring 使用了 AspectJ 提供的一些注解，因此需要添加此 jar 包。之后，我们需要开启 @AspectJ 的注解，开启方式有两种。

可以在 application.xml 配置如下代码中开启 @AspectJ 的注解：

<aop:aspectj-autoproxy/>

也可以使用 @EnableAspectJAutoProxy注解开启，代码如下：

@Configuration
@EnableAspectJAutoProxy
public class AppConfig {
}

之后我们需要声明拦截器的类和拦截方法，以及配置相应的拦截规则，代码如下：

import org.aspectj.lang.annotation.After;
import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
import org.aspectj.lang.annotation.Before;
import org.aspectj.lang.annotation.Pointcut;

@Aspect
public class MyAspectJ {

   // 配置拦截类 Person
   @Pointcut("execution(* org.springframework.beans.Person.*(..))")
   public void pointCut() {
   }

   @Before("pointCut()")
   public void doBefore() {
      System.out.println("执行 doBefore 方法");
   }

   @After("pointCut()")
   public void doAfter() {
      System.out.println("执行 doAfter 方法");
   }
}

然后我们只需要在 application.xml 配置中添加注解类，配置如下：

<bean class="org.springframework.advice.MyAspectJ"/>

紧接着，我们添加一个需要拦截的方法：

package org.springframework.beans;

// 需要拦截的 Bean
public class Person {
   public Person findPerson() {
      Person person = new Person(1, "JDK");
      System.out.println("执行 findPerson 方法");
      return person;
   }
    // 获取其他方法
}

最后，我们开启测试代码：

import org.springframework.beans.Person;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;

public class MyApplication {
   public static void main(String[] args) {
      ApplicationContext context =
            new ClassPathXmlApplicationContext("classpath*:application.xml");
      Person person = context.getBean("person", Person.class);
      person.findPerson();
   }
}

以上程序的执行结果为：

执行 doBefore 方法
执行 findPerson 方法
执行 doAfter 方法

可以看出 AOP 拦截成功了。

3.基于 XML `<aop />` 标签的方式

基于 XML 的方式与基于注解的方式类似，只是无需使用注解，把相关信息配置到 application.xml 中即可，配置如下：

<!-- 拦截处理类 -->
<bean id="myPointcut" class="org.springframework.advice.MyPointcut"></bean>
<aop:config>
    <!-- 拦截规则配置 -->
    <aop:pointcut id="pointcutConfig"
                    expression="execution(* org.springframework.beans.Person.*(..))"/>
    <!-- 拦截方法配置 -->
    <aop:aspect ref="myPointcut">
        <aop:before method="doBefore" pointcut-ref="pointcutConfig"/>
        <aop:after method="doAfter" pointcut-ref="pointcutConfig"/>
    </aop:aspect>
</aop:config>

之后，添加一个普通的类来进行拦截业务的处理，实现代码如下：

public class MyPointcut {
   public void doBefore() {
      System.out.println("执行 doBefore 方法");
   }
   public void doAfter() {
      System.out.println("执行 doAfter 方法");
   }
}

拦截的方法和测试代码与第二种注解的方式相同，这里就不在赘述。

最后执行程序，执行结果为：

执行 doBefore 方法
执行 findPerson 方法
执行 doAfter 方法