反向控制和面向切面編程在Spring的應(yīng)用.doc

摘 要 針對(duì)傳統(tǒng)的J2EE架構(gòu)方案常常無法讓人滿意：程序過于復(fù)雜，難以測(cè)試和維護(hù)成本高。根據(jù)企業(yè)實(shí)際需求，本文探討了一種輕量級(jí)的J2EE應(yīng)用框架Spring ，它用更加輕量、更加靈活的基礎(chǔ)設(shè)施取代了EJB。在此對(duì)Spring背后的反向控制原理和面向切面編程技術(shù)進(jìn)行了比較深入研究，并與傳統(tǒng)實(shí)現(xiàn)進(jìn)行對(duì)比，顯示了這種框架具有大大降低開發(fā)成本，可測(cè)試等優(yōu)點(diǎn)。關(guān)鍵詞 Spring；反向控制；面向切面編程；POJO；依賴注入引言 在J2EE的整個(gè)發(fā)展歷程中，現(xiàn)在正是一個(gè)非常時(shí)刻。從很多方面來說，J2EE都是一個(gè)偉大的成功：它成功地在從前沒有標(biāo)準(zhǔn)的地方建立了標(biāo)準(zhǔn)；大大提升了企業(yè)級(jí)軟件的開放程度，并且得到了整個(gè)行業(yè)和開發(fā)者的廣泛認(rèn)可。然而，J2EE在一些方面已經(jīng)開始捉襟見肘。J2EE應(yīng)用開發(fā)的成本通常很高。J2EE應(yīng)用項(xiàng)目至少和從前的非J2EE項(xiàng)目一樣容易失敗如果不是更容易失敗的話。這樣的失敗率高得讓人難以接受。在這樣的失敗率之下，軟件開發(fā)幾乎變成了碰運(yùn)氣。而在J2EE遭遇失敗的場(chǎng)景中，EJB通常都扮演著重要的角色。因此，J2EE社群不斷地向著更簡(jiǎn)單的解決方案、更少使用EJB的方向發(fā)展1。然而，每個(gè)應(yīng)用程序都需要一些基礎(chǔ)設(shè)施，拒絕使用EJB并不意味著拒絕EJB所采用的基礎(chǔ)設(shè)施解決方案。那么，如何利用現(xiàn)有的框架來提供這些基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)呢，伴隨著這個(gè)問題的提出，一個(gè)輕量級(jí)的J2EE解決方案出現(xiàn)了，這就是Spring Framework。Spring是為簡(jiǎn)化企業(yè)級(jí)系統(tǒng)開發(fā)而誕生的，Spring框架為J2EE應(yīng)用常見的問題提供了簡(jiǎn)單、有效的解決方案，使用Spring，你可以用簡(jiǎn)單的POJO(Plain Old Java Object)來實(shí)現(xiàn)那些以前只有EJB才能實(shí)現(xiàn)的功能。這樣不只是能簡(jiǎn)化服務(wù)器端開發(fā)，任何Java系統(tǒng)開發(fā)都能從Spring的簡(jiǎn)單、可測(cè)試和松耦合特征中受益?？梢院?jiǎn)單的說，Spring是一個(gè)輕量級(jí)的反向控制（IoC）和面向切面編程（AOP）容器框架3。Spring IoC，借助于依賴注入設(shè)計(jì)模式，使得開發(fā)者不用理會(huì)對(duì)象自身的生命周期及其關(guān)系，而且能夠改善開發(fā)者對(duì)J2EE模式的使用；Spring AOP，借助于Spring實(shí)現(xiàn)的攔截器，開發(fā)者能夠?qū)崿F(xiàn)以聲明的方式使用企業(yè)級(jí)服務(wù)，比如安全性服務(wù)、事務(wù)服務(wù)等。Spring IoC和 Spring ; AOP組合，一起形成了Spring，這樣一個(gè)有機(jī)整體，使得構(gòu)建輕量級(jí)的J2EE架構(gòu)成為可能，而且事實(shí)證明，非常有效。沒有Spring IoC的Spring AOP是不完善的，沒有Spring AOP的Spring IoC是不健壯的。本文是以Spring架構(gòu)的成功的實(shí)際商務(wù)系統(tǒng)項(xiàng)目為背景，闡述了反向控制原理和面向切面的編程技術(shù)在Spring框架中的應(yīng)用，同時(shí)抽取適量代碼示意具體應(yīng)用，并和傳統(tǒng)開發(fā)模式進(jìn)行對(duì)比，展示了Spring framework的簡(jiǎn)單，高效，可維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。1、Spring IoC 1.1 反向控制原理 反向控制是Spring框架的核心。但是，反向控制是什么意思？到底控制的什么方面被反向了呢？2004年美國專家Martin Fowler發(fā)表了一篇論文Inversion of Control Containers and the Dependency Injection pattern闡述了這個(gè)問題，他總結(jié)說是獲得依賴對(duì)象的方式反向了，根據(jù)這個(gè)啟示，他還為反向控制提出了一個(gè)更貼切的名字：Dependency Injection(DI 依賴注入)。通常，應(yīng)用代碼需要告知容器或框架,讓它們找到自身所需要的類,然后再由應(yīng)用代碼創(chuàng)建待使用的對(duì)象實(shí)例。因此，應(yīng)用代碼在使用實(shí)例之前，需要?jiǎng)?chuàng)建對(duì)象實(shí)例。然而，IoC模式中,創(chuàng)建對(duì)象實(shí)例的任務(wù)交給IoC容器或框架(實(shí)現(xiàn)了IoC設(shè)計(jì)模式的框架也被稱為IoC容器)，使得應(yīng)用代碼只需要直接使用實(shí)例，這就是IoC。相對(duì)IoC 而言，“依賴注入”的確更加準(zhǔn)確的描述了這種設(shè)計(jì)理念。所謂依賴注入，即組件之間的依賴關(guān)系由容器在運(yùn)行期決定，形象的來說，即由容器動(dòng)態(tài)的將某種依賴關(guān)系注入到組件之中。1.2 IoC在Spring中的實(shí)現(xiàn) 任何重要的系統(tǒng)都需要至少兩個(gè)相互合作的類來完成業(yè)務(wù)邏輯。通常，每個(gè)對(duì)象都要自己負(fù)責(zé)得到它的合作（依賴）對(duì)象。你會(huì)發(fā)現(xiàn)，這樣會(huì)導(dǎo)致代碼耦合度高而且難于測(cè)試。使用IoC，對(duì)象的依賴都是在對(duì)象創(chuàng)建時(shí)由負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)系統(tǒng)中各個(gè)對(duì)象的外部實(shí)體提供的，這樣使軟件組件松散連接成為可能。下面示意了Spring IoC 應(yīng)用，步驟如下：（1）定義Action接口，并為其定義一個(gè)execute方法，以完成目標(biāo)邏輯。多年前，GoF在Design Pattern：Elements of Reusable Object-Oriented Software一書中提出“Programming to an Interface，not an implementation”的原則，這里首先將業(yè)務(wù)對(duì)象抽象成接口，正是為了實(shí)施這個(gè)原則。（2）類UpperAction實(shí)現(xiàn)Action接口，在此類中，定義一個(gè)String型的域message，并提供相應(yīng)的setter和getter方法，實(shí)現(xiàn)的execute方法如下：public String execute (String str) return (getMessage () + str).toUpperCase () ; （3）編寫Spring配置文件（bean.xml）beansbean id=TheAction class=net.chen.spring.qs.UpperActionproperty name=messagevalueHeLLo/value/property/bean/beans （4）測(cè)試代碼public void testQuickStart () ApplicationContext ctx=newFileSystemXmlApplicationContext (bean.xml); Action a= (Action) ctx.getBean (TheAction); System.out.println (a. execute (Rod Johnson); 上面的測(cè)試代碼中，我們根據(jù)bean.xml創(chuàng)建了一個(gè)ApplicationContext實(shí)例，并從此實(shí)例中獲取我們所需的Action實(shí)現(xiàn)，運(yùn)行測(cè)試代碼，我們看到控制臺(tái)輸出：HELLO ROD JOHNSON 仔細(xì)觀察一下上面的代碼，可以看到：（1）我們的組件并不需要實(shí)現(xiàn)框架指定的接口，因此可以輕松的將組件從Spring中脫離，甚至不需要任何修改，這在基于EJB框架實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用中是難以想象的。（2）組件間的依賴關(guān)系減少，極大改善了代碼的可重用性。Spring的依賴注入機(jī)制，可以在運(yùn)行期為組件配置所需資源，而無需在編寫組件代碼時(shí)就加以指定，從而在相當(dāng)程度上降低了組件之間的耦合。Spring給我們帶來了如此這般的好處，那么，反過來，讓我們?cè)囅胍幌拢绻皇褂肧pring框架，回到我們傳統(tǒng)的編碼模式，情況會(huì)是怎樣呢？首先，我們必須編寫一個(gè)配置文件讀取類，以實(shí)現(xiàn)Message屬性的可配置化。其次，得有一個(gè)Factory模式的實(shí)現(xiàn)，并結(jié)合配置文件的讀寫完成Action的動(dòng)態(tài)加載。于是，我們實(shí)現(xiàn)了一個(gè)ActionFactory來實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能：public class ActionFactory public static Action getAction (String actionName) Properties pro = new Properties (); try pro.load (new FileInputStream (perties); String actionImplName =(String)pro.get(actionName); String actionMessage =(String) pro.get (actionName+_msg); Object obj =Class.forName (actionImplName).newInstance (); BeanUtils.setProperty(obj,message,actionMessage); return (Action) obj; catch (FileNotFoundException e) 配置文件則采用properties文件形式如下所示：TheAction=net.chen.spring.qs.UpperActionTheAction_msg=HeLLo 測(cè)試代碼也作相應(yīng)修改。現(xiàn)在不論實(shí)現(xiàn)的好壞，總之通過上面新增的多行代碼，終于實(shí)現(xiàn)了類似的功能。如果現(xiàn)在有了一個(gè)新的需求，這樣這個(gè)ActionFactory每次都新建一個(gè)類的實(shí)例，顯然這對(duì)系統(tǒng)性能不利，考慮到我們的兩個(gè)Action都是線程安全的，修改一下ActionFactory，保持系統(tǒng)中只有一個(gè)Action實(shí)例供其它線程調(diào)用。另外Action對(duì)象創(chuàng)建后，需要做一些初始化工作。修改一下ActionFactory，使其在創(chuàng)建Action實(shí)例之后，隨即就調(diào)用Action.init方法執(zhí)行初始化。Action的處理這樣就差不多了。下面我們來看看另外一個(gè)Factory往往這些系統(tǒng)開發(fā)中最常見的需求，會(huì)導(dǎo)致我們的代碼迅速膨脹，而Spring IoC的出現(xiàn)，則大大緩解了這樣的窘境。通過以上實(shí)例，可以看出，Spring IoC為我們提供了如