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反向控制和面向切面編程在Spring的應用

引言

　　在J2EE的整個發展歷程中，現在正是一個非常時刻。從很多方面來說，J2EE都是一個偉大的成功：它成功地在從前沒有標準的地方建立了標準；大大提升了企業級軟件的開放程度，并且得到了整個行業和開發者的廣泛認可。然而，J2EE在一些方面已經開始捉襟見肘。J2EE應用開發的成本通常很高。J2EE應用項目至少和從前的非J2EE項目一樣容易失敗——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，軟件開發幾乎變成了碰運氣。而在J2EE遭遇失敗的場景中，EJB通常都扮演著重要的角色。因此，J2EE社群不斷地向著更簡單的解決方案、更少使用EJB的方向發展^[1]。然而，每個應用程序都需要一些基礎設施，拒絕使用EJB并不意味著拒絕EJB所采用的基礎設施解決方案。那么，如何利用現有的框架來提供這些基礎設施服務呢，伴隨著這個問題的提出，一個輕量級的J2EE解決方案出現了，這就是Spring Framework。

　　Spring是為簡化企業級系統開發而誕生的，Spring框架為J2EE應用常見的問題提供了簡單、有效的解決方案，使用Spring，你可以用簡單的POJO(Plain Old Java Object)來實現那些以前只有EJB才能實現的功能。這樣不只是能簡化服務器端開發，任何Java系統開發都能從Spring的簡單、可測試和松耦合特征中受益。可以簡單的說，Spring是一個輕量級的反向控制（IoC）和面向切面編程（AOP）容器框架^[3]。Spring IoC，借助于依賴注入設計模式，使得開發者不用理會對象自身的生命周期及其關系，而且能夠改善開發者對J2EE模式的使用；Spring AOP，借助于Spring實現的攔截器，開發者能夠實現以聲明的方式使用企業級服務，比如安全性服務、事務服務等。Spring IoC和 Spring ; AOP組合，一起形成了Spring，這樣一個有機整體，使得構建輕量級的J2EE架構成為可能，而且事實證明，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架構的成功的實際商務系統項目為背景，闡述了反向控制原理和面向切面的編程技術在Spring框架中的應用，同時抽取適量代碼示意具體應用，并和傳統開發模式進行對比，展示了Spring framework的簡單，高效，可維護等優點。

　　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發表了一篇論文《Inversion of Control Containers and the Dependency Injection pattern》闡述了這個問題，他總結說是獲得依賴對象的方式反向了，根據這個啟示，他還為反向控制提出了一個更貼切的名字：Dependency Injection(DI 依賴注入)。

　　通常，應用代碼需要告知容器或框架,讓它們找到自身所需要的類,然后再由應用代碼創建待使用的對象實例。因此，應用代碼在使用實例之前，需要創建對象實例。然而，IoC模式中,創建對象實例的任務交給IoC容器或框架(實現了IoC設計模式的框架也被稱為IoC容器)，使得應用代碼只需要直接使用實例，這就是IoC。相對IoC 而言，“依賴注入”的確更加準確的描述了這種設計理念。所謂依賴注入，即組件之間的依賴關系由容器在運行期決定，形象的來說，即由容器動態的將某種依賴關系注入到組件之中。

　　1.2 IoC在Spring中的實現

　　任何重要的系統都需要至少兩個相互合作的類來完成業務邏輯。通常，每個對象都要自己負責得到它的合作（依賴）對象。你會發現，這樣會導致代碼耦合度高而且難于測試。使用IoC，對象的依賴都是在對象創建時由負責協調系統中各個對象的外部實體提供的，這樣使軟件組件松散連接成為可能。下面示意了Spring IoC 應用，步驟如下：

　?。?）定義Action接口，并為其定義一個execute方法，以完成目標邏輯。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，這里首先將業務對象抽象成接口，正是為了實施這個原則。

　?。?）類UpperAction實現Action接口，在此類中，定義一個String型的域message，并提供相應的setter和getter方法，實現的execute方法如下：

public String execute (String str) {

　return (getMessage () + str).toUpperCase () ;

}

　?。?）編寫Spring配置文件（bean.xml）

＜beans＞

＜bean id="TheAction" class="net.chen.spring.qs.UpperAction"＞

＜property name="message"＞

＜value＞HeLLo＜/value＞

＜/property＞

＜/bean＞

＜/beans＞

　?。?）測試代碼

public void testQuickStart () {

　ApplicationContext ctx=new

　FileSystemXmlApplicationContext ("bean.xml");

　Action a= (Action) ctx.getBean ("TheAction");

　System.out.println (a. execute ("Rod Johnson"));

}

　　上面的測試代碼中，我們根據"bean.xml"創建了一個ApplicationContext實例，并從此實例中獲取我們所需的Action實現，運行測試代碼，我們看到控制臺輸出：

……
HELLO ROD JOHNSON

　　仔細觀察一下上面的代碼，可以看到：

　　（1）我們的組件并不需要實現框架指定的接口，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框架實現的應用中是難以想象的。

　?。?）組件間的依賴關系減少，極大改善了代碼的可重用性。Spring的依賴注入機制，可以在運行期為組件配置所需資源，而無需在編寫組件代碼時就加以指定，從而在相當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，讓我們試想一下，如果不使用Spring框架，回到我們傳統的編碼模式，情況會是怎樣呢？

　　首先，我們必須編寫一個配置文件讀取類，以實現Message屬性的可配置化。

　　其次，得有一個Factory模式的實現，并結合配置文件的讀寫完成Action的動態加載。于是，我們實現了一個ActionFactory來實現這個功能：

public class ActionFactory {

　public static Action getAction (String actionName) {Properties pro = new Properties ();

　try {

　　pro.load (new FileInputStream ("config.properties"));

　　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.UpperAction
TheAction_msg=HeLLo

　　測試代碼也作相應修改。現在不論實現的好壞，總之通過上面新增的多行代碼，終于實現了類似的功能。如果現在有了一個新的需求，這樣這個ActionFactory每次都新建一個類的實例，顯然這對系統性能不利，考慮到我們的兩個Action都是線程安全的，修改一下ActionFactory，保持系統中只有一個Action實例供其它線程調用。另外Action對象創建后，需要做一些初始化工作。修改一下ActionFactory，使其在創建Action實例之后，隨即就調用Action.init方法執行初始化。Action的處理這樣就差不多了。下面我們來看看另外一個Factory

　　……

　　往往這些系統開發中最常見的需求，會導致我們的代碼迅速膨脹，而Spring IoC的出現，則大大緩解了這樣的窘境。通過以上實例，可以看出，Spring IoC為我們提供了如下幾方面的優勢：

　?。?）應用組件不需要在運行時尋找其協作者，因此更易于開發和編寫應用；

　?。?）由于借助于IoC容器管理組件的依賴關系，使得應用的單元測試和集成測試更利于展開；

　　（3）通常，在借助于IoC容器關系業務對象的前提下，很少需要使用具體IoC容器提供的API，這使得集成現有的遺留應用成為可能。

　　因此，通過使用IoC能夠降低組件之間的耦合度，最終，能夠提高類的重用性，利于測試，而且更利于整個產品或系統集成和配置。

posted on 2007-12-31 21:40 々上善若水々閱讀(1003) 評論(1) 編輯收藏所屬分類: Spring

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IoC是什么？Inversion of Control，即反轉控制，或許說為依賴注入更為合適，但我感覺只要翻譯過來就有點別扭，還是別翻譯為好。IoC就是IoC，不是什么技術，與GoF一樣，是一種設計模式。

2007-12-31 21:41 | 々上善若水々

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