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关于java:我们为什么要用-IoC-和-AOP

jiezi

作为一名 Java 开发，对 Spring 框架是再相熟不过的了。Spring 反对的 管制反转 （Inversion of Control，缩写为 IoC）和 面向切面编程（Aspect-oriented programming，缩写为 AOP）早已成为咱们的开发习惯，好像 Java 开发天生就该如此。人总是会疏忽司空见惯的事物，所有人都纯熟应用 IoC 和 AOP，却鲜有人说得分明到底为什么要用 IoC 和 AOP。

技术必定是为了解决某个问题而诞生，要弄清楚为什么应用 IoC 和 AOP，就得先弄清楚不必它们会碰到什么问题。

IoC

咱们当初假如回到了没有 IoC 的时代，用传统的 Servlet 进行开发。

传统开发模式的弊病

三层架构是经典的开发模式，咱们个别将视图管制、业务逻辑和数据库操作别离抽离进去独自造成一个类，这样各个职责就十分清晰且易于复用和保护。大抵代码如下：

@WebServlet("/user")
public class UserServlet extends HttpServlet {
    // 用于执行业务逻辑的对象
    private UserService userService = new UserServiceImpl();
    
    @Override
    protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        // ... 省略其余代码
            
        // 执行业务逻辑
        userService.doService();
        
        // ... 返回页面视图
    }
}
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public class UserServiceImpl implements UserService{
    // 用于操作数据库的对象
    private UserDao userDao = new UserDaoImpl();
    
    @Override
    public void doService() {
        // ... 省略业务逻辑代码
            
        // 执行数据库操作
        userDao.doUpdate();
        
        // ... 省略业务逻辑代码
    }
}
复制代码
public class UserDaoImpl implements UserDao{
    @Override
    public void doUpdate() {// ... 省略 JDBC 代码}
}
复制代码

下层依赖上层的形象，代码就分为了三层：

业界广泛按这种分层形式组织代码，其核心思想是职责拆散。档次越低复用水平越高，比方一个 DAO 对象往往会被多个 Service 对象应用，一个 Service 对象往往也会被多个 Controller 对象应用：

条理分明，颠三倒四。这些被复用的对象就像一个个的组件，供多方应用。

尽管这个倒三角看上去十分丑陋，然而咱们目前的代码有一个比拟大的问题，那就是咱们只做到了 逻辑复用 ，并没有做到 资源复用。

下层调用下一层时，必然会持有下一层的对象援用，即成员变量。目前咱们每一个成员变量都会实例化一个对象，如下图所示：

每一个链路都创立了同样的对象，造成了极大的资源节约。本应多个 Controller 复用同一个 Service，多个 Service 复用同一个 DAO。当初变成了一个 Controller 创立多个反复的 Service，多个 Service 又创立了多个反复的 DAO，从倒三角变成了正三角。

许多组件只须要实例化一个对象就够了，创立多个没有任何意义。针对对象反复创立的问题，咱们自然而然想到了单例模式。只有编写类时都将其写为单例，这样就防止了资源节约。然而，引入设计模式必然会带来复杂性，况且还是每一个类都为单例，每一个类都会有类似的代码，其弊病不言自明。

有人可能会说，那我不在意“这点”资源节约了，我服务器内存大无所谓，我只求开发便捷畅快不想写额定的代码。

的确，三层架构达到逻辑复用曾经十分不便了，还奢求其余的干什么呢。但就算不论资源问题，目前代码还有一个致命缺点，那就是 变动的代价太大。

假如有 10 个 Controller 依赖了 UserService，最开始实例化的是 UserServiceImpl，前面须要换一个实现类 OtherUserServiceImpl，我就得一一批改那 10 个 Controller，十分麻烦。更换实现类的需要可能不会太多，没多大说服力。那咱们看另一个状况。

之前咱们演示的组件创立过程非常简单，new 一下就完了，可很多时候创立一个组件没那么容易。比方 DAO 对象要依赖一个这样的数据源组件：

public class UserDaoImpl implements UserDao{
    private MyDataSource dataSource;

    public UserDaoImpl() {
        // 结构数据源
        dataSource = new MyDataSource("jdbc:mysql://localhost:3306/test", "root", "password");
        // 进行一些其余配置
        dataSource.setInitiaSize(10);
        dataSource.setMaxActive(100);
        // ... 省略更多配置项
    }
}
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该数据源组件要想真正失效须要对其进行许多配置，这个创立和配置过程是十分麻烦的。而且配置可能会随着业务需要的变动常常更改，这时候你就须要批改每一个依赖该组件的中央，牵一发而动全身。这还只是演示了一个数据源的创立配置过程，实在开发中可有太多组件和太多配置须要编码了，其麻烦水平堪称恐怖。

当然，这些问题都能够引入设计模式来解决，不过这样一来又绕回去了：设计模式自身也会带来复杂性。这就像一种死循环：传统开发模式编码简单，要想解决这种简单却得陷入另一种简单。难道没有方法解决了吗？当然不是的，在讲优良解决方案前，咱们先来梳理一下目前呈现的问题：

  • 创立了许多反复对象，造成大量资源节约；
  • 更换实现类须要改变多个中央；
  • 创立和配置组件工作繁冗，给组件调用方带来极大不便。

透过景象看实质，这些问题的呈现都是同一个起因：组件的调用方参加了组件的创立和配置工作。

其实调用方只需关注组件如何调用，至于这个组件如何创立和配置又与调用方有什么关系呢？就好比我去餐馆只需点菜，饭菜并不需要我亲自去做，餐馆天然会做好给我送过来。如果咱们编码时，有一个「货色」能帮忙咱们创立和配置好那些组件，咱们只负责调用该多好。这个「货色」就是容器。

容器这一概念咱们已接触过，Tomcat 就是 Servlet 的容器，它帮咱们创立并配置好 Servlet，咱们只需编写业务逻辑即可。试想一下，如果 Servlet 要咱们本人创立，HttpRequest、HttpResponse 对象也须要咱们本人配置，那代码量得有多恐怖。

Tomcat 是 Servlet 容器，只负责管理 Servlet。咱们平时应用的组件则须要另一种容器来治理，这种容器咱们称之为 IoC 容器。

管制反转和依赖注入

管制反转，是指对象的创立和配置的控制权从调用方转移给容器。好比在家本人做菜，菜的滋味全副由本人管制；去餐馆吃饭，菜的滋味则是交由餐馆管制。IoC 容器就负责了餐馆的角色。

有了 IoC 容器，咱们能够将对象交由容器治理，交由容器治理后的对象称之为 Bean。调用方不再负责组件的创立，要应用组件时间接获取 Bean 即可：

@Component
public class UserServiceImpl implements UserService{
    @Autowired // 获取 Bean
    private UserDao userDao;
}
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调用方只需依照约定申明依赖项，所须要的 Bean 就主动配置结束了，就如同在调用方内部注入了一个依赖项给其应用，所以这种形式称之为 依赖注入（Dependency Injection，缩写为 DI）。管制反转和依赖注入是一体两面，都是同一种开发模式的表现形式。

IoC 轻而易举地解决了咱们刚刚总结的问题：

对象交由容器治理后，默认是单例的，这就解决了资源节约问题。

若要更换实现类，只需更改 Bean 的申明配置，即可达到无感知更换：

public class UserServiceImpl implements UserService{...}

// 将该实现类申明为 Bean
@Component
public class OtherUserServiceImpl implements UserService{...}
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当初组件的应用和组件的创立与配置齐全拆散开来。调用方只需调用组件而无需关怀其余工作，这极大进步了咱们的开发效率，也让整个利用充斥了灵活性、扩展性。

这样看来，咱们如此中意 IoC 不是没有情理的。

AOP

咱们再来假如没有 AOP 会怎么。

面向对象的局限性

面向对象编程（Object-oriented programming，缩写：OOP）的三大个性：封装、继承、多态，咱们早已用得炉火纯青。OOP 的益处已无需赘言，置信大家都有领会。这里咱们来看一下 OOP 的局限性。

当有反复代码呈现时，能够就将其封装进去而后复用。咱们通过分层、分包、分类来布局不同的逻辑和职责，就像之前解说的三层架构。但这里的复用的都是 外围业务逻辑 ，并不能复用一些 辅助逻辑，比方：日志记录、性能统计、平安校验、事务管理，等等。这些边缘逻辑往往贯通你整个外围业务，传统 OOP 很难将其封装：

public class UserServiceImpl implements UserService {
    @Override
    public void doService() {System.out.println("--- 平安校验 ---");
        System.out.println("--- 性能统计 Start---");
        System.out.println("--- 日志打印 Start---");
        System.out.println("--- 事务管理 Start---");

        System.out.println("业务逻辑");

        System.out.println("--- 事务管理 End---");
        System.out.println("--- 日志打印 End---");
        System.out.println("--- 性能统计 End---");
    }
}
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为了不便演示，这里只用了打印语句，就算如此这代码看着也很好受，而且这些逻辑是所有业务办法都要加上，想想都恐怖。

OOP 是至上而下的编程形式，犹如一个树状图，A 调用 B、B 调用 C，或者 A 继承 B、B 继承 C。这种形式对于业务逻辑来说是适合的，通过调用或继承以复用。而辅助逻辑就像一把闸刀横向贯通所有办法，如图 2 - 4 所示：

这一条条横线好像切开了 OOP 的树状构造，犹如一个大蛋糕被切开多层，每一层都会执行雷同的辅助逻辑，所以大家将这些辅助逻辑称为层面或者切面。

代理模式用来减少或加强原有性能再适宜不过了，但切面逻辑的难点不是 不批改原有业务 ，而是 对所有业务失效。对一个业务类加强就得新建一个代理类，对所有业务加强，每个类都要新建代理类，这无疑是一场劫难。而且这里只是演示了一个日志打印的切面逻辑，如果我再加一个性能统计切面，就得新建一个切面代理类来代理日志打印的代理类，一旦切面多起来这个代理类嵌套就会十分深。

面向切面编程（Aspect-oriented programming，缩写为 AOP）正是为了解决这一问题而诞生的技术。

面向切面编程

AOP 不是 OOP 的对立面，它是对 OOP 的一种补充。OOP 是纵向的，AOP 是横向的，两者相结合方能构建出良好的程序结构。AOP 技术，让咱们可能不批改原有代码，便能让切面逻辑在所有业务逻辑中失效。

咱们只需申明一个切面，写上切面逻辑：

@Aspect // 申明一个切面
@Component
public class MyAspect {
    // 原业务办法执行前
    @Before("execution(public void com.rudecrab.test.service.*.doService())")
    public void methodBefore() {System.out.println("===AspectJ 办法执行前 ===");
    }

    // 原业务办法执行后
    @AfterReturning("execution(* com.rudecrab.test.service..doService(..))")
    public void methodAddAfterReturning() {System.out.println("===AspectJ 办法执行后 ===");
    }
}
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无论你有一个业务办法，还是一万个业务办法，对咱们开发者来说只需编写一次切面逻辑，就能让所有业务办法失效，极大进步了咱们的开发效率。

总结

IoC 解决了以下问题：

  • 创立了许多反复对象，造成大量资源节约；
  • 更换实现类须要改变多个中央；
  • 创立和配置组件工作繁冗，给组件调用方带来极大不便。

AOP 解决了以下问题：

  • 切面逻辑编写繁琐，有多少个业务办法就须要编写多少次。

参考：《2020 最新 Java 根底精讲视频教程和学习路线！》

链接：https://juejin.cn/post/692484…

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