Spring：IoC，AOP的简单理解与使用

news2024/9/29 13:21:31

IoC容器

IoC ，Spring全家桶各个功能模块的基础，是创建对象的容器。

IoC概念

控制反转，将对象的创建进行反转，常规情况下对象由开发者手动创建，而使用IoC不再需要创建对象，由IoC容器根据需求自动创建项目所需要的对象。

IoC环境依赖

添加spring-context，即根据spring上下文，自动引入需要的包

<dependency>
  	<groupId>org.springframework</groupId>
  	<artifactId>spring-context</artifactId>
  	<version>6.0.10</version>
</dependency>

配置元数据

在resource中创建spring配置文件，application.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
    xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
    xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
        https://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">
</beans>

实例化一个ioc容器

ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("application.xml");

使用容器

比如像通过容器获取一个student对象，在application.xml中配置元数据

<bean class="com.test.bean.Student"/>

通过getBean()检索到bean的实例

Student student = context.getBean(Student.class);

也可以通过对象名来获取，下面这行代码表示创建了一个Student对象，名字为student

<bean class="com.test.bean.Student" id="student"/>

Student student = context.getBean("student");

Bean

是什么？

怎么注册和配置？

bean中scope设置的prototype（原型）和singleton（单例）有什么区别？默认是什么模式？

单例模式中对象在什么时候创建的？

lazy-init是什么？作用是什么

depends-on作用？

Scope

Singleton Scope

单例模式，当定义了一个singleton的bean，Spring IoC容器就会给该bean定义的对象创建一个确切的实例，并且这个单一的实例被存储在这种单体bean的缓存中，所有后续的请求和对该bean的引用都将返回缓存中的对象。这意味通过该bean定义的类创建出来的实例只有一个。

在不写scope的情况下默认为 singleton

<bean class="com.test.entity.Student"/>

Student student1 = context.getBean(Student.class);
Student student2 = context.getBean(Student.class);
System.out.println(student1 == student2); // 单例模式下 这两个对象其实是同一个 返回true
Prototype Scope

原型模式，每次对该特定bean的请求都会创建一个新的bean实例。

<bean class="com.test.entity.Student" scope="prototype"/>

依照这样，上述代码应返回false

依赖注入

IoC容器在创建对象时将我们预先给定的属性注入给对象

基于Setter的依赖注入
public class Student {
    String name;
    private Teacher teacher;

    public void setTeacher(Teacher teacher) {
        this.teacher = teacher;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

在指定 bean 中使用 property标签

<bean name="teacher" class="com.test.entity.ProgramTeacher"/>
<bean class="com.test.entity.Student">
	<property name="teacher" ref="teacher"/>
    <property name="name" value="小明"/>
</bean>
基于构造器的依赖注入
public class Student {
    String name;
    private final Teacher teacher;

    public Student(String name, Teacher teacher) {
        this.name = name;
        this.teacher = teacher;
    }
}

使用 constructor-arg 标签，构造器中有几个参数，就需要几个constructor-arg

<bean name="teacher" class="com.test.entity.ProgramTeacher"/>
<bean class="com.test.entity.Student">
   	<constructor-arg name="teacher" ref="teacher"/>
    <constructor-arg name="name" value="小明"/>
</bean>

警告: Using deprecated '-debug' fallback for parameter name resolution. Compile the affected code with '-parameters' instead or avoid its introspection: com.test.entity.Student

请记住，要使这一方法开箱即用，你的代码在编译时必须启用debug标志，以便Spring能够从构造函数中查找参数名称。如果你不能或不想用debug标志编译你的代码，你可以使用 @ConstructorProperties注解来明确命名你的构造函数参数。

    @ConstructorProperties({"name", "teacher"})
    public Student(String name, Teacher teacher) {
        this.name = name;
        this.teacher = teacher;
    }

或在pom.xml中添加-parameters参数

<build>
    <pluginManagement>
        <plugins>
            <plugin>
                <artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId>
                <version>3.10.1</version>
                <configuration>
                    <compilerArgs>
                        <arg>-parameters</arg>
                    </compilerArgs>
                </configuration>
            </plugin>
        </plugins>
    </pluginManagement>
</build>
集合类型的特殊支持

如，Map类型

public class Student {
    private Map<String, Integer> map;

    public void setMap(Map<String, Integer> map) {
        this.map = map;
    }
}

    <bean class="com.test.entity.Student">
        <property name="map">
            <map>
                <entry key="语文" value="100"/>
                <entry key="数学" value="100"/>
                <entry key="英语" value="100"/>
            </map>
        </property>
    </bean>

或者List类型

public class Student {
    private List<String> list;

    public void setList(List<String> list) {
        this.list = list;
    }
}

<bean name="student" class="com.test.Student">
    <property name="list">
        <list>
            <value>AAA</value>
            <value>BBB</value>
            <value>hello</value>
        </list>
    </property>
</bean>

自动装配

自动装配就是让IoC容器自己去寻找需要填入的值，我们只需要将set方法提供好就可以了，这里需要添加autowire属性：

byType 通过类型自动装配

<bean name="programTeacher" class="com.test.entity.ProgramTeacher"/>
<bean class="com.test.entity.Student" autowire="byType"/>

byName 通过名称自动装配，by的name是按照Setter中set后面的名称

public class Student {
    private Teacher teacher;

    public void setProgramTeacher(Teacher teacher) {
        this.teacher = teacher;
    }
}

<bean name="programTeacher" class="com.test.entity.ProgramTeacher"/>
<bean class="com.test.entity.Student" autowire="byName"/>

constructor 通过构造方法自动装配

生命周期

为bean指定初始化或者销毁方法，便于bean在初始化和销毁时做一些其他事情。

为bean配置初始化，在<bean>元素中添加 init-method

<bean class="com.test.entity.Student" autowire="byName" init-method="init"/>

public class Student {
    public void init() {
        System.out.println("i am init");
    }
}

你可以给 <bean> 元素的 destroy-method 属性分配一个特殊的 (inferred) 值，它指示Spring自动检测特定bean类上的public close 或 shutdown 方法。（任何实现了 java.lang.AutoCloseable 或 java.io.Closeable 的类都可以匹配）。你也可以在 <beans> 元素的 default-destroy-method 属性上设置这个特殊的 (inferred) 值，将这个行为应用于整个Bean集合。请注意，这是用Java配置的默认行为。

使用实现了AutoCloseable或Closeable的类

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        ClassPathXmlApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("application.xml");
        context.close();
    }
}

<bean class="com.test.entity.Student" autowire="byName" destroy-method="destroy"/>

或者在顶层<beans>中添加默认的 default-init-method 和default-destroy-method，这意味着可以编写你的应用类并使用名为 init() 的初始化回调，而不必为每个Bean定义配置 init-method="init" 属性。当Bean被创建时，Spring IoC容器会调用该方法

<beans default-init-method="init"
       default-destroy-method="destroy"
       ........

</beans>

注意的是，Spring并不管理 prototype Bean的完整生命周期，所以配置的destroy不会被调用.

注解实现IoC

比起内容庞大的xml配置，进行注解开发更加高效。

@Configuration

@Configuration等价于spring的xml配置文件

@Configuration
public class MainConfiguration {
}

与xml方式不同，注解开发通过如下方式实例化一个IoC容器：

AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(MainConfiguration.class);

当配置类有很多时，直接扫描包名，例如我将配置类都放在 com.test.config包下

AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext("com.test.config");

@Bean

是XML的<bean/>元素的等价。可以在 @Configuration 或 @Component 注解的类中使用 @Bean 注解，注册为bean的对象默认名为方法名（如下面的student），也可以用 @Bean(value = )或者name来自定义名称。

@Configuration
public class MainConfiguration {
    @Bean
    public Student student() {
        return new Student();
    }
}

@Bean 注解支持指定任意的初始化和销毁回调方法，就像Spring XML在 bean 元素上的 init-method 和 destroy-method 属性一样，如下例所示。

public class Student {
    public void init() {}
    
    public void destroy(){}
}


@Configuration
public class MainConfiguration {
    @Bean(name = "test", initMethod = "init", destroyMethod = "destroy")
    public Student student() {
        return new Student();
    }
}

Bean别名

@Bean 注解的 name 属性接受一个 String 数组来实现这一目的。

@Bean({"dataSource", "subsystemA-dataSource", "subsystemB-dataSource"})

@Scope

默认的scope是 singleton，但你可以用 @Scope 注解来覆盖它.

@Configuration
public class MainConfiguration {
    @Bean
    @Scope("prototype")
    public Student student() {
        return new Student();
    }
}

@Import

就像 <import/> 元素在Spring XML文件中被用来帮助模块化配置一样，@Import 注解允许从另一个配置类中加载 @Bean 定义，如下例所示。

@Configuration
public class MainConfiguration {
    @Bean
    public Student student() {
        return new Student();
    }
}

@Configuration
@Import(MainConfiguration.class)
public class ChildConfig {
    @Bean
    public ArtStudent artStudent() {
        return new ArtStudent();
    }
}

现在，在实例化上下文时不需要同时指定 MainConfiguration.class 和 ChildConfig.class，而只需要明确提供 ChildConfig，正如下面的例子所示。

    public static void main(String[] args) {
        AnnotationConfigApplicationContext context = new														AnnotationConfigApplicationContext(ChildConfig.class);
        ArtStudent artStudent = context.getBean(ArtStudent.class);
        Student student = context.getBean(Student.class);
    }

@Component

在需要注册为Bean的类上添加@Component注解来将一个类进行注册

@Component
public class SportStudent extends Student{
    private String name;
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}
@Componentscan

同时需要添加@ComponentScan自动扫描来告诉Spring，它需要在哪些包中查找我们提供的@Component声明的Bean。

@Configuration
@ComponentScan("com.test.entity")
public class MainConfiguration {
    @Bean
    public Student student() {
        return new Student();
    }

    public SportStudent sportStudent() {
        return new SportStudent();
    }
}

@Autowired

自动装载

AOP

Aspect Oriented Programming，即面向切面编程。本质就是一个动态代理，让我们把一些常用功能如权限检查、日志、事务等，从每个业务方法中剥离出来。

什么是面向切面呢？就好比将三个西瓜横切一刀，将三个切面抽象为一个对象，对这个对象进行编程（比如输出一个日志），这样输出日志就会在三个切面都执行。

在这里插入图片描述

相关概念

  • Join point（切入点）：目标方法和切面的连接点。切面通常通过切入点来获取目标方法的参数，返回值等。
  • Adive（通知）：描述切面何时执行以及如何执行增强处理。advice类型包括：before，after，afterReturing，around等。
  • Aspect（切面）：通知和切点的结合

引入AOP标签

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xmlns:aop="http://www.springframework.org/schema/aop"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd
       http://www.springframework.org/schema/aop http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop.xsd">

XML配置AOP

public class Student {
    public void study() {
        System.out.println("好好学习");
    }
}

StudentAOP

public class StudentAOP {
    public void afterStudy() {
        System.out.println("我是后置方法");
    }
}

application.xml，在<aop:config/>声明一个<aop:pointcut/>，即切入点，切入点由

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xmlns:aop="http://www.springframework.org/schema/aop"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd
       http://www.springframework.org/schema/aop http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop.xsd">
    <bean class="com.test.entity.Student"/>
    <bean id="studentAOP" class="com.test.entity.StudentAOP"/>

    <aop:config>
        <aop:pointcut id="test" expression="execution(public void com.test.entity.Student.study())"/>
        <aop:aspect ref="studentAOP">
            <aop:after method="afterStudy" pointcut-ref="test"/>
        </aop:aspect>
    </aop:config>
</beans>

使用接口实现AOP

在方法执行之前或之后去调用我们实现的接口，首先讲类实现Advice接口，比如方法执行之前的MethodBeforeAdvice，方法执行之后的AfterReturningAdvice。例如

public class AopTest implements MethodBeforeAdvice, AfterReturningAdvice {

    @Override
    public void before(Method method, Object[] args, Object target) throws Throwable {
        System.out.println("我是方法执行之前");
    }

    @Override
    public void afterReturning(Object returnValue, Method method, Object[] args, Object target) throws Throwable {
        System.out.println("我是方法执行之后");
    }
}

接着在Spring的xml配置文件中，在<aop:config/>标签下使用<aop:advisor/>

<bean name="test" class="com.test.aop.AopTest"/>

<aop:config>
        <aop:pointcut id="stu" expression="execution(* com.test.bean.Student.say(String))"/>
        <aop:advisor advice-ref="test" pointcut-ref="stu"/>
    </aop:config>

注解实现AOP

@EnableAspectJAutoProxy

在添加了@Configuration的spring配置类下使用@EnableAspectJAutoProxy，即开启自动生成代理，这个操作由Spring自己完成

@EnableAspectJAutoProxy
@ComponentScans({
        @ComponentScan("com.test.bean"),
        @ComponentScan("com.test.aop")
})
@Configuration
public class MainConfiguration {

    @Bean
    public Card card() {
        return new Card();
    }

    @Bean
    public Student student() {
        return new Student();
    }
}
@Aspect

要使用AOP，还需要在AOP切面类上使用@Aspect，告诉Spring这是一个切面

@Aspect
@Component
public class AopTest {
   @Before("execution(* com.test.bean.Student.say(String))")
   public void before() {
       System.out.println("我是方法执行之前");
   }
}

从上述代码也能看到，要使用advice的几种操作，只需要使用相应的注解，如@Before，@After，@Around

Advice类型

Before

在切点匹配方法之前执行，可以通过@Before注解在一个切面中声明advice，execution中的字符串是告诉切面应该在何处执行该方法。

execution的使用：首先表示目标方法的访问范围和返回类型，然后是目标方法的包路径，括号中表示参数类型，例如

execution(public int com.test.bean.CalImpl.*(int, int))

也可以通配

execution(* com.test.bean.CalImpl.*(..))
AfterReturning

当一个匹配的方法执行正常返回带参数时，After returning advice 运行。你可以通过使用 @AfterReturning 注解来声明它，通过参数returning来绑定目标方法的返回结果

@AfterReturning(value = "execution(public int com.test.bean.CalImpl.*(..))", returning = "result")
public void afterReturning(JoinPoint joinPoint, Object result) {
        System.out.println(joinPoint.getSignature().getName() + "方法的结果" + result);
    }
After

当一个匹配的方法执行退出时，After (finally) advice 会运行。它是通过使用 @After 注解来声明的。After advice必须准备好处理正常和异常的返回条件。它通常被用于释放资源和类似的目的。

Around

@Around可以决定是否执行目标方法

AOP实现流程

在这里插入图片描述

SpringEL表达式

简单使用

创建一个SpEL

ExpressionParser parser = new SpelExpressionParser();
Expression exp = parser.parseExpression("'Hello World'"); // ''表示字符串
String message = (String) exp.getValue();

SpEL支持广泛的功能，如调用方法、访问属性和调用构造函数。

Expression expression = parser.parseExpression("'hello world'.toUpperCase()");

访问对象的属性，前提需要实现get方法

AnnotationConfigApplicationContext context = new                                                          	               AnnotationConfigApplicationContext(MainConfiguration.class);
Student student = context.getBean(Student.class);

ExpressionParser parser = new SpelExpressionParser();
Expression expression = parser.parseExpression("name");
String message =(String) expression.getValue(student);

调用表达式的setValues()方法来设定属性的值

Expression expression = parser.parseExpression("name");
expression.setValue(student, "小明");

使用构造函数，如调用String的构造函数

Expression expression = parser.parseExpression("new String('hello world')");

集合类的使用

@Component
public class Student {
    public Map<String, String> map = Map.of("test", "this is test");
    public List<Integer> list = List.of(1,2,3,4);
}

Map映射，通过Map[key]来取出value

Expression expression = parser.parseExpression("map['test']");
String message = (String) expression.getValue(student);

对于List，数组等，可以直接使用[index]

Expression expression = parser.parseExpression("list[2]");
Integer number = (Integer) expression.getValue(student);
.?运算符

.? 运算符通过条件来获取集合元素，例如

@Component
public class Student {
    public List<Exam> list = List.of(new Clazz("操作系统", 80));
    
    public record Exam(String name, int score) {

   	}
}

获取name为操作系统的集合元素：

Expression expression = parser.parseExpression("list.?[name == '操作系统']");
.!运算符

.! 运算符将需要的集合元素属性拿出来单独组成一个集合，例如

@Component
public class Student {
    public List<Exam> list = List.of(new Exam("操作系统", 100), new Exam("计算机组成原理", 75), new Exam("数据结构", 100));
    public record Exam(String name, int score) {

   }
}

我希望把所有的Exam的name取出来：

Expression expression = parser.parseExpression("list.![name]");

Spring高级特性

任务调度

定时任务

定时任务就是指定某个时间去执行任务，在Spring中，定时任务是全局性的，需要在配置类上添加@EnableScheduling

@EnableScheduling
@Configuration
public class MainConfiguration {
    @Bean
    public Student student() {
        return new Student();
    }
}
@Scheduled

方法级注解，设定任务执行的时间，参数如下：

  • fixedDelay：在上一次定时任务执行完之后，间隔多久继续执行。单位毫秒
  • fixedRate：无论上一次定时任务有没有执行完成，两次任务之间的时间间隔。单位毫秒
  • cron：如果嫌上面两个不够灵活，你还可以使用cron表达式来指定任务计划。

如例子：每隔两秒执行一次

@EnableScheduling
@Configuration
public class MainConfiguration {
    @Scheduled(fixedRate = 2000)
//    @Scheduled(fixedDelay = 2000)
//    @Scheduled(cron = "*/2 * * * * *")
    public void task() {
        System.out.println("hello world " + new Date());
    }
}
cron表达式

格式 * * * * * * ，分别代表 秒 分 时 天 月 星期

如每秒，则为 */2 * * * * *

一看就懂：cron 表达式_cron表达式-CSDN博客

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传统Django中有基于类的视图&#xff0c;Drf中自然也有&#xff0c;目的都是实现功能的模块化继承&#xff0c;封装&#xff0c;减少重复代码。 首先在视图中新增下面代码&#xff1a; # simpletool/views.pyfrom rest_framework.views import APIView from simpletool.seria…
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matplotlib violinplot换颜色

matplotlib violinplot换颜色

本来用的是箱图&#xff0c;后来发现这个图更好看&#xff0c;就想要学习一下&#xff0c;官方有给教程&#xff0c;当然可以直接学习 https://matplotlib.org/stable/gallery/statistics/customized_violin.html 以上是官方给的&#xff0c;效果是这个样子的 这个从最基本的蓝…
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redis运维(十二)

redis运维(十二)

一 位图 ① 概念 1、说明&#xff1a;位图还是在操作字符串2、位图玩字符串在内存中存储的二进制3、ASCII字符通过映射转化为二进制4、操作的是字符串value ② ASCII字符铺垫 1、控制ASCII字符 2、ASCII可显示字符 ③ SETBIT 细节&#xff1a; setbit 命令的返回值是之…
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stack和queue简单实现(容器适配器)

stack和queue简单实现(容器适配器)

容器适配器 stack介绍stack模拟实现queue 介绍queue模拟实现deque stack介绍 stack模拟实现 以前我们实现stack&#xff0c;需要像list,vector一样手动创建成员函数&#xff0c;成员变量。但是stack作为容器适配器&#xff0c;我们有更简单的方法来实现它。 可以利用模板的强大…
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linux之chmod命令

linux之chmod命令

在linux系统中经常遇到需要对文件修改读写执行的权限&#xff0c;下面对chomod命令进行梳理总结。 1、文件权限 在linux系统中&#xff0c;每个文件都有归属的所有者和所有组&#xff0c;并且规定了文件的所有者、以及其他人对文件所拥有的可读&#xff08;r&#xff09;、可写…
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年薪30w项目经理都在用的6个项目管理软件

年薪30w项目经理都在用的6个项目管理软件

大家好&#xff0c;我是老原。又到了每月一次的好用工具推荐&#xff0c;不少粉丝都在搓手等待了。 要知道&#xff0c;实时掌握项目进度、把关项目质量、应对项目风险、协调资源…如果能好用的工具高效提升你的工作效率&#xff0c;对于领导来说&#xff0c;绝对是加分项。 …
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linux：查看文件前100行和后100行

linux：查看文件前100行和后100行

查看文件中的前100行 head -n 100 文件名查看文件中的后100行 tail -n 100 文件名
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