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Spring -- 手写 IOC 和 AOP

2021-02-15  本文已影响0人  Travis_Wu

一、银行转账案例

先使用原始 servlet 方式模拟一个银行转账的功能，关键代码如下：

二、银行转账功能问题分析

三、问题解决思路，并进行代码改造

3.1 实例化对象的方式除了 new 之外，还有什么技术？

答案：反射Class.forName("全限定类名")；但是这个全限定类名不能写在 Java 代码中，不然还是会造成耦合，所以我们可以把类的全限定类名配置在 xml 中
另外项目中往往有很多对象需要实例化，那就使用工厂模式通过反射技术来生产对象

3.2 根据上述思路开始进行初步的代码改造

  1. 自定义一个 beans.xml 
    <?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<!--跟标签beans，里面配置一个又一个的bean子标签，每一个bean子标签都代表一个类的配置-->
<beans>
    <!--id标识对象，class是类的全限定类名-->
    <bean id="accountDao" class="com.wujun.edu.dao.impl.JdbcTemplateDaoImpl"></bean>
    <bean id="transferService" class="com.wujun.edu.service.impl.TransferServiceImpl"></bean>
</beans>
  2. 引入 dom4j 用来解析 xml，自定义一个工厂类，使用反射技术生产对象 
    <!--dom4j依赖-->
<dependency>
  <groupId>dom4j</groupId>
  <artifactId>dom4j</artifactId>
  <version>1.6.1</version>
</dependency>
<!--xpath表达式依赖-->
<dependency>
  <groupId>jaxen</groupId>
  <artifactId>jaxen</artifactId>
  <version>1.1.6</version>
</dependency>

    public class BeanFactory {

    /**
     * 任务一：读取解析xml，通过反射技术实例化对象并且存储待用（map集合）
     * 任务二：对外提供获取实例对象的接口（根据id获取）
     */

    private static Map<String,Object> map = new HashMap<>();  // 存储对象

    static {
        // 任务一：读取解析xml，通过反射技术实例化对象并且存储待用（map集合）
        // 加载xml
        InputStream resourceAsStream = BeanFactory.class.getClassLoader().getResourceAsStream("beans.xml");
        // 解析xml
        SAXReader saxReader = new SAXReader();
        try {
            Document document = saxReader.read(resourceAsStream);
            Element rootElement = document.getRootElement();
            List<Element> beanList = rootElement.selectNodes("//bean");
            for (int i = 0; i < beanList.size(); i++) {
                Element element =  beanList.get(i);
                // 处理每个bean元素，获取到该元素的id 和 class 属性
                String id = element.attributeValue("id");        // accountDao
                String clazz = element.attributeValue("class");  // com.wujun.edu.dao.impl.JdbcAccountDaoImpl
                // 通过反射技术实例化对象
                Class<?> aClass = Class.forName(clazz);
                Object o = aClass.newInstance();  // 实例化之后的对象

                // 存储到map中待用
                map.put(id,o);
            }
        } catch (DocumentException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InstantiationException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    // 任务二：对外提供获取实例对象的接口（根据id获取）
    public static  Object getBean(String id) {
        return map.get(id);
    }

}
  3. 相关业务代码改造 
    //private AccountDao accountDao = new JdbcAccountDaoImpl();
 private AccountDao accountDao = (AccountDao) BeanFactory.getBean("accountDao");

// 1. 实例化service层对象
//private TransferService transferService = new TransferServiceImpl();
private TransferService transferService = (TransferService) BeanFactory.getBean("transferService");
  4. 可以看到，new 关键字已经被干掉，但代码还不是最佳状态，因为干掉了 new 关键字实现了松耦合，但是代码上又重复出现了 BeanFactory 这个工厂类，而最佳状态是，业务层只是申明一个接口，别的什么都没有，继续改造 
    <!--跟标签beans，里面配置一个又一个的bean子标签，每一个bean子标签都代表一个类的配置-->
<beans>
    <!--id标识对象，class是类的全限定类名-->
    <bean id="accountDao" class="com.wujun.edu.dao.impl.JdbcTemplateDaoImpl"></bean>
    <bean id="transferService" class="com.wujun.edu.service.impl.TransferServiceImpl">
        <!--set+ name 之后锁定到传值的set方法了，通过反射技术可以调用该方法传入对应的值-->
        <property name="AccountDao" ref="accountDao"></property>
    </bean>
</beans>

    public class BeanFactory {

    /**
     * 任务一：读取解析xml，通过反射技术实例化对象并且存储待用（map集合）
     * 任务二：对外提供获取实例对象的接口（根据id获取）
     */

    private static Map<String,Object> map = new HashMap<>();  // 存储对象

    static {
        // 任务一：读取解析xml，通过反射技术实例化对象并且存储待用（map集合）
        // 加载xml
        InputStream resourceAsStream = BeanFactory.class.getClassLoader().getResourceAsStream("beans.xml");
        // 解析xml
        SAXReader saxReader = new SAXReader();
        try {
            Document document = saxReader.read(resourceAsStream);
            Element rootElement = document.getRootElement();
            List<Element> beanList = rootElement.selectNodes("//bean");
            for (int i = 0; i < beanList.size(); i++) {
                Element element =  beanList.get(i);
                // 处理每个bean元素，获取到该元素的id 和 class 属性
                String id = element.attributeValue("id");        // accountDao
                String clazz = element.attributeValue("class");  // com.wujun.edu.dao.impl.JdbcAccountDaoImpl
                // 通过反射技术实例化对象
                Class<?> aClass = Class.forName(clazz);
                Object o = aClass.newInstance();  // 实例化之后的对象

                // 存储到map中待用
                map.put(id,o);
            }

            // 实例化完成之后维护对象的依赖关系，检查哪些对象需要传值进入，根据它的配置，我们传入相应的值
            // 有property子元素的bean就有传值需求
            List<Element> propertyList = rootElement.selectNodes("//property");
            // 解析property，获取父元素
            for (int i = 0; i < propertyList.size(); i++) {
                Element element =  propertyList.get(i);   //<property name="AccountDao" ref="accountDao"></property>
                String name = element.attributeValue("name");
                String ref = element.attributeValue("ref");

                // 找到当前需要被处理依赖关系的bean
                Element parent = element.getParent();

                // 调用父元素对象的反射功能
                String parentId = parent.attributeValue("id");
                Object parentObject = map.get(parentId);
                // 遍历父对象中的所有方法，找到"set" + name
                Method[] methods = parentObject.getClass().getMethods();
                for (int j = 0; j < methods.length; j++) {
                    Method method = methods[j];
                    if(method.getName().equalsIgnoreCase("set" + name)) {  // 该方法就是 setAccountDao(AccountDao accountDao)
                        method.invoke(parentObject,map.get(ref));
                    }
                }

                // 把处理之后的parentObject重新放到map中
                map.put(parentId,parentObject);
            }
        } catch (DocumentException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InstantiationException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InvocationTargetException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    // 任务二：对外提供获取实例对象的接口（根据id获取）
    public static  Object getBean(String id) {
        return map.get(id);
    }

}

    //private AccountDao accountDao = new JdbcAccountDaoImpl();

// private AccountDao accountDao = (AccountDao) BeanFactory.getBean("accountDao");

// 最佳状态
private AccountDao accountDao;

// 构造函数传值/set方法传值
public void setAccountDao(AccountDao accountDao) {
    this.accountDao = accountDao;
}

四、事务控制问题分析

五、事务代码代码改造

六、使用动态代理再次改造 service 层事务控制

当前代码中，每个 service 方法中都得添加 try catch 手动控制事务的代码逻辑，方法一多，我们的代码修改维护就会显得非常麻烦，代码层次也显得臃肿不堪，而这些事务控制的代码其实并不是业务代码，属于横切逻辑代码，所以使用动态代理去做这件事情，较为合理

6.1 改造思路

  1. 使用工厂模式来统一生成代理对象
  2. 使用动态代理技术生成 TransferServiceImpl 的代理对象
  3. TransferServlet 不再调用 TransferServiceImpl，而是调用 TransferServiceImpl 的代理对象

6.2 最终代码改造

优化 beans.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<!--跟标签beans，里面配置一个又一个的bean子标签，每一个bean子标签都代表一个类的配置-->
<beans>
    <!--id标识对象，class是类的全限定类名-->
    <bean id="accountDao" class="com.wujun.edu.dao.impl.JdbcTemplateDaoImpl">
        <property name="ConnectionUtils" ref="connectionUtils"/>
    </bean>
    <bean id="transferService" class="com.wujun.edu.service.impl.TransferServiceImpl">
        <!--set+ name 之后锁定到传值的set方法了，通过反射技术可以调用该方法传入对应的值-->
        <property name="AccountDao" ref="accountDao"></property>
    </bean>


    <!--配置新增的三个Bean-->
    <bean id="connectionUtils" class="com.wujun.edu.utils.ConnectionUtils"></bean>

    <!--事务管理器-->
    <bean id="transactionManager" class="com.wujun.edu.utils.TransactionManager">
        <property name="ConnectionUtils" ref="connectionUtils"/>
    </bean>

    <!--代理对象工厂-->
    <bean id="proxyFactory" class="com.wujun.edu.factory.ProxyFactory">
        <property name="TransactionManager" ref="transactionManager"/>
    </bean>
</beans>

JdbcAccountDaoImpl

public class JdbcAccountDaoImpl implements AccountDao {

    private ConnectionUtils connectionUtils;

    public void setConnectionUtils(ConnectionUtils connectionUtils) {
        this.connectionUtils = connectionUtils;
    }

    @Override
    public Account queryAccountByCardNo(String cardNo) throws Exception {
        //从当前线程当中获取绑定的connection连接
        Connection con = connectionUtils.getCurrentThreadConn();
        String sql = "select * from account where cardNo=?";
        PreparedStatement preparedStatement = con.prepareStatement(sql);
        preparedStatement.setString(1,cardNo);
        ResultSet resultSet = preparedStatement.executeQuery();

        Account account = new Account();
        while(resultSet.next()) {
            account.setCardNo(resultSet.getString("cardNo"));
            account.setName(resultSet.getString("name"));
            account.setMoney(resultSet.getInt("money"));
        }

        resultSet.close();
        preparedStatement.close();

        return account;
    }

    @Override
    public int updateAccountByCardNo(Account account) throws Exception {
        // 从当前线程当中获取绑定的connection连接
        Connection con = connectionUtils.getCurrentThreadConn();
        String sql = "update account set money=? where cardNo=?";
        PreparedStatement preparedStatement = con.prepareStatement(sql);
        preparedStatement.setInt(1,account.getMoney());
        preparedStatement.setString(2,account.getCardNo());
        int i = preparedStatement.executeUpdate();

        preparedStatement.close();
        return i;
    }
}

TransferServiceImpl

public class TransferServiceImpl implements TransferService {

    private AccountDao accountDao;
    public void setAccountDao(AccountDao accountDao) {
        this.accountDao = accountDao;
    }

    @Override
    public void transfer(String fromCardNo, String toCardNo, int money) throws Exception {
        Account from = accountDao.queryAccountByCardNo(fromCardNo);
        Account to = accountDao.queryAccountByCardNo(toCardNo);

        from.setMoney(from.getMoney() - money);
        to.setMoney(to.getMoney() + money);

        accountDao.updateAccountByCardNo(to);
        int c = 1 / 0;
        accountDao.updateAccountByCardNo(from);
    }
}

ConnectionUtils

public class ConnectionUtils {

    private ThreadLocal<Connection> threadLocal = new ThreadLocal<>(); // 存储当前线程的连接

    /**
     * 从当前线程获取连接
     */
    public Connection getCurrentThreadConn() throws SQLException {
        /**
         * 判断当前线程中是否已经绑定连接，如果没有绑定，需要从连接池获取一个连接绑定到当前线程
          */
        Connection connection = threadLocal.get();
        if(connection == null) {
            // 从连接池拿连接并绑定到线程
            connection = DruidUtils.getInstance().getConnection();
            // 绑定到当前线程
            threadLocal.set(connection);
        }
        return connection;

    }
}

TransactionManager

public class TransactionManager {

    private ConnectionUtils connectionUtils;
    public void setConnectionUtils(ConnectionUtils connectionUtils) {
        this.connectionUtils = connectionUtils;
    }

    // 开启手动事务控制
    public void beginTransaction() throws SQLException {
        connectionUtils.getCurrentThreadConn().setAutoCommit(false);
    }

    // 提交事务
    public void commit() throws SQLException {
        connectionUtils.getCurrentThreadConn().commit();
    }

    // 回滚事务
    public void rollback() throws SQLException {
        connectionUtils.getCurrentThreadConn().rollback();
    }
}

ProxyFactory

public class ProxyFactory {

    private TransactionManager transactionManager;
    public void setTransactionManager(TransactionManager transactionManager) {
        this.transactionManager = transactionManager;
    }

    public Object getJdkProxy(Object obj) {
        // 获取代理对象
        return Proxy.newProxyInstance(obj.getClass().getClassLoader(), obj.getClass().getInterfaces(),
                new InvocationHandler() {
                    @Override
                    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
                        Object result = null;
                        try {
                            // 开启事务(关闭事务的自动提交)
                            transactionManager.beginTransaction();
                            result = method.invoke(obj, args);
                            // 提交事务
                            transactionManager.commit();
                        } catch (Exception e) {
                            e.printStackTrace();
                            // 回滚事务
                            transactionManager.rollback();
                            // 抛出异常便于上层servlet捕获
                            throw e;
                        }
                        return result;
                    }
                });
    }
}

BeanFactory

public class BeanFactory {

    /**
     * 任务一：读取解析xml，通过反射技术实例化对象并且存储待用（map集合）
     * 任务二：对外提供获取实例对象的接口（根据id获取）
     */
    private static Map<String, Object> map = new HashMap<>();  // 存储对象

    static {
        // 任务一：读取解析xml，通过反射技术实例化对象并且存储待用（map集合）
        // 加载xml
        InputStream resourceAsStream = BeanFactory.class.getClassLoader().getResourceAsStream("beans.xml");
        // 解析xml
        SAXReader saxReader = new SAXReader();
        try {
            Document document = saxReader.read(resourceAsStream);
            Element rootElement = document.getRootElement();
            List<Element> beanList = rootElement.selectNodes("//bean");
            for (int i = 0; i < beanList.size(); i++) {
                Element element = beanList.get(i);
                // 处理每个bean元素，获取到该元素的id 和 class 属性
                String id = element.attributeValue("id");        // accountDao
                String clazz = element.attributeValue("class");  // com.wujun.edu.dao.impl.JdbcAccountDaoImpl
                // 通过反射技术实例化对象
                Class<?> aClass = Class.forName(clazz);
                Object o = aClass.newInstance();  // 实例化之后的对象

                // 存储到map中待用
                map.put(id, o);

            }

            // 实例化完成之后维护对象的依赖关系，检查哪些对象需要传值进入，根据它的配置，我们传入相应的值
            // 有property子元素的bean就有传值需求
            List<Element> propertyList = rootElement.selectNodes("//property");
            // 解析property，获取父元素
            for (int i = 0; i < propertyList.size(); i++) {
                Element element = propertyList.get(i);   //<property name="AccountDao" ref="accountDao"></property>
                String name = element.attributeValue("name");
                String ref = element.attributeValue("ref");

                // 找到当前需要被处理依赖关系的bean
                Element parent = element.getParent();

                // 调用父元素对象的反射功能
                String parentId = parent.attributeValue("id");
                Object parentObject = map.get(parentId);
                // 遍历父对象中的所有方法，找到"set" + name
                Method[] methods = parentObject.getClass().getMethods();
                for (int j = 0; j < methods.length; j++) {
                    Method method = methods[j];
                    if (method.getName().equalsIgnoreCase("set" + name)) {  // 该方法就是 setAccountDao(AccountDao accountDao)
                        method.invoke(parentObject, map.get(ref));
                    }
                }

                // 把处理之后的parentObject重新放到map中
                map.put(parentId, parentObject);
            }
        } catch (DocumentException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InstantiationException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InvocationTargetException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    // 任务二：对外提供获取实例对象的接口（根据id获取）
    public static Object getBean(String id) {
        return map.get(id);
    }
}

TransferServlet 最终调用代码

private ProxyFactory proxyFactory = (ProxyFactory) BeanFactory.getBean("proxyFactory");
private TransferService transferService = (TransferService) proxyFactory.getJdkProxy(BeanFactory.getBean("transferService")) ;
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