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手写 Spring 事务、IOC、DI 和 MVC

2019-05-01 22:55:27 作者：互联网

Spring AOP 原理

什么是 AOP？

AOP 即面向切面编程，利用 AOP 可以对业务进行解耦，提高重用性，提高开发效率

应用场景：日志记录，性能统计，安全控制，事务处理，异常处理

AOP 底层实现原理是采用代理实现的

Spring 事务

基本特性：

原子性
隔离性
一致性
持久性

事务控制分类：

编程式事务：手动控制事务操作

声明式事务：通过 AOP 控制事务

编程式事务实现

使用编程事务实现手动事务

@Component
@Scope("prototype")
public class TransactionUtils {

    // 获取事务源
    @Autowired
    private DataSourceTransactionManager dataSourceTransactionManager;

    // 开启事务
    public TransactionStatus begin() {
        TransactionStatus transaction = dataSourceTransactionManager.getTransaction(new DefaultTransactionAttribute());
        return transaction;
    }

    // 提交事务
    public void commit(TransactionStatus transaction) {
        dataSourceTransactionManager.commit(transaction);
    }

    // 回滚事务
    public void rollback(TransactionStatus transaction) {
        dataSourceTransactionManager.rollback(transaction);
    }
}

AOP技术封装手动事务

@Component
@Aspect
public class TransactionAop {
    @Autowired
    private TransactionUtils transactionUtils;

    @Around("execution(* com.kernel.service.UserService.add(..))")
    public void around(ProceedingJoinPoint proceedingJoinPoint) {

        try {
            // 调用方法之前执行
            System.out.println("开启事务");
            TransactionStatus transactionStatus = transactionUtils.begin();
            proceedingJoinPoint.proceed();
            System.out.println("提交事务");
            transactionUtils.commit(transactionStatus);
        } catch (Throwable throwable) {
            System.out.println("回滚事务");
            TransactionAspectSupport.currentTransactionStatus().setRollbackOnly();
        }
    }
}

事务注意事项：

一定不要将代码通过 try 包裹起来，如果程序发生异常，事务接收不到异常，就会认为程序正常执行，就不会进行回滚，必须手动回滚

TransactionAspectSupport.currentTransactionStatus().setRollbackOnly();

声明式事务

通过 AOP 实现，对方法进行拦截，在方法执行之前开启事务，结束后提交事务，发生异常回滚事务

自定义事务注解

@Target({ElementType.METHOD, ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface ExtTransaction {

}

事务实现

@Component
@Aspect
public class TransactionAop {
    @Autowired
    private TransactionUtils transactionUtils;

    private TransactionStatus transactionStatus = null;

    /**
     * AOP实现事务管理
     *
     * @param proceedingJoinPoint 切面通知对象
     */
    @Around("execution(* com.kernel.service.*.* (..))")
    public void around(ProceedingJoinPoint proceedingJoinPoint)  {
        try {
            // 获取注解对象
            ExtTransaction extTransaction = getExtTransaction(proceedingJoinPoint);
            begin(extTransaction);
            // 执行目标方法
            proceedingJoinPoint.proceed();
            // 提交事务
            commit();
        } catch (Throwable throwable) {
            transactionUtils.rollback();
        }
    }

    /**
     * 获取注解对象
     *
     * @param proceedingJoinPoint 切面通知对象
     * @return 注解对象
     * @throws NoSuchMethodException
     */
    public ExtTransaction getExtTransaction(ProceedingJoinPoint proceedingJoinPoint) throws NoSuchMethodException {
        // 获取方法名称
        String method = proceedingJoinPoint.getSignature().getName();
        // 获取目标方法
        Class<?> classTarget = proceedingJoinPoint.getTarget().getClass();
        // 获取目标对象类型
        Class[] parameterTypes = ((MethodSignature) proceedingJoinPoint.getSignature()).getParameterTypes();
        // 获取目标对象方法
        Method objMethod = classTarget.getMethod(method, parameterTypes);
        // 获取注解
        ExtTransaction declaredAnnotation = objMethod.getDeclaredAnnotation(ExtTransaction.class);
        return declaredAnnotation;
    }

    /**
     * 开启事务
     * @param extTransaction 注解对象
     * @return 事务对象
     */
    TransactionStatus begin(ExtTransaction extTransaction) {
        if (extTransaction != null)
            transactionStatus = transactionUtils.begin();
        return transactionStatus;
    }

    /**
     * 提交事务
     */
    void commit() {
        if (transactionStatus != null)
            transactionUtils.commit(transactionStatus);
    }

    /**
     * 回滚事务
     */
    void rollback() {
        transactionUtils.rollback();
    }
}

Spring事物传播行为

PROPAGATION_REQUIRED：如果当前有事务，就用当前事务，如果当前没有事务，就新建一个事务
PROPAGATION_SUPPORTS：支持当前事务，如果当前没有事务，就以非事务方式执行
PROPAGATION_MANDATORY：支持当前事务，如果当前没有事务，就抛出异常
PROPAGATION_REQUIRES_NEW：新建事务，如果当前存在事务，把当前事务挂起
PROPAGATION_NOT_SUPPORTED：以非事务方式执行操作，如果当前存在事务，就把当前事务挂起
PROPAGATION_NEVER：以非事务方式执行，如果当前存在事务，则抛出异常

什么是 Spring IOC？

Spring IOC 指的是控制反转，IOC 容器负责实例化、定位、配置应用程序中的对象及建立这些对象间的依赖，交由Spring来管理这些，实现解耦

手写 Spring IOC

实现步骤：

扫包

将标注了注解的类，通过反射创建实例并添加的 bean 容器中

当用户向容器要 bean 时，通过 beanId 在 bean 容器中查找并返回实例

package com.kernel.ext;

import com.kernel.ext.annotation.ExtAutoWired;
import com.kernel.ext.annotation.ExtService;
import com.kernel.utils.ClassUtil;
import org.apache.commons.lang.StringUtils;

import java.lang.reflect.Field;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;

/**
 * IOC 注解版本
 */
public class ExtClassPathXmlApplicationContext {
    // 包名
    private String packageName;
    // bean容器
    private ConcurrentHashMap<String, Object> beans = null;

    /**
     * 构造函数
     *
     * @param packageName 包名
     * @throws InstantiationException
     * @throws IllegalAccessException
     */
    public ExtClassPathXmlApplicationContext(String packageName) throws InstantiationException, IllegalAccessException {
        this.packageName = packageName;
        init();
    }

    /**
     * 初始化对象
     *
     * @throws IllegalAccessException
     * @throws InstantiationException
     */
    private void init() throws IllegalAccessException, InstantiationException {
        // 遍历所有类
        List<Class<?>> classes = ClassUtil.getClasses(packageName);

        // 将所有标注ExtService注解的类加入到容器中
        findAnnotationByClasses(classes);
    }

    /**
     * 过滤标注ExtService注解的类
     *
     * @param classes
     * @throws InstantiationException
     * @throws IllegalAccessException
     */
    private void findAnnotationByClasses(List<Class<?>> classes) throws InstantiationException, IllegalAccessException {
        for (Class classInfo : classes) {
            ExtService extService = (ExtService) classInfo.getAnnotation(ExtService.class);
            if (extService != null) {
                Object newInstance = newInstance(classInfo);
                beans.put(toLowerCaseFirstOne(classInfo.getSimpleName()), newInstance);
            }
        }
    }

    /**
     * 通过反射构建对象
     *
     * @param classInfo
     * @return
     * @throws InstantiationException
     * @throws IllegalAccessException
     */
    private Object newInstance(Class classInfo) throws InstantiationException, IllegalAccessException {
        return classInfo.getClass().newInstance();
    }

    /**
     * 通过beanId查找对应的实例
     *
     * @param beanId
     * @return
     */
    public Object getBean(String beanId) throws IllegalAccessException {
        Object object = null;
        if (StringUtils.isEmpty(beanId))
            return null;
        for (String id : beans.keySet())
            if (beanId.equals(id)) {
                object = beans.get(beanId);
                attrAssign(object);
                break;
            }
        return object;
    }

    /**
     * 依赖注入
     */
    void attrAssign(Object object) throws IllegalAccessException {
        Class<?> aClass = object.getClass();
        Field[] declaredFields = aClass.getDeclaredFields();
        for (Field field : declaredFields) {
            ExtAutoWired extAutoWired = field.getAnnotation(ExtAutoWired.class);
            if (extAutoWired != null) {
                field.setAccessible(true);
                Object bean = getBean(field.getName());
                field.set(field.getName(), object);
            }
        }
    }

    /**
     * 首字母变小写
     *
     * @param s
     * @return
     */
    public static String toLowerCaseFirstOne(String s) {
        if (Character.isLowerCase(s.charAt(0)))
            return s;
        else {
            StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer();
            stringBuffer.append(Character.toLowerCase(s.charAt(0)));
            stringBuffer.append(s.substring(1));
            return stringBuffer.toString();
        }
    }
}

Spring MVC 原理

手写 Spring 事务、IOC、DI 和 MVC

执行流程：

用户请求 url 至前端控制器 DispatcherServlet
DispatcherServlet 调用处理器映射器 HandlerMapping
HandlerMapping 根据 url 找到具体的处理器生成处理器执行链，并将执行链返回给 DispatcherServlet
DispatcherServlet 根据处理器 Handler 获取处理器适配器 HandlerAdapter 执行
执行 Handler
返回 ModelAndView 返回给 DispatcherServlet
DispatcherServlet 将 ModelAnd view 传递给视图解析器 ViewResolver
ViewResolver 解析成具体 View
渲染视图
响应页面给用户

Servlet 生命周期

init：在 Servlet 生命周期中，该方法仅执行一次，它是在将服务器装入 Servlet 时执行的，负责初始化 Servlet 对象，Servlet 是单例多线程的

service：负责响应请求，每当一个客户请求一个 HttpServlet 对象，该对象的 Service 方法就要被调用，传递一个 ServletRequest 和 ServletResponse 对象

destroy：在服务器停止卸载 Servlet 时调用

手写 Spring MVC

实现步骤：

创建一个 ExtDispatcherServlet 继承 HttpServlet

扫包

将标注了 @ExtController 注解的类，通过反射创建对象添加到容器中，将 beanId 和控制器关联

将标注了 @ExtRequestMapping 注解的类，将请求url 和控制器对象关联，将 url 和方法关联

当用户请求 url 时，查找和 url 对应的对象，然后查找和 url 对应的方法，执行方法，解析并渲染

package com.kernel.ext.servlet;

import com.kernel.controller.ExtIndexController;
import com.kernel.ext.annotation.ExtController;
import com.kernel.ext.annotation.ExtRequestMapping;
import com.kernel.utils.ClassUtil;
import org.apache.commons.lang.StringUtils;

import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.io.IOException;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;

/**
 * 手写SpringMVC
 */
public class ExtDispatcherServlet extends HttpServlet {
    // 关联beanId和Object
    private ConcurrentHashMap<String, Object> mvcBeans = new ConcurrentHashMap<>();
    // 关联url和控制器对象
    private ConcurrentHashMap<String, Object> mvcBeanUrl = new ConcurrentHashMap<>();
    // 关联url和methodName
    private ConcurrentHashMap<String, String> mvcMethodUrl = new ConcurrentHashMap<>();

    /**
     * 初始化Servlet
     */
    public void init() {
        try {
            List<Class<?>> classes = ClassUtil.getClasses("com.kernel.controller");
            findClassMVCBeans(classes);
            handlerMapping(mvcBeans);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * 关联url和控制器对象、url和methoName
     * @param mvcBeans
     */
    private void handlerMapping(ConcurrentHashMap<String, Object> mvcBeans) {
        for (Object classInfo : mvcBeans.values()) {
            ExtRequestMapping extCla***equestMapping = classInfo.getClass().getDeclaredAnnotation(ExtRequestMapping.class);
            String requestBaseUrl = null;
            if (extCla***equestMapping != null) {
                requestBaseUrl = extCla***equestMapping.value();
            }
            Method[] methods = classInfo.getClass().getDeclaredMethods();
            for (Method method : methods) {
                ExtRequestMapping extMthodRequestMapping = method.getDeclaredAnnotation(ExtRequestMapping.class);
                if (extCla***equestMapping != null){
                    String httpRequestUrl = extMthodRequestMapping.value();
                    mvcBeanUrl.put(requestBaseUrl + httpRequestUrl, classInfo);
                    mvcMethodUrl.put(requestBaseUrl + httpRequestUrl, method.getName());
                }
            }
        }

    }

    /**
     * 将所有控制器添加到mvcBeans中
     * @param classes 包内所有类
     * @throws InstantiationException
     * @throws IllegalAccessException
     * @throws ClassNotFoundException
     */
    private void findClassMVCBeans(List<Class<?>> classes) throws InstantiationException, IllegalAccessException, ClassNotFoundException {
        for (Class classInfo : classes) {
            ExtController extController = (ExtController) classInfo.getDeclaredAnnotation(ExtController.class);
            if (extController != null){
                mvcBeans.put(classInfo.getName(), ClassUtil.newInstance(classInfo));
            }
        }
    }

    /**
     * get请求
     * @param req
     * @param resp
     * @throws IOException
     * @throws ServletException
     */
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws IOException, ServletException {
        try {
            doPost(req, resp);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * post请求
     * @param req
     * @param resp
     */
    protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) {
        try {
            doDispatch(req, resp);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * 路由分发
     * @param req
     * @param resp
     * @throws Exception
     */
    private void doDispatch(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws Exception {
        String requestUrl = req.getServletPath();
        Object object = mvcBeanUrl.get(requestUrl);
        if (object == null)
            object = ExtIndexController.class.newInstance();
        String methodName = mvcMethodUrl.get(requestUrl);
        if (StringUtils.isEmpty(methodName))
            methodName = "error";
        Class<?> classInfo = object.getClass();
        String resultPage = (String) methodInvoke(classInfo, object, methodName);
        viewDisplay(resultPage, req, resp);
    }

    /**
     * 视图渲染
     * @param resultPage
     * @param req
     * @param resp
     * @throws ServletException
     * @throws IOException
     */
    private void viewDisplay(String resultPage, HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        String suffix = ".jsp";
        String prefix = "/";
        req.getRequestDispatcher(prefix + resultPage + suffix).forward(req, resp);
    }

    /**
     * 反射执行方法
     * @param classInfo 控制器
     * @param object 控制器对象
     * @param methodName 方法名称
     * @return
     * @throws InvocationTargetException
     * @throws IllegalAccessException
     * @throws NoSuchMethodException
     */
    private Object methodInvoke(Class<?> classInfo, Object object, String methodName) throws InvocationTargetException, IllegalAccessException, NoSuchMethodException {
        Method method = null;
        try {
            method = classInfo.getDeclaredMethod(methodName);
        } catch (NoSuchMethodException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        finally {
            return method.invoke(object);

        }
    }
}

标签：事务,classInfo,DI,Spring,param,MVC,private,import,throws
来源： https://blog.51cto.com/13559120/2388239