《开发实战》14 | Spring框架:IoC和AOP是扩展的核心

14 | Spring框架:IoC和AOP是扩展的核心

IOC、AOP

IoC,其实就是一种设计思想,为什么要让容器来管理对象呢?或许你能想到的是,使用 IoC 方便、可以实现解耦。但在我看来,相比于这两个原因,更重要的是 IoC 带来了更多的可能性

如果以容器为依托来管理所有的框架、业务对象,我们不仅可以无侵入地调整对象的关系,还可以无侵入地随时调整对象的属性,甚至是实现对象的替换。这就使得框架开发者在程序背后实现一些扩展不再是问题,带来的可能性是无限的。比如我们要监控的对象如果是Bean,实现就会非常简单。所以,这套容器体系,不仅被 Spring Core 和 Spring Boot 大量依赖,还实现了一些外部框架和 Spring 的无缝整合。

AOP,体现了松耦合、高内聚的精髓,在切面集中实现横切关注点(缓存、权限、日志等),然后通过切点配置把代码注入合适的地方。切面、切点、增强、连接点,是 AOP 中非常重要的概念。

单例的 Bean 如何注入 Prototype 的 Bean?

一开始定义了这么一个 SayService 抽象类,其中维护了一个类型是 ArrayList 的字段 data,用于保存方法处理的中间数据。每次调用 say 方法都会往 data 加入新数据,可以认为 SayService 是有状态,如果 SayService 是单例的话必然会 OOM:

@Slf4j
public abstract class SayService {
    List<String> data = new ArrayList<>();

    public void say() {
        data.add(IntStream.rangeClosed(1, 1000000)
                .mapToObj(__ -> "a")
                .collect(Collectors.joining("")) + UUID.randomUUID().toString());
        log.info("I'm {} size:{}", this, data.size());
    }
}

开发同学没有过多思考就把 SayHello 和 SayBye 类加上了 @Service注解,让它们成为了 Bean,也没有考虑到父类是有状态的:

@Service
@Slf4j
public class SayHello extends SayService {
    @Override
    public void say() {
        super.say();
        log.info("hello");
    }
}

@Service
@Slf4j
public class SayBye extends SayService {
    @Override
    public void say() {
        super.say();
        log.info("bye");
    }
}

@Autowired
List<SayService> sayServiceList;

@GetMapping("test")
public void test() {
    log.info("====================");
    sayServiceList.forEach(SayService::say);
}

许多开发同学认为,@Service 注解的意义在于,能通过 @Autowired 注解让 Spring 自动注入对象,就比如可以直接使用注入的 List获取到 SayHello 和 SayBye,而没想过类的生命周期,这一个点非常容易忽略。开发基类的架构师将基类设计为有状态的,但并不知道子类是怎么使用基类的;而开发子类的同学,没多想就直接标记了 @Service,让类成为了 Bean,通过 @Autowired 注解来注入这个服务。但这样设置后,有状态的基类就可能产生内存泄露或线程安全问题。

正确的方式是,在为类标记上 @Service 注解把类型交由容器管理前,首先评估一下类是否有状态,然后为 Bean 设置合适的 Scope 。设置成多例
@Scope(value = ConfigurableBeanFactory.SCOPE_PROTOTYPE)
但上线后还是出现了内存泄漏,证明修改是无效的

这就引出了单例的 Bean 如何注入 Prototype 的 Bean 这个问题。Controller 标记了@RestController 注解,而 @RestController 注解 =@Controller 注解+@ResponseBody 注解,又因为 @Controller 标记了 @Component 元注解,所以@RestController 注解其实也是一个 Spring Bean:

//@RestController注解=@Controller注解+@ResponseBody注解@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Controller
@ResponseBody
public @interface RestController {}

//@Controller又标记了@Component元注解
@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Component
public @interface Controller {}

Bean 默认是单例的,所以单例的 Controller 注入的 Service 也是一次性创建的,即使Service 本身标识了 prototype 的范围也没用

修复方式是,让 Service 以代理方式注入。这样虽然 Controller 本身是单例的,但每次都能从代理获取 Service。这样一来,prototype 范围的配置才能真正生效:

@Scope(value = ConfigurableBeanFactory.SCOPE_PROTOTYPE, proxyMode = ScopedProxyMode.TARGET_CLASS)

如果不希望走代理的话还有一种方式是,每次直接从 ApplicationContext 中获取Bean:

@Autowired
private ApplicationContext applicationContext;
@GetMapping("test2")
public void test2() {
  applicationContext.getBeansOfType(SayService.class).values().forEach(SayService::say);
}

发现另一个潜在的问题。这里 Spring 注入的 SayService 的 List,第一个元素是 SayBye,第二个元素是 SayHello。但,我们更希望的是先执行 Hello 再执行 Bye,所以注入一个 List Bean 时,需要进一步考虑 Bean 的顺序或者说优先级。

大多数情况下顺序并不是那么重要,但对于 AOP,顺序可能会引发致命问题。

监控切面因为顺序问题导致 Spring 事务失效

看过一个不错的 AOP 实践,通过AOP 实现了一个整合日志记录、异常处理和方法耗时打点为一体的统一切面。但后来发现,使用了 AOP 切面后,这个应用的声明式事务处理居然都是无效的。

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