通过上一篇 IOC & AOP 详解 我们了解了 IOC 和 AOP 这两个思想,下面我们先不去考虑Spring是如何实现这两个思想的,先通过一个银行转账的案例,分析一下该案例在代码层面存在什么问题?分析之后使用我们已有的知识来解决这些问题(痛点)。

其实这个过程就是在一步步分析并手动实现 IOC 和 AOP 。

案例介绍

银行转账:账户A向账户B转账(账户A减钱,账户B加钱)。为了简单起见,在前端页面中写死了两个账户。每次只需要输入转账金额,进行转账操作,验证功能即可。

案例表结构

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name    varcher  255 用户名
money int 255 账户金额
cardNo varcher 255 银行卡号

案例代码调用关系

核心代码

TransferServlet
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@WebServlet(name="transferServlet",urlPatterns = "/transferServlet")
public class TransferServlet extends HttpServlet {

// 1. 实例化service层对象
private TransferService transferService = new TransferServiceImpl();

@Override
protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
doPost(req,resp);
}

@Override
protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {

// 设置请求体的字符编码
req.setCharacterEncoding("UTF-8");

String fromCardNo = req.getParameter("fromCardNo");
String toCardNo = req.getParameter("toCardNo");
String moneyStr = req.getParameter("money");
int money = Integer.parseInt(moneyStr);

Result result = new Result();

try {

// 2. 调用service层方法
transferService.transfer(fromCardNo,toCardNo,money);
result.setStatus("200");
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
result.setStatus("201");
result.setMessage(e.toString());
}

// 响应
resp.setContentType("application/json;charset=utf-8");
resp.getWriter().print(JsonUtils.object2Json(result));
}
}
TransferService
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public interface TransferService {

void transfer(String fromCardNo, String toCardNo, int money) throws Exception;
}
TransferServiceImpl
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public class TransferServiceImpl implements TransferService {

private AccountDao accountDao = new JdbcAccountDaoImpl();

@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);
accountDao.updateAccountByCardNo(from);
}
}
AccountDao
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public interface AccountDao {

/**
* 通过卡号查询账户
* @param cardNo
* @return
* @throws Exception
*/
Account queryAccountByCardNo(String cardNo) throws Exception;

/**
* 更新账户信息
* @param account
* @return
* @throws Exception
*/
int updateAccountByCardNo(Account account) throws Exception;
}
JdbcAccountDaoImpl
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public class JdbcAccountDaoImpl implements AccountDao {

@Override
public Account queryAccountByCardNo(String cardNo) throws Exception {
//从连接池获取连接
Connection con = DruidUtils.getInstance().getConnection();
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();
con.close();

return account;
}

@Override
public int updateAccountByCardNo(Account account) throws Exception {
// 从连接池获取连接
Connection con = DruidUtils.getInstance().getConnection();
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();
con.close();
return i;
}
}

案例问题分析

通过上面的流程分析以及简要代码,我们可以发现如下问题:

问题一: new 关键字将 service 层的实现类 TransferServiceImpl 和 Dao 层的具体实现类 JdbcAccountDaoImpl 耦合在了一起,当需要切换Dao层实现类的时候必须要修改 service 的代码、重新编译,这样不符合面向接口开发的最优原则。

问题二: service 层没有事务控制,如果转账过程中出现异常可能会导致数据错乱,后果很严重,尤其是在金融银行领域。

问题解决思路

new关键字耦合问题解决方案

实例化对象的方式处理new之外,还有什么技术?

答:反射(将类的权限定类名配置在xml文件中)

项目中往往有很多对象需要实例化,考虑使用工程模式通过反射来实例化对象。(工厂模式是解耦合非常好的一种方式)

代码中能否只声明所需实例的接口类型,不出现new关键字,也不出现工厂类的字眼?

答:可以,声明一个变量并提供一个set方法,在反射的时候将所需要的对象注入进去。

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public class TransferServiceImpl implements TransferService {

private AccountDao accountDao;

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

new关键字耦合问题代码改造

首先定义 bean.xml 文件

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<?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.yanliang.dao.impl.JdbcAccountDaoImpl">
<property name="ConnectionUtils" ref="connectionUtils"/>
</bean>

<bean id="transferService" class="com.yanliang.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>

定义BeanFactory

BeanFactory
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/**
* 工厂类,生产对象(使用反射技术)
* 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)
*/
public class BeanFactory {

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


/**
* 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)
*/
static {
// 加载xml
InputStream resourceAsStream = BeanFactory.class.getClassLoader().getResourceAsStream("beans.xml");
// 解析xml
SAXReader saxReader = new SAXReader();
try {
Document document = saxReader.read(resourceAsStream);
// 获取根元素
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.yanliang.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();
}

}

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

对象的实例化工作交给BeanFactory来进行之后,我们再具体使用是就可以像如下这样了:

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@WebServlet(name="transferServlet",urlPatterns = "/transferServlet")
public class TransferServlet extends HttpServlet {

// // 1. 实例化service层对象
// private TransferService transferService = new TransferServiceImpl();

// 改造为通过Bean工程获取service层对象
private TransferService transferService = (TransferService) BeanFactory.getBean("transferService");



public class TransferServiceImpl implements TransferService {

// private AccountDao accountDao = new JdbcAccountDaoImpl();

// // 改造为通过Bean工厂获取对象
// private AccountDao accountDao = (AccountDao) BeanFactory.getBean("accountDao");

// 最佳状态
private AccountDao accountDao;

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

事务控制问题分析

在转账的业务代码中手动模拟转账异常,来验证一下。在两个账户的转入和转出之间模拟一个分母为0的异常。

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

然后启动程序,点击转账(李大雷 向 韩梅梅转 100 ¥)之后,会出现如下错误。

这时我们再查看数据库

发现 韩梅梅 的账户增加了100¥,但是李大雷的账户并没有减少(两个账户原本都有10000¥)。

出现这个问题的原因就是因为Service层没有事务控制的功能,在转账过程中出现错误(转入和转出之间出现异常,转入已经完成,转出没有进行)这事就会造成上面的问题。

数据库的事务问题归根结底是 Connection 的事务

  • connection.commit() 提交事务
  • connection.rollback() 回滚事务

在上面银行转账的案例中,两次update操作使用的是两个数据库连接,这样的话,肯定就不属于同一个事务控制了。

解决思路:

通过上面的分析,我们得出问题的原因是两次update使用了两个不同的connection连接。那么要想解决这个问题,我们就需要让两次update使用同一个connection连接

两次update属于同一个线程内的执行调用,我们可以给当前线程绑定一个Connection,和当前线程有关系的数据库操作都去使用这个connection(从当前线程中获取,第一次使用连接,发现当前线程没有,就从连接池获取一个连接绑定到当前线程)

另一方面,目前事务控制是在Dao层进行的(connection),我们需要将事务控制提到service层(service层才是具体执行业务逻辑的地方,这里可能会调用多个dao层的方法,我们需要对service层的方法进行整体的事务控制)。

有了上面两个思路,下面我们进行代码修改。

事务控制代码修改

增加 ConnectionUtils 工具类

ConnectionUtils
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/**
* 获取连接,并将连接与线程绑定
*/
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;
}
}

增加 TransactionManager 事务管理类

TransactionManager
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/**
* 事务管理器类:负责手动事务的开启、提交、回滚
*/
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();
}
}

增加代理工厂 ProxyFactory

ProxyFactory
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/**
* 代理对象工厂:生成代理对象的
*/
public class ProxyFactory {

private TransactionManager transactionManager;

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

/**
* Jdk动态代理
* @param obj 委托对象
* @return 代理对象
*/
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;
}
});
}

/**
* 使用cglib动态代理生成代理对象
* @param obj 委托对象
* @return
*/
public Object getCglibProxy(Object obj) {
return Enhancer.create(obj.getClass(), new MethodInterceptor() {
@Override
public Object intercept(Object o, Method method, Object[] objects, MethodProxy methodProxy) 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,objects);

// 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;
}
});
}
}

修改beans.xml文件

beans
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<?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.yanliang.dao.impl.JdbcAccountDaoImpl">
<property name="ConnectionUtils" ref="connectionUtils"/>
</bean>

<bean id="transferService" class="com.yanliang.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.yanliang.utils.ConnectionUtils"></bean>

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

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

修改 JdbcAccountDaoImpl的实现

JdbcAccountDaoImpl
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public class JdbcAccountDaoImpl implements AccountDao {

private ConnectionUtils connectionUtils;

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

@Override
public Account queryAccountByCardNo(String cardNo) throws Exception {
//从连接池获取连接
// Connection con = DruidUtils.getInstance().getConnection();
// 改造为: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();
// con.close();
return account;
}

@Override
public int updateAccountByCardNo(Account account) throws Exception {
// 从连接池获取连接
// Connection con = DruidUtils.getInstance().getConnection();
// 改造为: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();
// con.close();
return i;
}
}

修改 TransferServlet

TransferServlet
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@WebServlet(name="transferServlet",urlPatterns = "/transferServlet")
public class TransferServlet extends HttpServlet {

// // 1. 实例化service层对象
// private TransferService transferService = new TransferServiceImpl();
// 改造为通过Bean工程获取service层对象
// private TransferService transferService = (TransferService) BeanFactory.getBean("transferService");

// 从工程获取委托对象(委托对象增强了事务控制的功能)
private ProxyFactory proxyFactory = (ProxyFactory) BeanFactory.getBean("proxyFactory");
private TransferService transferService = (TransferService) proxyFactory.getProxy(BeanFactory.getBean("transferService")) ;

@Override
protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
doPost(req,resp);
}

@Override
protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {

// 设置请求体的字符编码
req.setCharacterEncoding("UTF-8");

String fromCardNo = req.getParameter("fromCardNo");
String toCardNo = req.getParameter("toCardNo");
String moneyStr = req.getParameter("money");
int money = Integer.parseInt(moneyStr);

Result result = new Result();

try {

// 2. 调用service层方法
transferService.transfer(fromCardNo,toCardNo,money);
result.setStatus("200");
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
result.setStatus("201");
result.setMessage(e.toString());
}

// 响应
resp.setContentType("application/json;charset=utf-8");
resp.getWriter().print(JsonUtils.object2Json(result));
}
}

改造完之后,我们再次进行测试,这时会发现当转账过程中出现错误是,事务能够成功的被控制住(转出账户不会少钱,转入账户不会多钱)。

为什么要使用代理的方式来实现事务控制?

这里我们可以考虑一个问题,为什么要使用代理的方式来实现事务控制?

如果没有使用代理的方式,我们要向实现事务控制这需要将,事务控制的相关代码写在service层的TransferServiceImpl 具体实现中。

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public class TransferServiceImpl implements TransferService {

// 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;
}

@Override
public void transfer(String fromCardNo, String toCardNo, int money) throws Exception {

try{
// 开启事务(关闭事务的自动提交)
TransactionManager.getInstance().beginTransaction();*/

Account from = accountDao.queryAccountByCardNo(fromCardNo);
Account to = accountDao.queryAccountByCardNo(toCardNo);

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

accountDao.updateAccountByCardNo(to);
// 模拟异常
int c = 1/0;
accountDao.updateAccountByCardNo(from);
// 提交事务
TransactionManager.getInstance().commit();
}catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
// 回滚事务
TransactionManager.getInstance().rollback();
// 抛出异常便于上层servlet捕获
throw e;
}
}
}

这样的话,事务控制和具体的业务代码就耦合在了一起,如果有多个方法都需要实现事务控制的功能,我们需要在每个业务方法是都添加上这些代码。这样将会出现大量的重复代码。所以这里使用了 AOP 的思想通过动态代理的方式实现了事务控制。

[ 下载源码](https://github.com/gyl-coder/ISpring-IOC-AOP/tree/feat-init)

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