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Java代码审计入门基础之Spring

2022-03-22

目前大部分的 Java 互联网项目,都是用 SSM(Spring MVC + Spring + MyBatis)框架组合搭建的,当然现在SpringBoot也很流行,但是学习Java代码审计,先从SSM框架开始学起,这篇文章将会先介绍Spring的基础。


三层架构

终于来到Spring框架了,前面讲了Spring MVC和MyBatis框架,现在就讲了Spring框架的作用是什么以及如何在开发中去配置。
Spring框架是Java应用最广的框架,是一个轻量级的开源框架,它的主要理念包括 IoC (Inversion of Control,控制反转) 和 AOP(Aspect Oriented Programming,面向切面编程)。Spring框架的结构,见下图。

Data Access/Integration(持久层):包含有JDBC、ORM、OXM、JMS和Transaction模块。Web层:包含了Web、Web-Servlet、WebSocket、Web-Porlet模块。AOP模块:提供了一个符合AOP联盟标准的面向切面编程的实现。Core Container(IoC):包含有Beans、Core、Context和SpEL模块。Test模块:支持使用JUnit和TestNG对Spring组件进行测试。

Spring框架能实现的功能:

①Spring 能帮我们根据配置文件创建及组装对象之间的依赖关系。
②Spring 面向切面编程能帮助我们无耦合的实现日志记录,性能统计,安全控制。
③Spring 能非常简单的帮我们管理数据库事务。
④Spring 还提供了与第三方数据访问框架(如Hibernate、JPA)无缝集成,而且自己也提供了一套JDBC访问模板来方便数据库访问。
⑤Spring 还提供与第三方Web(如Struts1/2、JSF)框架无缝集成,而且自己也提供了一套Spring MVC框架,来方便web层搭建。
⑥Spring 能方便的与Java EE(如Java Mail、任务调度)整合,与更多技术整合(比如缓存框架)。

Spring框架的意义:

低侵入,方便解耦,简化开发
通过 Spring 提供的 IoC 容器,可以将对象间的依赖关系交由 Spring 进行控制,避免硬编码所造成的过度程序耦合。用户也不必再为单例模式类、属性文件解析等这些很底层的需求编写代码,可以更专注于上层的应用。
AOP 编程的支持
通过 Spring 的 AOP 功能,方便进行面向切面的编程,许多不容易用传统 OOP 实现的功能可以
通过 AOP 轻松应付。
声明式事务的支持(基于切面和惯例)
可以将我们从单调烦闷的事务管理代码中解脱出来,通过声明式方式灵活的进行事务的管理,
提高开发效率和质量。
方便程序的测试
可以用非容器依赖的编程方式进行几乎所有的测试工作,测试不再是昂贵的操作,而是随手可
做的事情。
方便集成各种优秀框架
Spring 可以降低各种框架的使用难度,提供了对各种优秀框架( Struts、 Hibernate、 Hessian、Quartz
等)的直接支持。
降低 JavaEE API 的使用难度
Spring对JavaEE API(如 JDBC、 JavaMail、远程调用等)进行了薄薄的封装层,使这些 API 的
使用难度大为降低。

IoC(控制反转)

IoC并不是什么技术,而是一种设计思想,就是将原本在程序中手动创建对象的控制权,交由Spring框架来管理。

正控:若要使用某个对象,需要自己去负责对象的创建,即采用new的方式。

反控:若要使用某个对象,只需要从 Spring 容器中获取需要使用的对象,不关心对象的创建过程,也就是把创建对象的控制权反转给了Spring框架。

IoC的作用:削减计算机程序中的耦合(即解除我们代码中的依赖关系)。

耦合:程序间的依赖关系,包括类之间的依赖和方法之间的依赖。 解耦:降低程序间的依赖关系。 在实际开发中,应该做到:编译期间不依赖,运行时才依赖。 解耦的思路: 1、使用反射来创建对象,而避免使用new关键字来创建对象; 2、通过读取配置文件来获取要创建的对象的全限定类名。

接下来,我将通过自定义一个BeanFactory类(先不使用Spring框架),使用工厂模式的方式去解耦程序,从而讲解IoC的大概原理。但首先,我会先通过传统的方式(使用工厂模式前)写一个demo,然后再通过工厂模式去优化代码。

传统的创建对象方式

先新建一个项目,目录结构如下:

在该项目中,我将模拟表现层,通过ui中的类Client来调用业务层service中的接口来模拟保存账户(这里只是模拟保存账户,在console中打印“保存了账户”该信息,并不是真的创建并保存一个账户)。

表现层中的com.nick.ui.Client.java,代码如下:

package com.nick.ui; import com.service.IAccountService; import com.nick.service.impl.AccountServiceImpl; /** * 模拟一个表现层,用于调用业务层 * */ public class Client { public static void main(String[] args) { IAccountService as = new AccountServiceImpl(); System.out.println(as); as.saveAccount(); } }


业务层中的com.service.IAccountService.java,代码如下:

package com.nick.service; public interface IAccountService { void saveAccount(); }


业务层中的实现类com.nick.service.impl.AccountServiceImpl,代码如下:

package com.nick.service.impl; import com.nick.dao.IAccountDao; import com.nick.dao.impl.AccountDaoImpl; import com.nick.service.IAccountService; public class AccountServiceImpl implements IAccountService { private IAccountDao accountDao = new AccountDaoImpl(); public void saveAccount(){ accountDao.saveAccount(); } }


在业务层中通过调用持久层接口的方法来模拟保存账户。

持久层中的com.nick.dao.IAccountDao.java,代码如下:

package com.nick.dao; public interface IAccountDao { void saveAccount(); }


持久层中的实现类com.nick.dao.impl.AccountDaoImpl.java,代码如下:

package com.nick.dao.impl; import com.nick.dao.IAccountDao; public class AccountDaoImpl implements IAccountDao{ public void saveAccount(){ System.out.println("已经保存了账户"); } }


然后在Client类右键点击运行:


运行成功,这里成功“保存了账户”,并打印了业务层对象。

但是,在上面的代码中,业务层调用持久层,并且此时业务层在依赖持久层的接口和实现类。如果此时没有持久层实现类,编译将不能通过。 在表现中也依赖了业务层的接口和实现类,见下图(通过new的方式来产生依赖),这种编译期依赖关系,应该在我们开发中杜绝,因此我们需要优化代码来解决。

使用工厂模式来解决程序耦合

下面,我将对上述代码进行优化,通过工厂模式来减少程序间的耦合。
优化后的项目目录结构如下:


首先创建一个BeanFactory类,一个创建bean的工厂,用于创建service和dao对象。
方法:

1、需要一个配置文件来配置service和dao

配置内容为:key=value -> 唯一标志名=全限定类名

2、通过读取配置文件中的配置内容,反射创建对象

com.nick.factory.BeanFactory.java,代码如下:

package com.nick.factory; import java.io.InputStream; import java.util.Enumeration; import java.util.HashMap; import java.util.Map; import java.util.Properties; /** *一个创建bean的工厂 * 用于创建service和dao对象 *方法: * 1、需要一个配置文件来配置service和dao * 配置内容为:key=value :唯一标志=全限定类名 * 2、通过读取配置文件中的配置内容,反射创建对象 */ public class BeanFactory { //定义一个Properties对象 private static Properties props; //定义一个Map,用于存放我们的对象,该Map对象称之为“容器” private static Map beans; //使用静态代码块为Properties对象赋值 static { try { //实例化对象 props = new Properties(); //获取Properties文件的流对象 InputStream in = BeanFactory.class.getClassLoader() .getResourceAsStream("bean.properties"); props.load(in); //产生单例对象的方式 //实例化容器 beans = new HashMap(); //取出配置文件中的所有的key Enumeration keys = props.keys(); //遍历枚举中的值 while(keys.hasMoreElements()){ //取出每个key String key = keys.nextElement().toString(); //根据key获取bean的路径 String beanPath = props.getProperty(key); //反射创建对象 Object value = Class.forName(beanPath).newInstance(); //把key和value存入容器中 beans.put(key,value); } }catch (Exception e){ throw new ExceptionInInitializerError("初始化Properties对象失败"); } } /** *根据bean的名称获取bean对象 * @param beanName * @return */ //此时获取的对象是单例的 public static Object getBean(String beanName){ //直接通过传入bean的名字来获取容器中的bean对象 return beans.get(beanName); } }

在resources目录下新建一个bean的配置文件bean.properties:

accountService=com.nick.service.impl.AccountServiceImpl accountDao=com.nick.dao.impl.AccountDaoImpl


接下来,把原来代码中使用new方式引入依赖的两行代码注释掉,改成使用工厂模式的方法,直接去获取容器中所需的对象。

com.nick.service.impl.AccountServiceImpl,代码如下:

package com.nick.service.impl; import com.nick.dao.IAccountDao; import com.nick.factory.BeanFactory; import com.nick.service.IAccountService; public class AccountServiceImpl implements IAccountService { //private IAccountDao accountDao = new AccountDaoImpl(); IAccountDao accountDao = (IAccountDao) BeanFactory.getBean("accountDao"); public void saveAccount(){ accountDao.saveAccount(); } }


com.nick.ui.Client.java,代码如下:

package com.nick.ui; import com.nick.factory.BeanFactory; import com.nick.service.IAccountService; /** * 模拟一个表现层,用于调用业务层 * */ public class Client { public static void main(String[] args) { //测试循环创建的对象是单例还是多例 for(int i=0;i

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