Spring 框架IOC和AOP

Elieal2025-11-04 14:28

Spring 框架作为 Java 领域的 "武林盟主"，自 2003 年由 Rod Johnson 创建以来，凭借其轻量级、一站式、松耦合 的设计理念，彻底改变了企业级应用开发的模式。本文将围绕 Spring 的两大核心 ------控制反转（IOC）与面向切面编程（AOP），结合配置文件、半注解、全注解三种开发方式，带你从入门到精通 Spring 核心技术。

一、Spring 框架概述：为什么它能成为 Java 开发的 "标配"？

1. Spring 是什么？

Spring 是一个分层的 JavaSE/EE 全栈轻量级开源框架 ，核心解决业务逻辑层与其他层的耦合问题 ，将面向接口的编程思想贯穿整个系统。它不是要替代现有技术，而是通过整合各类优秀框架（如 MyBatis、Struts2 等），为开发者提供一套统一的开发规范。

简单来说，Spring 就像一个 "超级工厂"，帮你管理所有对象的创建和依赖关系；又像一把 "手术刀"，通过 AOP 实现对业务逻辑的精准切入 ------ 这一切都源于它的两大灵魂：IOC（控制反转）和AOP（面向切面编程）。

2. Spring 的六大核心优势

  • 解耦神器：通过 IOC 将对象创建权交给 Spring，彻底摆脱 "new 对象" 的强依赖，让代码更灵活；
  • AOP 赋能：无需修改业务代码，就能实现权限拦截、日志监控等横向功能；
  • 声明式事务 ：只需简单配置，就能完成事务管理，再也不用手动写try-catch-commit-rollback；
  • 测试友好：对 JUnit 深度支持，通过注解可一键测试 Spring 组件；
  • 框架整合王：无缝集成 MyBatis、Hibernate、Quartz 等主流框架，避免重复造轮子；
  • 简化 API 使用：对 JDBC、JavaMail 等 "难用" 的 JavaEE API 进行封装，降低开发门槛。

二、IOC 核心技术：把对象创建权 "反转" 给 Spring

1. 什么是 IOC？

IOC（Inverse of Control，控制反转）是 Spring 的核心设计思想 ------将对象的创建权从开发者手中 "反转" 给 Spring 框架。

举个例子：以前你需要手动new UserService()，现在只需告诉 Spring"我要一个 UserService"，Spring 就会自动帮你创建好对象。这种模式彻底解决了程序耦合性高的问题，让代码维护性飙升。

2. IOC 入门实战：从 0 到 1 搭建 Spring 工程

步骤 1：导入依赖（Maven 坐标）
XML 复制代码 
<dependencies>
    <!-- Spring核心容器 -->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework</groupId>
        <artifactId>spring-context</artifactId>
        <version>5.0.2.RELEASE</version>
    </dependency>
    <!-- 日志相关 -->
    <dependency>
        <groupId>commons-logging</groupId>
        <artifactId>commons-logging</artifactId>
        <version>1.2</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>log4j</groupId>
        <artifactId>log4j</artifactId>
        <version>1.2.12</version>
    </dependency>
    <!-- 单元测试 -->
    <dependency>
        <groupId>junit</groupId>
        <artifactId>junit</artifactId>
        <version>4.12</version>
        <scope>test</scope>
    </dependency>
</dependencies>
步骤 2：编写业务接口与实现类
java 复制代码 
// 接口：UserService.java
package com.spring.demo.service;
public interface UserService {
    void hello();
}

// 实现类：UserServiceImpl.java
package com.spring.demo.service;
public class UserServiceImpl implements UserService {
    @Override
    public void hello() {
        System.out.println("Hello, Spring IOC!");
    }
}
步骤 3：编写 Spring 配置文件（applicationContext.xml）

在src/main/resources下创建applicationContext.xml，配置需要 Spring 管理的 Bean：

XML 复制代码 
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xsi:schemaLocation="
        http://www.springframework.org/schema/beans
        http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">

    <!-- 配置UserService Bean，id是Bean的唯一标识，class是实现类全路径 -->
    <bean id="userService" class="com.spring.demo.service.UserServiceImpl"/>
</beans>
步骤 4：编写测试类
java 复制代码 
package com.spring.demo.test;
import com.spring.demo.service.UserService;
import org.junit.Test;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;

public class IocDemo {
    @Test
    public void testIoc() {
        // 加载Spring配置文件，创建工厂
        ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
        // 从工厂中获取Bean
        UserService userService = (UserService) context.getBean("userService");
        // 调用方法
        userService.hello();
    }
}

运行测试方法，控制台将输出Hello, Spring IOC!------ 这意味着 Spring 已经成功帮你创建并管理了UserService对象！

3. IOC 的 Bean 管理：配置文件方式详解

（1）Bean 的基础属性
  • id：Bean 的唯一标识，命名需以字母开头，可包含字母、数字、下划线等（不能有特殊字符）；
  • class：Bean 的实现类全路径，Spring 通过反射创建对象；
  • scope ：Bean 的作用范围：
    • singleton（默认）：单例，整个 Spring 容器中只有一个实例；
    • prototype：多例，每次getBean都会创建新实例；
    • request/session：仅在 Web 环境下生效，分别对应一次请求或一个会话的作用域。
（2）Bean 的生命周期配置

Spring 允许在 Bean创建时 和销毁时执行自定义方法：

XML 复制代码 
<bean id="userService" class="com.spring.demo.service.UserServiceImpl"
      init-method="init" destroy-method="destroy"/>
java 复制代码 
public class UserServiceImpl implements UserService {
    public void init() {
        System.out.println("Bean初始化时执行...");
    }
    public void destroy() {
        System.out.println("Bean销毁时执行...");
    }
    // 其他方法...
}
  • 单例 Bean 的destroy方法在 Spring 容器关闭时执行；
  • 多例 Bean 的destroy方法由 JVM 垃圾回收机制管理，Spring 不主动调用。
（3）Bean 的三种实例化方式

Spring 支持三种创建 Bean 的方式：

  • 默认构造方法（最常用）：

    复制代码 
    <bean id="userService" class="com.spring.demo.service.UserServiceImpl"/>

  • 静态工厂方式：

    java 复制代码 
    // 静态工厂类
public class StaticFactory {
    public static UserService createUserService() {
        return new UserServiceImpl();
    }
}
    XML 复制代码 
    <bean id="userService" class="com.spring.demo.factory.StaticFactory" 
      factory-method="createUserService"/>

  • 实例工厂方式：

    java 复制代码 
    // 实例工厂类
public class InstanceFactory {
    public UserService createUserService() {
        return new UserServiceImpl();
    }
}
    XML 复制代码 
    <bean id="instanceFactory" class="com.spring.demo.factory.InstanceFactory"/>
<bean id="userService" factory-bean="instanceFactory" 
      factory-method="createUserService"/>

三、DI 依赖注入：让 Spring 自动解决对象依赖

DI（Dependency Injection，依赖注入）是 IOC 的具体实现方式------Spring 在创建 Bean 时，会自动将其依赖的对象 "注入" 进来。

1. Set 方法注入（最常用）

通过 Bean 的 setter 方法注入依赖，步骤如下：

步骤 1：在 Bean 中定义依赖属性并提供 set 方法
java 复制代码 
public class OrderServiceImpl implements OrderService {
    // 依赖的Dao层对象
    private OrderDao orderDao;
    // 普通属性
    private String msg;
    private int age;

    // 提供set方法，Spring通过set方法注入值
    public void setOrderDao(OrderDao orderDao) {
        this.orderDao = orderDao;
    }
    public void setMsg(String msg) {
        this.msg = msg;
    }
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    @Override
    public void saveOrder() {
        System.out.println("保存订单：" + msg + "，年龄：" + age);
        orderDao.saveOrder();
    }
}

public interface OrderDao {
    void saveOrder();
}

public class OrderDaoImpl implements OrderDao {
    @Override
    public void saveOrder() {
        System.out.println("DAO层：执行保存订单SQL");
    }
}
步骤 2：在配置文件中配置依赖注入
XML 复制代码 
<bean id="orderDao" class="com.spring.demo.dao.OrderDaoImpl"/>
<bean id="orderService" class="com.spring.demo.service.OrderServiceImpl">
    <!-- 注入Dao对象，ref引用其他Bean的id -->
    <property name="orderDao" ref="orderDao"/>
    <!-- 注入普通字符串，value直接赋值 -->
    <property name="msg" value="Spring依赖注入演示"/>
    <property name="age" value="20"/>
</bean>
步骤 3：测试依赖注入
java 复制代码 
@Test
public void testDI() {
    ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
    OrderService orderService = (OrderService) context.getBean("orderService");
    orderService.saveOrder();
}

运行后控制台将输出：

复制代码 
保存订单：Spring依赖注入演示，年龄：20
DAO层：执行保存订单SQL

2. 构造方法注入

通过构造方法注入依赖，适合必须在对象创建时就初始化依赖的场景：

java 复制代码 
public class Car {
    private String name;
    private Double price;

    public Car(String name, Double price) {
        this.name = name;
        this.price = price;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Car{name='" + name + "', price=" + price + "}";
    }
}
复制代码 
<bean id="car" class="com.spring.demo.entity.Car">
    <!-- constructor-arg指定构造方法参数，name对应参数名 -->
    <constructor-arg name="name" value="奔驰"/>
    <constructor-arg name="price" value="400000"/>
</bean>

3. 集合类型注入（数组、List、Map、Properties）

Spring 支持对数组、集合等复杂类型的注入：

java 复制代码 
public class CollectionBean {
    private String[] array;
    private List<String> list;
    private Map<String, String> map;
    private Properties properties;

    // 提供set方法
    public void setArray(String[] array) { this.array = array; }
    public void setList(List<String> list) { this.list = list; }
    public void setMap(Map<String, String> map) { this.map = map; }
    public void setProperties(Properties properties) { this.properties = properties; }

    @Override
    public String toString() {
        return "CollectionBean{" +
                "array=" + Arrays.toString(array) +
                ", list=" + list +
                ", map=" + map +
                ", properties=" + properties +
                '}';
    }
}
XML 复制代码 
<bean id="collectionBean" class="com.spring.demo.entity.CollectionBean">
    <!-- 数组注入 -->
    <property name="array">
        <array>
            <value>元素1</value>
            <value>元素2</value>
        </array>
    </property>
    <!-- List注入 -->
    <property name="list">
        <list>
            <value>列表项1</value>
            <value>列表项2</value>
        </list>
    </property>
    <!-- Map注入 -->
    <property name="map">
        <map>
            <entry key="key1" value="值1"/>
            <entry key="key2" value="值2"/>
        </map>
    </property>
    <!-- Properties注入 -->
    <property name="properties">
        <props>
            <prop key="username">root</prop>
            <prop key="password">123456</prop>
        </props>
    </property>
</bean>

四、多配置文件管理：大型项目的解耦方案

在大型项目中，单个applicationContext.xml会变得非常臃肿。Spring 支持多配置文件拆分与合并，让配置更清晰：

方式 1：主配置文件导入子配置文件

复制代码 
<!-- applicationContext.xml（主配置） -->
<import resource="applicationContext-dao.xml"/>
<import resource="applicationContext-service.xml"/>

方式 2：加载时指定多个配置文件

复制代码 
// 同时加载多个配置文件
ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext(
    "applicationContext-dao.xml", 
    "applicationContext-service.xml"
);

五、半注解与全注解开发：简化配置的终极方案

Spring 从 3.x 开始支持注解开发 ，大幅减少 XML 配置的工作量。我们可以根据场景选择半注解（XML + 注解）或全注解模式。

1. 半注解开发：XML 配置 + 注解注入

步骤 1：开启组件扫描

在applicationContext.xml中配置注解扫描，指定需要扫描的包：

复制代码 
<context:component-scan base-package="com.spring.demo"/>
步骤 2：在类上添加注解
  • @Component：通用组件注解，可指定 Bean 的 id（不指定则默认类名首字母小写）；
  • @Service：业务层组件（本质是@Component的别名）；
  • @Repository：持久层组件（本质是@Component的别名）；
  • @Controller：控制层组件（Web 环境下使用，本质是@Component的别名）。
java 复制代码 
// 业务层：@Service注解，id默认为userService
@Service
public class UserServiceImpl implements UserService {
    @Override
    public void hello() {
        System.out.println("Hello, 注解开发！");
    }
}

// 持久层：@Repository注解，id默认为orderDao
@Repository
public class OrderDaoImpl implements OrderDao {
    @Override
    public void saveOrder() {
        System.out.println("DAO层保存订单");
    }
}
步骤 3：依赖注入注解
  • @Autowired：自动按类型注入，若类型冲突则按名称注入（需配合@Qualifier("beanId")）；
  • @Resource：先按名称注入，再按类型注入（JDK 原生注解，需 JDK8 + 支持）；
  • @Value：注入普通字符串或配置文件值。
java 复制代码 
@Service
public class OrderServiceImpl implements OrderService {
    // 自动注入OrderDao（按类型匹配）
    @Autowired
    private OrderDao orderDao;

    // 注入普通字符串
    @Value("Spring半注解演示")
    private String msg;

    @Override
    public void saveOrder() {
        System.out.println("保存订单：" + msg);
        orderDao.saveOrder();
    }
}

2. 全注解开发：零 XML 配置

通过@Configuration和@ComponentScan注解，完全替代 XML 配置：

java 复制代码 
// 配置类，替代applicationContext.xml
@Configuration
// 组件扫描，等同于<context:component-scan>
@ComponentScan(basePackages = "com.spring.demo")
public class SpringConfig {
    // 若有其他配置（如数据源），可在此类中定义Bean
}
java 复制代码 
// 测试类：加载配置类
public class AnnotationDemo {
    @Test
    public void testFullAnnotation() {
        // 加载配置类
        ApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(SpringConfig.class);
        UserService userService = context.getBean(UserService.class);
        userService.hello();
    }
}

六、AOP 面向切面编程：不修改业务代码实现功能增强

AOP（Aspect-Oriented Programming，面向切面编程）是 Spring 的另一大杀器 ------ 它允许你在不修改业务代码的前提下，对方法进行功能增强（如日志、权限、事务等）。

1. AOP 核心概念

  • 切面（Aspect）：封装的增强功能（如日志切面、事务切面）；
  • 连接点（JoinPoint）：可以被增强的方法（所有方法理论上都是连接点）；
  • 切入点（Pointcut）：实际被增强的方法（通过表达式指定）；
  • 通知（Advice）：增强的具体逻辑（如前置通知、后置通知等）；
  • 织入（Weaving）：将切面应用到目标对象的过程。

2. AOP 入门实战：日志切面

步骤 1：导入 AOP 依赖
XML 复制代码 
<dependency>
    <groupId>org.aspectj</groupId>
    <artifactId>aspectjweaver</artifactId>
    <version>1.8.13</version>
</dependency>
步骤 2：编写业务接口与实现类
java 复制代码 
public interface UserService {
    void addUser();
    void deleteUser();
}

@Service
public class UserServiceImpl implements UserService {
    @Override
    public void addUser() {
        System.out.println("执行添加用户业务...");
    }
    @Override
    public void deleteUser() {
        System.out.println("执行删除用户业务...");
    }
}
步骤 3：编写切面类
java 复制代码 
@Component  // 让Spring管理切面类
@Aspect     // 声明这是一个切面
public class LogAspect {
    // 切入点表达式：execution(返回值 包名.类名.方法名(参数))
    // * com.spring.demo.service.*.*(..) 表示：service包下所有类的所有方法，参数任意
    @Pointcut("execution(* com.spring.demo.service.*.*(..))")
    public void pointcut() {}

    // 前置通知：方法执行前增强
    @Before("pointcut()")
    public void beforeAdvice() {
        System.out.println("前置通知：记录方法开始执行时间...");
    }

    // 后置通知：方法正常执行后增强（异常时不执行）
    @AfterReturning("pointcut()")
    public void afterReturningAdvice() {
        System.out.println("后置通知：记录方法执行耗时...");
    }

    // 环绕通知：方法执行前后都增强（最灵活）
    @Around("pointcut()")
    public Object aroundAdvice(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {
        System.out.println("环绕通知前：记录日志开始...");
        // 执行目标方法
        Object result = joinPoint.proceed();
        System.out.println("环绕通知后：记录日志结束...");
        return result;
    }
}
步骤 4：开启 AOP 注解支持

在配置文件中开启 AOP 自动代理：

复制代码 
<aop:aspectj-autoproxy/>
步骤 5：测试 AOP
java 复制代码 
@Test
public void testAOP() {
    ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
    UserService userService = context.getBean(UserService.class);
    userService.addUser();
}

运行后控制台输出：

复制代码 
环绕通知前：记录日志开始...
前置通知：记录方法开始执行时间...
执行添加用户业务...
环绕通知后：记录日志结束...
后置通知：记录方法执行耗时...

可以看到，业务方法addUser()的执行被切面 "无侵入" 地增强了------ 这就是 AOP 的魅力！

七、总结：Spring 核心技术学习路径

Spring 的核心是IOC（控制反转）和AOP（面向切面编程） ，掌握它们的关键在于理解 "将控制权交给 Spring，让框架帮你做更多事" 的设计理念。

  • 入门阶段：从配置文件方式的 IOC 和 DI 入手，理解 Spring 如何管理对象和依赖；
  • 进阶阶段：学习注解开发（半注解 / 全注解），减少 XML 配置的冗余；
  • 高阶阶段：深入 AOP 原理，结合事务、缓存等场景，实现业务功能的无侵入增强。

Spring 框架的生态极其庞大，但只要抓住 IOC 和 AOP 这两个核心，就能在 Java 开发的海洋中乘风破浪！

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