Spring IoC与AOP核心技术解析-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/AIHacksCash/article/details/149629442

📕我是廖志伟，一名Java开发工程师、《Java项目实战——深入理解大型互联网企业通用技术》（基础篇）、（进阶篇）、（架构篇）、《解密程序员的思维密码——沟通、演讲、思考的实践》作者、清华大学出版社签约作家、Java领域优质创作者、优快云博客专家、阿里云专家博主、51CTO专家博主、产品软文专业写手、技术文章评审老师、技术类问卷调查设计师、幕后大佬社区创始人、开源项目贡献者。

📘拥有多年一线研发和团队管理经验，研究过主流框架的底层源码(Spring、SpringBoot、SpringMVC、SpringCloud、Mybatis、Dubbo、Zookeeper)，消息中间件底层架构原理(RabbitMQ、RocketMQ、Kafka)、Redis缓存、MySQL关系型数据库、 ElasticSearch全文搜索、MongoDB非关系型数据库、Apache ShardingSphere分库分表读写分离、设计模式、领域驱动DDD、Kubernetes容器编排等。

📙不定期分享高并发、高可用、高性能、微服务、分布式、海量数据、性能调优、云原生、项目管理、产品思维、技术选型、架构设计、求职面试、副业思维、个人成长等内容。

Java程序员廖志伟

💡在这个美好的时刻，笔者不再啰嗦废话，现在毫不拖延地进入文章所要讨论的主题。接下来，我将为大家呈现正文内容。

优快云

一、IoC容器核心依赖注入实现模式

Spring框架的IoC容器是构建现代Java应用的核心，它通过依赖注入（DI）实现组件的解耦，使得系统的各个部分更加独立，易于管理和扩展。

1. 构造器注入

构造器注入是最为直接和强烈的依赖注入方式。在对象创建时，通过构造函数的参数将依赖项注入到对象中。这种方式可以确保在对象实例化时，所有的依赖项都已经准备就绪，适用于那些在对象创建之初就需要依赖项的场景。

技术实现细节：Spring容器在创建对象实例时，会解析类定义中的构造器参数，并查找对应的Bean实例来注入。如果参数是基本数据类型，Spring会自动进行类型转换；如果参数是复杂类型，Spring会查找对应的Bean并创建其实例。

2. Setter注入

Setter注入是另一种常见的依赖注入方式，它通过调用对象的setter方法来注入依赖项。这种方式的灵活性较高，可以在对象创建后，根据需要设置依赖项。

技术实现细节：Spring容器在解析Bean定义时，会查找所有setter方法，并使用对应的参数类型来注入依赖项。如果setter方法有多个参数，Spring会根据参数名称或类型进行匹配。

3. 字段注入

字段注入直接在类的字段上注入依赖项，通常结合自动装配（autowiring）特性使用。这种方式不需要setter方法，但需要确保字段是public可访问的。

技术实现细节：Spring容器会扫描类的所有字段，查找与Bean定义中类型匹配的字段，并将对应的Bean实例注入到该字段中。

4. 方法注入

方法注入是一种相对较少使用的注入方式，它允许在对象的生命周期中某个特定时间点注入依赖项。通常通过在类中定义一个注入方法，并在该方法的参数上使用@Autowired注解来实现。

技术实现细节：Spring容器会在对象初始化后查找定义的注入方法，并使用@Autowired注解指定的参数类型来注入依赖项。

5. 组件扫描机制

Spring的组件扫描机制允许自动检测指定包路径下的类，并根据类上的注解自动创建Bean实例。这种方式极大地简化了Bean的创建过程。

技术实现细节：Spring容器在启动时会扫描配置的包路径，查找带有@Component、@Service、@Repository等注解的类，并将它们注册为Bean。

6. Bean作用域

Bean作用域定义了Spring容器中Bean的生命周期和复用方式。常见的Bean作用域包括单例（Singleton）、原型（Prototype）、请求（Request）和会话（Session）。

技术实现细节：Spring容器会根据Bean的作用域创建和销毁Bean实例。对于单例作用域，Spring容器在启动时创建一个Bean实例，并在整个应用生命周期中复用该实例。对于原型作用域，每次请求都会创建一个新的Bean实例。

7. 条件化配置（@Conditional）

条件化配置允许在Bean创建时根据特定条件动态决定是否创建Bean。通过@Conditional注解可以实现条件化配置。

技术实现细节：@Conditional注解可以与任何Bean定义注解结合使用，Spring容器会根据@Conditional注解指定的条件判断是否创建Bean实例。

二、AOP技术体系

AOP技术将横切关注点从业务逻辑中分离出来，使得代码更加模块化和可维护。

1. 代理模式实现

AOP通过代理模式实现，包括JDK动态代理和CGLIB代理。

技术实现细节：JDK动态代理是基于接口的代理，Spring容器会创建一个实现了InvocationHandler接口的代理对象，并在目标对象上执行方法时，通过InvocationHandler来拦截并处理这些方法。CGLIB代理是基于类的代理，Spring容器会使用CGLIB库动态生成目标类的子类，并在子类中添加代理逻辑。

2. 切点表达式语法

切点表达式用于指定哪些方法或类需要被拦截。

技术实现细节：切点表达式通常使用AspectJ的语法，例如execution(* com.example.service.*.*(..))表示匹配com.example.service包下所有以*结尾的方法。

3. 通知类型

AOP通知用于在切点方法执行前后进行操作。

技术实现细节：Spring提供了多种通知类型，如前置通知（@Before）、后置通知（@After）、环绕通知（@Around）、异常通知（@AfterThrowing）和最终通知（@AfterReturning），这些通知类型可以通过注解或XML配置来定义。

4. AOP应用场景

AOP在日志管理、性能监控、安全控制等场景中具有广泛的应用。

技术实现细节：例如，在日志管理场景中，可以在方法执行前后添加日志记录的逻辑，而在性能监控场景中，可以在方法执行前后添加性能监控的代码。

三、数据持久化

数据持久化是Java应用中不可或缺的一部分，Spring框架提供了多种数据持久化解决方案。

1. JDBC模板

JDBC模板是Spring提供的一种简化JDBC编程的工具。

技术实现细节：JDBC模板封装了JDBC操作，提供了执行SQL语句、获取结果集等方法，使得JDBC编程更加简单。

2. 事务管理

Spring提供声明式事务管理，通过@Transactional注解实现。

技术实现细节：@Transactional注解可以指定事务的传播行为、隔离级别和超时时间等。Spring容器会根据这些配置信息来管理事务。

3. 声明式事务编程

声明式事务编程通过@Transactional注解实现。

技术实现细节：在方法上添加@Transactional注解，Spring容器会自动管理该方法的事务。

4. ORM集成

Spring支持多种ORM框架，如Hibernate和JPA。

技术实现细节：Spring通过集成ORM框架，提供了统一的ORM编程模型，简化了数据持久化操作。

5. 会话管理

Spring通过SessionFactory管理Hibernate会话。

技术实现细节：SessionFactory负责创建和管理Hibernate会话，Spring容器会根据配置信息创建SessionFactory实例。

6. JPA规范实现

Spring Data JPA提供了一套JPA规范实现。

技术实现细节：Spring Data JPA简化了JPA编程，提供了Repository接口和Query方法。

7. 多数据源配置

Spring支持多数据源配置。

技术实现细节：Spring容器可以根据不同的数据源配置信息创建不同的DataSource实例，并在运行时切换数据源。

四、Web开发体系

Spring MVC框架是Spring框架的一部分，它采用MVC架构，将Web应用分为三个部分：模型（Model）、视图（View）和控制器（Controller）。

1. MVC架构

MVC架构将Web应用分为三个部分，提高了代码的可维护性和可扩展性。

技术实现细节：模型表示应用程序的数据，视图表示用户界面，控制器负责处理用户请求并调用模型和视图。

2. 组件

Spring MVC框架包含以下组件：

控制器（Controller）：处理用户请求，返回响应。
视图解析器（ViewResolver）：解析视图模板，生成HTML页面。
数据绑定（DataBinder）：将请求参数绑定到模型对象。

3. RESTful支持

Spring MVC支持RESTful风格，可以通过HTTP方法实现CRUD操作。

技术实现细节：Spring MVC提供了@RestController和@RequestMapping等注解，支持RESTful风格的URL映射和HTTP方法映射。

4. 异常处理机制

Spring MVC提供异常处理机制，可以根据异常类型返回相应的错误信息。

技术实现细节：Spring MVC允许通过@ExceptionHandler注解定义异常处理方法，处理特定类型的异常。

5. 文件上传下载

Spring MVC支持文件上传下载。

技术实现细节：Spring MVC提供了MultipartFile接口，用于处理文件上传。

五、安全框架

Spring Security框架是Spring框架的一部分，它提供了认证、授权和CSRF防护等功能。

1. 认证流程

Spring Security提供认证流程，包括用户登录、权限验证等。

技术实现细节：Spring Security使用AuthenticationManager接口来处理认证过程，并提供多种认证机制，如表单认证、HTTP基本认证等。

2. 授权模型

Spring Security提供授权模型，实现不同用户角色的权限控制。

技术实现细节：Spring Security使用AccessDecisionManager接口来处理授权过程，并提供多种授权策略，如基于角色的授权、基于权限的授权等。

3. CSRF防护

Spring Security提供CSRF防护机制，防止跨站请求伪造攻击。

技术实现细节：Spring Security使用CSRF令牌来验证请求的合法性。

4. OAuth2集成

Spring Security支持OAuth2集成，实现第三方登录。

技术实现细节：Spring Security使用OAuth2Client接口来处理OAuth2认证过程。

5. 方法级安全

Spring Security提供方法级安全，可以根据方法上的注解实现权限控制。

技术实现细节：Spring Security使用@PreAuthorize和@PostAuthorize等注解来定义方法级别的权限控制。

六、高级特性

Spring框架提供了一些高级特性，如事件发布/监听机制、SpEL表达式、响应式编程和缓存抽象等。

1. 事件发布/监听机制

Spring提供事件发布/监听机制，实现组件之间的解耦。

技术实现细节：Spring使用ApplicationEvent接口来定义事件，使用ApplicationListener接口来定义事件监听器。

2. SpEL表达式

SpEL表达式语言（SpEL）提供强大的表达式功能，支持在注解、配置文件等地方使用。

技术实现细节：SpEL表达式可以访问Bean的属性、方法、集合等，支持条件判断、循环等操作。

3. 响应式编程（WebFlux）

Spring WebFlux框架支持响应式编程，实现非阻塞的Web应用。

技术实现细节：Spring WebFlux使用Reactor的流式编程模型，支持异步处理和背压。

4. 测试框架集成

Spring支持多种测试框架，如JUnit、TestNG等，方便进行单元测试和集成测试。

技术实现细节：Spring提供了多种测试注解和断言方法，支持测试数据的注入和清理。

5. 缓存抽象

Spring提供缓存抽象，支持多种缓存实现，如EhCache、Redis等。

技术实现细节：Spring缓存抽象提供了统一的缓存操作接口，支持缓存配置、缓存管理和缓存失效策略。

七、Spring Boot生态

Spring Boot是Spring框架的一部分，它简化了Spring应用的创建和配置。

1. 自动配置原理

Spring Boot通过自动配置原理，根据项目依赖自动配置Bean和配置文件。

技术实现细节：Spring Boot使用条件注解和配置元数据来推断和配置Bean。

2. Starter机制

Spring Boot提供Starter依赖，简化项目依赖管理。

技术实现细节：Spring Boot Starter依赖包含了Spring框架和特定功能的依赖，方便项目快速启动。

3. Actuator监控

Spring Boot Actuator提供监控接口，方便监控应用程序的运行状态。

技术实现细节：Spring Boot Actuator提供了HTTP端点和JMX端点，可以监控应用程序的各种指标。

4. 配置文件体系

Spring Boot支持多种配置文件，如application.properties、application.yml等，方便配置应用程序。

技术实现细节：Spring Boot使用配置元数据来解析配置文件，支持多种配置文件格式和配置属性。

优快云

博主分享

📥博主的人生感悟和目标

Java程序员廖志伟

📙经过多年在优快云创作上千篇文章的经验积累，我已经拥有了不错的写作技巧。同时，我还与清华大学出版社签下了四本书籍的合约，并将陆续出版。

《Java项目实战—深入理解大型互联网企业通用技术》基础篇的购书链接：https://item.jd.com/14152451.html
《Java项目实战—深入理解大型互联网企业通用技术》基础篇繁体字的购书链接：http://product.dangdang.com/11821397208.html
《Java项目实战—深入理解大型互联网企业通用技术》进阶篇的购书链接：https://item.jd.com/14616418.html
《Java项目实战—深入理解大型互联网企业通用技术》架构篇待上架
《解密程序员的思维密码--沟通、演讲、思考的实践》购书链接：https://item.jd.com/15096040.html

面试备战资料

八股文备战

场景	描述	链接
时间充裕（25万字）	Java知识点大全（高频面试题）	Java知识点大全
时间紧急（15万字）	Java高级开发高频面试题	Java高级开发高频面试题

理论知识专题（图文并茂，字数过万）

技术栈	链接
RocketMQ	RocketMQ详解
Kafka	Kafka详解
RabbitMQ	RabbitMQ详解
MongoDB	MongoDB详解
ElasticSearch	ElasticSearch详解
Zookeeper	Zookeeper详解
Redis	Redis详解
MySQL	MySQL详解
JVM	JVM详解

集群部署（图文并茂，字数过万）

技术栈	部署架构	链接
MySQL	使用Docker-Compose部署MySQL一主二从半同步复制高可用MHA集群	Docker-Compose部署教程
Redis	三主三从集群（三种方式部署/18个节点的Redis Cluster模式）	三种部署方式教程
RocketMQ	DLedger高可用集群（9节点）	部署指南
Nacos+Nginx	集群+负载均衡（9节点）	Docker部署方案
Kubernetes	容器编排安装	最全安装教程