Spring 中控制反转（IOC）和面向切面编程（AOP）

最新推荐文章于 2025-12-25 22:51:59 发布

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#spring #java #后端 #spring boot

Spring 中的控制反转（IOC）与依赖注入（DI）

控制反转（IOC, Inversion of Control）

核心思想
将对象的创建、依赖管理和生命周期控制权从程序员转移给 Spring 容器，实现解耦和模块化。

传统方式的问题
手动通过 new 关键字创建对象，导致代码耦合度高，难以维护和扩展。
示例：

// 传统方式：直接依赖具体实现
public class UserService {
    private UserRepository userRepository = new UserRepositoryImpl();
}

IOC 的实现方式
通过 IOC 容器（如 ApplicationContext）管理对象（Bean），提供两种配置方式：

XML 配置：早期方式，显式定义 Bean 及其依赖。

<bean id="userRepository" class="com.example.UserRepositoryImpl"/>
<bean id="userService" class="com.example.UserService">
    <property name="userRepository" ref="userRepository"/>
</bean>

注解驱动：现代主流方式，使用 @Component、@Service 等注解自动扫描和装配。
```
@Service
public class UserService {
    @Autowired
    private UserRepository userRepository;
}
```

依赖注入（DI）

构造器注入（推荐）：通过构造函数传递依赖。

@Service
public class UserService {
    private final UserRepository userRepository;

    @Autowired
    public UserService(UserRepository userRepository) {
        this.userRepository = userRepository;
    }
}

Setter 方法注入：通过 Setter 方法赋值。

@Service
public class UserService {
    private UserRepository userRepository;

    @Autowired
    public void setUserRepository(UserRepository userRepository) {
        this.userRepository = userRepository;
    }
}

字段注入：直接通过 @Autowired 注解字段（简单但不推荐，易导致循环依赖）。

IOC 容器的核心功能
- Bean 生命周期管理：包括初始化（@PostConstruct）和销毁（@PreDestroy）。
- 作用域控制：支持 singleton（默认单例）、prototype（每次请求新对象）等作用域。
- 延迟加载：通过 @Lazy 延迟初始化 Bean。

面向切面编程（AOP）

AOP 的核心概念

目标问题
解决横切关注点（如日志、事务、安全）在多个模块中重复出现的问题，避免代码冗余和高耦合。

核心术语

术语	说明
切面（Aspect）	封装横切逻辑的模块（如日志工具类），通过 `@Aspect` 注解定义。
连接点（Join Point）	程序执行过程中的某个点（如方法调用、异常抛出）。
通知（Advice）	切面在连接点执行的具体动作（如方法执行前后），分为 `@Before`、`@After` 等。
切点（Pointcut）	通过表达式匹配需要拦截的连接点（如指定某个包下的所有方法）。
织入（Weaving）	将切面代码插入目标对象的过程，Spring AOP 通过动态代理实现。

Spring AOP 的实现

动态代理机制
- JDK 动态代理：基于接口，要求目标类必须实现接口。
- CGLIB 代理：基于子类继承，可代理未实现接口的类（需引入 cglib 依赖）。

通知类型

通知类型	执行时机	示例
`@Before`	目标方法执行前	权限校验、日志记录
`@AfterReturning`	目标方法成功返回后	记录返回值
`@AfterThrowing`	目标方法抛出异常后	异常监控、回滚事务
`@After`	目标方法执行后（无论成功或异常）	清理资源
`@Around`	包围目标方法，可自定义执行流程	性能统计、事务管理

切点表达式（Pointcut Expression）
使用 AspectJ 表达式语法 定义拦截范围，常见形式：

@Pointcut("execution(* com.example.service.*.*(..))") // 拦截 service 包下所有方法
public void serviceMethods() {}

AOP 的实际应用示例

日志记录切面

@Aspect
@Component
public class LoggingAspect {
    @Before("execution(* com.example.service.*.*(..))")
    public void logMethodCall(JoinPoint joinPoint) {
        String methodName = joinPoint.getSignature().getName();
        System.out.println("Method " + methodName + " is called.");
    }
}

事务管理切面

@Aspect
@Component
public class TransactionAspect {
    @Around("@annotation(org.springframework.transaction.annotation.Transactional)")
    public Object manageTransaction(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {
        try {
            System.out.println("Starting transaction...");
            Object result = joinPoint.proceed();
            System.out.println("Committing transaction...");
            return result;
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("Rolling back transaction...");
            throw e;
        }
    }
}