Spring IoC与AOP核心解析

📕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)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

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一、IoC容器核心依赖注入实现模式

Spring框架的IoC容器是实现依赖注入的核心,它通过控制反转(IoC)原则,将对象的创建和依赖关系的维护从程序代码中分离出来,由IoC容器来管理。

构造器注入

构造器注入通过在类的构造函数中注入依赖项,确保对象在创建时即具备所需依赖。这种方式适用于当依赖项必须在对象创建时已知且不可变的情况。

技术实现细节:在Spring配置中,可以通过<constructor-arg>标签为构造函数的参数指定依赖项,或者使用@Autowired注解自动装配。

Setter注入

Setter注入通过调用对象的setter方法来注入依赖项,它提供了更高的灵活性,允许在对象创建后动态地注入或更新依赖。

技术实现细节:在Spring配置中,可以使用<property>标签为setter方法注入依赖项,或者使用@Autowired@Resource注解自动装配。

组件扫描机制

组件扫描机制允许Spring自动检测和注册符合条件的组件,无需手动配置。

技术实现细节:在Spring配置文件中,可以使用<component-scan>标签指定扫描的包路径,或者使用@ComponentScan注解在Java配置类中指定。

Bean作用域

Bean作用域定义了Spring容器中Bean的生命周期和实例化策略。

技术实现细节:在Spring配置中,可以通过<bean>标签的scope属性设置Bean的作用域,如Singleton、Prototype、Request、Session等。

条件化配置(@Conditional)

条件化配置允许根据特定条件动态注册Bean。

技术实现细节:可以使用@Conditional注解及其子注解,如@ConditionalOnClass@ConditionalOnMissingBean等,来指定Bean注册的条件。

二、AOP技术体系

AOP通过将横切关注点从业务逻辑中分离出来,提高了代码的模块化和可维护性。

代理模式实现

AOP通过代理模式实现,分为JDK动态代理和CGLIB代理。

技术实现细节:JDK动态代理通过反射创建代理对象,适用于实现了接口的类;CGLIB代理通过字节码生成技术创建代理对象,适用于没有实现接口的类。

切点表达式语法

切点表达式定义了哪些方法将被织入AOP增强。

技术实现细节:切点表达式包括executionwithinthis等,通过这些表达式可以精确地指定织入增强的方法。

通知类型

通知是AOP中的操作,分为前置通知、后置通知、环绕通知、异常通知和最终通知。

技术实现细节:通知可以在目标方法执行的不同阶段执行,如@Before@After@Around@AfterThrowing@AfterReturning注解分别对应不同的通知类型。

三、数据持久化

Spring框架提供了丰富的数据持久化支持,包括JDBC、ORM和JPA。

JDBC模板

JDBC模板简化了JDBC操作,提供了声明式的方法来执行SQL语句。

技术实现细节:Spring的JdbcTemplate类封装了JDBC操作,提供了如queryForObjectquery等方法来简化数据访问。

事务管理

Spring提供了声明式和编程式的事务管理。

技术实现细节:声明式事务通过@Transactional注解实现,编程式事务通过TransactionTemplatePlatformTransactionManager实现。

ORM集成

Spring支持Hibernate和JPA作为ORM框架。

技术实现细节:Spring的SessionFactory用于管理Hibernate会话,而EntityManagerFactory用于管理JPA实体管理器。

JPA规范实现

Spring Data JPA提供了基于方法的声明式数据访问。

技术实现细节:Spring Data JPA通过定义接口的方法来映射数据库操作,无需编写SQL语句。

多数据源配置

Spring支持配置多个数据源,并通过AbstractRoutingDataSource实现数据源路由。

技术实现细节:在Spring配置中,可以使用<data-source>标签配置多个数据源,并通过AbstractRoutingDataSource来动态选择数据源。

四、Web开发体系

Spring MVC是Spring框架提供的MVC架构,用于构建Web应用程序。

MVC架构组件

Spring MVC的组件包括控制器、视图解析器和数据绑定。

技术实现细节:控制器通过实现Controller接口或使用@Controller注解来处理用户请求;视图解析器通过解析视图模板来生成响应;数据绑定将请求参数绑定到模型对象。

RESTful支持

Spring MVC支持RESTful风格的URL,方便构建RESTful API。

技术实现细节:通过使用@RestController注解和@RequestMapping注解来创建RESTful风格的控制器。

异常处理机制

Spring MVC提供了全局和局部异常处理机制。

技术实现细节:全局异常处理可以通过@ControllerAdvice@ExceptionHandler注解实现;局部异常处理可以通过@ExceptionHandler注解在控制器方法中实现。

文件上传下载

Spring MVC支持文件上传和下载。

技术实现细节:文件上传可以通过MultipartFile接口处理,文件下载可以通过HttpServletResponse实现。

五、安全框架

Spring Security是Spring框架的安全框架,提供了认证和授权功能。

认证流程

Spring Security的认证流程包括用户认证和授权。

技术实现细节:Spring Security支持多种认证机制,如表单认证、HTTP基本认证等,并通过配置认证过滤器链来处理认证请求。

授权模型

Spring Security提供了基于角色的访问控制。

技术实现细节:通过配置安全策略,使用@PreAuthorize@PostAuthorize注解等,可以控制方法或资源的访问权限。

CSRF防护

Spring Security提供了CSRF防护机制。

技术实现细节:通过配置CSRF过滤器,可以防止跨站请求伪造攻击。

OAuth2集成

Spring Security支持OAuth2协议。

技术实现细节:Spring Security的OAuth2客户端支持可以用于实现第三方认证。

方法级安全

Spring Security支持方法级安全。

技术实现细节:通过在方法上使用@PreAuthorize@PostAuthorize注解,可以控制方法的访问权限。

六、高级特性

Spring框架的高级特性扩展了其功能,提供了更多的灵活性和可扩展性。

事件发布/监听机制

Spring提供了事件发布/监听机制。

技术实现细节:通过ApplicationEventApplicationListener接口,可以发布和监听事件。

SpEL表达式

SpEL是一种强大的表达式语言,可以用于在运行时计算值。

技术实现细节:SpEL表达式可以用于在配置文件、注解或代码中动态计算值。

响应式编程(WebFlux)

WebFlux是Spring框架的响应式Web框架。

技术实现细节:WebFlux通过使用Reactor库,支持异步和非阻塞编程。

测试框架集成

Spring支持JUnit和TestNG等测试框架。

技术实现细节:Spring提供了@WebMvcTest@SpringBootTest等注解,用于简化测试用例的编写。

缓存抽象

Spring提供了缓存抽象。

技术实现细节:Spring的CacheManager接口提供了缓存操作的抽象,支持多种缓存实现。

七、Spring Boot生态

Spring Boot简化了Spring应用程序的配置和部署。

自动配置原理

Spring Boot通过自动配置原理简化了应用程序的配置。

技术实现细节:Spring Boot使用条件注解和配置元数据来推断应用程序的具体需求,并自动配置相应的Bean。

Starter机制

Spring Boot Starter是预配置的依赖管理模块。

技术实现细节:Spring Boot Starter简化了依赖的添加,提供了自动配置和常用库的集成。

Actuator监控

Spring Boot Actuator提供了应用程序的运行时监控和管理功能。

技术实现细节:Actuator提供了多种端点,如/health/metrics/info等,用于监控应用程序的状态和性能。

配置文件体系

Spring Boot使用配置文件来管理应用程序配置。

技术实现细节:Spring Boot支持多种配置文件格式,如application.propertiesapplication.yml,支持配置文件的继承和环境变量覆盖。

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