深入浅出 Spring：核心概念和基本用法详解-编程知识

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收录专栏；《Java》

一、引言

在 Java 企业级应用开发中，Spring 框架已经成为了事实上的标准。它提供了一种轻量级的解决方案，使得开发者能够更轻松地构建灵活、可扩展的应用程序。在本文中，我们将探讨 Spring 框架的一些核心概念和基本用法，以此更好地理解和使用 Spring 进行开发。

二、依赖注入（DI）

在 Spring 中，依赖注入是一种设计模式，用于将对象之间的依赖关系解耦。它通过将依赖对象的创建和管理交给 Spring 容器来实现。这样，开发人员只需要关注业务逻辑，而不需要关心对象的创建和装配过程。

例如，在上面的学生管理系统中，我们可以使用依赖注入来注入学生服务对象到控制器中。通过在控制器的构造函数中添加学生服务对象作为参数，Spring 容器会在创建控制器实例时自动注入相应的学生服务对象。

public class StudentController {private final StudentService studentService;// 使用构造函数注入学生服务对象public StudentController(StudentService studentService) {this.studentService = studentService;}// 处理学生列表请求的方法@GetMapping("/students")public List<Student> listStudents() {return studentService.listAllStudents();}// 处理学生详情请求的方法@GetMapping("/students/{studentId}")public Student getStudent(@PathVariable int studentId) {return studentService.getStudentById(studentId);}// 处理学生创建请求的方法@PostMapping("/students")public void createStudent(@RequestBody Student student) {studentService.createStudent(student);}// 处理学生更新请求的方法@PutMapping("/students/{studentId}")public void updateStudent(@PathVariable int studentId, @RequestBody Student student) {studentService.updateStudent(studentId, student);}// 处理学生删除请求的方法@DeleteMapping("/students/{studentId}")public void deleteStudent(@PathVariable int studentId) {studentService.deleteStudent(studentId);}
}

在上述代码中，我们通过构造函数注入了学生服务对象到控制器中。这样，控制器就可以直接使用学生服务对象的方法来处理学生相关的请求。

三、控制反转（IOC）

除了依赖注入，Spring 还提供了控制反转的特性。控制反转是指将对象的控制权交给容器，而不是由对象自己来控制。在 Spring 中，容器负责创建和管理对象，以及将对象之间的依赖关系注入到相应的对象中。

例如，在上面的学生管理系统中，我们可以使用 Spring 的注解@Component将学生服务标注为一个 Spring 组件。这样，Spring 容器会在应用启动时自动创建学生服务对象，并将其注入到需要它的对象中。

// 学生服务接口
public interface StudentService {// 获取所有学生的方法List<Student> listAllStudents();// 获取指定学生的方法Student getStudentById(int studentId);// 创建学生的方法void createStudent(Student student);// 更新学生的方法void updateStudent(int studentId, Student student);// 删除学生的方法void deleteStudent(int studentId);
}// 学生服务实现类
@Component
public class StudentServiceImpl implements StudentService {// 学生列表private List<Student> students = new ArrayList<>();// 获取所有学生的方法@Overridepublic List<Student> listAllStudents() {return students;}// 获取指定学生的方法@Overridepublic Student getStudentById(int studentId) {return students.stream().filter(student -> student.getId() == studentId).findFirst().orElse(null);}// 创建学生的方法@Overridepublic void createStudent(Student student) {students.add(student);}// 更新学生的方法@Overridepublic void updateStudent(int studentId, Student student) {students.stream().filter(student1 -> student1.getId() == studentId).findFirst().ifPresentOrElse(student1 -> {student1.setName(student.getName());student1.setAge(student.getAge());},() -> {throw new RuntimeException("未找到要更新的学生");});}// 删除学生的方法@Overridepublic void deleteStudent(int studentId) {students.removeIf(student -> student.getId() == studentId);}
}

在上述代码中，我们使用@Component注解将学生服务实现类标注为一个 Spring 组件。这样，Spring 容器会在应用启动时自动创建学生服务对象，并将其注入到需要它的对象中。

四、AOP

除了依赖注入和控制反转，Spring 还提供了面向切面编程（AOP）的支持。AOP 允许我们将横切关注点（如日志记录、性能监控、事务管理等）与业务逻辑分离，从而提高代码的可维护性和可扩展性。

例如，在上面的学生管理系统中，我们可以使用 Spring 的 AOP 来添加日志记录功能。具体来说，我们可以创建一个日志切面类，并在其中添加日志记录的代码。然后，我们可以使用 Spring 的@Aspect注解将日志切面类标注为一个 Spring 组件，并使用@Pointcut注解指定要在哪些方法上应用日志记录。

// 日志切面类
@Aspect
@Component
public class LoggingAspect {// 记录日志的方法@Before("execution(* com.example.springstudent.service..*.*(..))")public void logBeforeMethod(JoinPoint joinPoint) {String className = joinPoint.getTarget().getClass().getName();String methodName = joinPoint.getSignature().getName();System.out.println("方法 " + className + "." + methodName + " 被调用");}// 记录日志的方法@After("execution(* com.example.springstudent.service..*.*(..))")public void logAfterMethod(JoinPoint joinPoint) {String className = joinPoint.getTarget().getClass().getName();String methodName = joinPoint.getSignature().getName();System.out.println("方法 " + className + "." + methodName + " 执行完毕");}
}

在上述代码中，我们使用@Component注解将日志切面类标注为一个 Spring 组件。然后，我们使用@Aspect注解将日志切面类标注为一个 Spring 切面。在@Pointcut注解中，我们指定要在所有学生服务接口和实现类的方法上应用日志记录。在@Before注解中，我们添加了一个前置通知，用于在方法执行之前记录日志。在@After注解中，我们添加了一个后置通知，用于在方法执行完毕后记录日志。