深入浅出 Spring：核心概念和基本用法详解-Toy模板网

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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
    @Override
    public List<Student> listAllStudents() {
        return students;
    }

    // 获取指定学生的方法
    @Override
    public Student getStudentById(int studentId) {
        return students.stream()
                .filter(student -> student.getId() == studentId)
                .findFirst()
                .orElse(null);
    }

    // 创建学生的方法
    @Override
    public void createStudent(Student student) {
        students.add(student);
    }

    // 更新学生的方法
    @Override
    public 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
    @Override
    public 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。