Spring核心功能—总汇

一、IoC容器：解耦与依赖管理的基石

1.1 核心概念与实现原理

Spring的IoC（控制反转）容器通过依赖注入（DI）实现对象生命周期管理，将传统”主动创建”模式转为”被动接收”模式。其核心类BeanFactory和ApplicationContext分别提供基础与高级功能：

// 基础容器示例
BeanFactory factory = new XmlBeanFactory(new ClassPathResource("beans.xml"));
UserService service = factory.getBean(UserService.class);
// 高级容器示例（支持AOP、事件等）
ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("app-context.xml");
OrderService orderService = context.getBean(OrderService.class);

容器通过XML配置或注解（如@Component、@Autowired）完成Bean定义与依赖注入，显著降低模块间耦合度。

1.2 依赖注入的三种方式

• 构造器注入：强制依赖，适合必选参数

  @Service
  public class PaymentService {
    private final RiskController riskController;
    @Autowired // 可省略（Spring 4.3+单构造器时）
    public PaymentService(RiskController riskController) {
        this.riskController = riskController;
    }
  }

• Setter注入：可选依赖，支持动态修改

  public class NotificationService {
    private EmailSender emailSender;
    @Autowired
    public void setEmailSender(EmailSender emailSender) {
        this.emailSender = emailSender;
    }
  }

• 字段注入：简洁但测试困难（不推荐生产使用）

  @RestController
  public class UserController {
    @Autowired
    private UserRepository userRepository; // 字段直接注入
  }

1.3 Bean作用域与生命周期

Spring支持6种作用域（单例/原型/请求/会话等），通过@Scope注解配置：

@Component
@Scope("prototype") // 每次请求创建新实例
public class SessionManager { ... }

生命周期回调接口（InitializingBean、DisposableBean）和注解（@PostConstruct、@PreDestroy）实现资源管理：

@Service
public class DatabaseCleaner implements InitializingBean, DisposableBean {
    @Override
    public void afterPropertiesSet() {
        // 初始化逻辑
    }
    @Override
    public void destroy() {
        // 清理逻辑
    }
}

二、AOP编程：横切关注点的模块化

2.1 核心概念与实现方式

AOP（面向切面编程）通过代理机制将日志、安全、事务等横切逻辑与业务代码分离。Spring支持JDK动态代理（接口）和CGLIB代理（类）：

@Aspect
@Component
public class LoggingAspect {
    @Before("execution(* com.example.service.*.*(..))")
    public void logMethodCall(JoinPoint joinPoint) {
        System.out.println("Calling: " + joinPoint.getSignature());
    }
}

2.2 通知类型与切点表达式

• 前置通知（@Before）：方法调用前执行
• 后置通知（@AfterReturning）：方法成功返回后执行
• 异常通知（@AfterThrowing）：方法抛出异常后执行
• 环绕通知（@Around）：控制方法执行全过程

切点表达式精确控制拦截范围：

@Pointcut("within(@com.example.Secure *) && execution(* *(.))")
public void secureOperation() {}
@Around("secureOperation()")
public Object secureCall(ProceedingJoinPoint pjp) throws Throwable {
    // 安全校验逻辑
    return pjp.proceed();
}

三、事务管理：数据一致性的保障

3.1 声明式事务配置

通过@Transactional注解实现零代码侵入的事务管理：

@Service
public class OrderService {
    @Transactional(rollbackFor = Exception.class)
    public void placeOrder(Order order) {
        // 数据库操作
    }
}

配置属性包括传播行为（PROPAGATION_REQUIRED）、隔离级别（ISOLATION_READ_COMMITTED）等。

3.2 编程式事务控制

对于复杂场景，可通过TransactionTemplate手动管理：

@Autowired
private TransactionTemplate transactionTemplate;
public void complexOperation() {
    transactionTemplate.execute(status -> {
        try {
            // 多步骤数据库操作
            return true;
        } catch (Exception e) {
            status.setRollbackOnly();
            return false;
        }
    });
}

四、MVC架构：Web开发的标准化方案

4.1 请求处理流程

Spring MVC通过DispatcherServlet统一处理请求，核心组件包括：

• HandlerMapping：路由请求到控制器
• HandlerAdapter：适配不同控制器类型
• ViewResolver：解析视图名称
• ExceptionResolver：处理异常

4.2 注解驱动开发

@RestController
@RequestMapping("/api/users")
public class UserController {
    @GetMapping("/{id}")
    public ResponseEntity<User> getUser(@PathVariable Long id) {
        // 业务逻辑
    }
    @PostMapping
    public ResponseEntity<User> createUser(@Valid @RequestBody UserDto userDto) {
        // 参数校验与业务处理
    }
}

支持@RequestParam、@RequestBody、@ModelAttribute等注解处理参数。

五、数据访问：多样化的持久化支持

5.1 JDBC模板化操作

JdbcTemplate简化JDBC开发：

@Repository
public class UserRepository {
    @Autowired
    private JdbcTemplate jdbcTemplate;
    public User getUserById(Long id) {
        return jdbcTemplate.queryForObject(
            "SELECT * FROM users WHERE id = ?",
            new BeanPropertyRowMapper<>(User.class),
            id
        );
    }
}

5.2 JPA集成示例

通过@Entity、@Repository等注解实现ORM：

@Entity
@Table(name = "products")
public class Product {
    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
    private Long id;
    // 其他字段...
}
@Repository
public interface ProductRepository extends JpaRepository<Product, Long> {
    List<Product> findByPriceGreaterThan(BigDecimal price);
}

六、最佳实践与性能优化

1. Bean配置优化：

   • 优先使用组件扫描（@ComponentScan）替代XML
   • 合理设置lazy-init减少启动时间

2. AOP性能考量：

   • 避免在高频方法上使用复杂切面
   • 使用@Cacheable优化重复计算

3. 事务边界控制：

   • 避免长事务（考虑最终一致性方案）
   • 合理设置事务超时时间

4. MVC性能调优：

   • 启用压缩（server.compression.enabled=true）
   • 使用静态资源处理（WebMvcConfigurer）

七、典型应用场景

1. 微服务架构：

   • 结合Spring Cloud实现服务发现、配置中心
   • 使用@FeignClient简化服务调用

2. 批处理作业：

   • 通过Spring Batch实现复杂ETL流程
   • 支持分片、重试等企业级特性

3. 响应式编程：

   • Spring WebFlux构建非阻塞Web应用
   • 结合Reactor实现背压控制

通过系统掌握这些核心功能，开发者能够构建出高可用、可维护的Java企业级应用。建议结合具体业务场景，通过单元测试（JUnit 5 + Mockito）和集成测试（Spring TestContext Framework）验证功能实现。