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Spring中的IOC及AOP概述

article 2025/4/2 21:13:28

前言

Spring 框架的两大核心设计思想是 IOC（控制反转）和 AOP（面向切面编程）。
它们共同解决了代码耦合度高、重复逻辑冗余等问题。

IOC（控制反转）

1.核心概念

控制反转（Inversion of Control）：将对象的创建、生命周期管理和依赖关系的控制权从应用程序代码转移给外部容器（如 Spring的IOC容器）。
依赖注入（Dependency Injection, DI）：IOC 的具体实现方式，容器通过构造函数、Setter 方法或字段反射等方式，自动将依赖对象注入到目标对象中。

2.解决的问题

传统开发的问题：对象直接通过 new 创建依赖，导致代码高度耦合（如 Service 直接依赖 Dao 的具体实现）。
IOC 的优势：
- 解耦：对象依赖由容器管理，开发者无需手动处理。
- 灵活配置：通过配置文件或注解动态替换实现类（如切换数据库驱动）。
- 资源复用：Spring 容器默认以单例模式管理 Bean，减少资源消耗。

3.实现方式

XML 配置：通过 <bean标签定义 Bean 及其依赖。
注解驱动：如 @Component、@Autowired、@Service 等，简化配置。
Java Config：使用 @Configuration 和 @Bean 以编程方式定义 Bean。

4.核心容器

BeanFactory：基础容器，提供 Bean 的实例化和依赖注入。
ApplicationContext：扩展了 BeanFactory，支持国际化、事件传播、AOP 等高级功能。

AOP（面向切面编程）

1.核心概念

横切关注点（Cross-Cutting Concerns）：散布在多个模块中的公共逻辑（如日志、事务、权限校验）。
AOP 的目标：将这些横切逻辑从业务代码中剥离，通过动态代理技术织入目标方法，实现代码复用和解耦。

2.关键术语

切面（Aspect）：封装横切逻辑的类（如日志切面）。
连接点（JoinPoint）：程序执行中的特定位置（如方法调用、异常抛出）。
切点（Pointcut）：通过表达式匹配需要增强的连接点（如 execution( com.example.service…*(…))）。
通知（Advice）：
- 前置通知（Before）：在目标方法执行前执行。
- 后置通知（After）：在目标方法执行后执行（无论是否异常）。
- 返回通知（AfterReturning）：在目标方法正常返回后执行。
- 异常通知（AfterThrowing）：在目标方法抛出异常后执行。
- 环绕通知（Around）：包裹目标方法，可控制其执行过程。

3.实现原理

JDK 动态代理：基于接口代理，要求目标类实现接口。
CGLIB 动态代理：通过生成目标类的子类实现代理，适用于无接口的类。
织入（Weaving）：将切面逻辑与目标类结合的时机，支持编译期、类加载期和运行期织入。

4.应用场景

日志记录：统一记录方法入参、出参和执行时间。
事务管理：通过 @Transactional 注解实现声明式事务。
权限校验：在方法执行前检查用户权限。
接口限流与幂等：防止重复提交或高并发场景下的资源争抢。

IOC和AOP的协同

IOC 提供基础设施：Spring 容器管理 Bean 的创建和依赖，为 AOP 提供代理对象的生成环境。
AOP 增强 Bean：通过动态代理技术，对容器管理的 Bean 进行功能扩展，实现非侵入式的逻辑增强。

代码示例

传统代码（高耦合）
当修改了实现类的名称时，所有代码中new该对象的地方都要修改，不易于维护

public class UserService {
	/**
	 * 当实现类的名称修改时，如UserDaoImpl --> UserDaoImpl-01
	 * 则所有代码中的 new UserDaoImpl() 都要修改为 new UserDaoImpl-01() 
	 * 不易维护，代码耦合度过高
	 **/
    private UserDao userDao = new UserDaoImpl();
    public void saveUser() {
        userDao.save();
    }
}

IOC+AOP优化后

// 1. 通过 IOC 解耦
@Service
public class UserService {
    @Autowired
    private UserDao userDao; // 依赖接口，具体实现由容器注入
    public void saveUser() {
        userDao.save();
    }
}

// 2. 通过 AOP 添加日志
@Aspect
@Component
public class LogAspect {
    @Before("execution(* com.example.service.*.*(..))")
    public void logBefore(JoinPoint joinPoint) {
        System.out.println("方法执行: " + joinPoint.getSignature().getName());
    }
}