Spring核心框架完全指南 – 基础知识全解析

Spring核心框架完全指南 – 基础知识全解析(2025版)

本指南基于2025年最新资源,聚焦Spring框架的核心概念,提供从入门到中级的全面解析。Spring框架是Java企业级开发的基石,已演进至6.x版本,支持Java 17+和Jakarta EE 9+。指南分为多个模块,结合代码示例、表格和关键点,帮助开发者快速掌握基础知识。内容来源于官方文档和权威教程,确保准确性和时效性。

一、Spring框架概述

Spring框架是一个开源的Java平台,提供全面的编程和配置模型,用于构建现代企业级应用。它简化了Java EE的复杂性,通过模块化设计支持任何部署环境(如云原生、服务器)。

关键优势

  • 简化开发:处理基础设施(如事务、数据访问),让开发者专注业务逻辑。
  • 模块化:核心模块可独立使用,生态包括Spring Boot、Cloud等。
  • 非侵入式:业务代码不强依赖Spring API,便于迁移。
  • 2025年现状:Spring 6.x为主,支持GraalVM Native Image、AOT编译,提升性能和启动速度。Java 17是基线,Jakarta EE迁移完成(javax → jakarta)。

Spring vs Spring Boot

  • Spring Framework:提供核心功能(如DI、AOP),但需手动配置。
  • Spring Boot:扩展Spring,提供自动配置、内嵌服务器和Starter依赖,适合快速开发。

示例:一个简单Spring Boot应用启动类:

@SpringBootApplication
public class MyApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(MyApplication.class, args);
    }
}

二、核心概念:IoC(控制反转)和DI(依赖注入)

IoC是Spring的核心思想,将对象创建和管理的控制权从代码转移到容器。DI是IoC的具体实现,通过外部注入依赖,实现松耦合和易测试。

IoC容器

  • BeanFactory:基础容器,轻量级,按需加载(懒加载)。
  • ApplicationContext:高级容器,支持事件、国际化,按启动加载(预加载)。常用实现:ClassPathXmlApplicationContext、AnnotationConfigApplicationContext。

DI类型

类型描述示例(使用@Autowired)优缺点
构造函数注入通过构造函数注入,必选依赖,推荐使用。@Autowired public Car(Engine engine) {}不可变、易测试;需无参构造备用。
Setter注入通过setter方法注入,可选依赖。@Autowired public void setEngine(Engine engine) {}灵活;可能导致不完整对象。
字段注入直接注入字段,简单但不推荐。@Autowired private Engine engine;简洁;难测试,不支持final字段。

代码示例(构造函数DI):

@Component
public class Engine { /* ... */ }

@Component
public class Car {
    private final Engine engine;
    @Autowired
    public Car(Engine engine) {
        this.engine = engine;
    }
}

三、Spring Beans:定义、管理与生命周期

Bean是Spring IoC容器管理的对象,代表应用的核心组件。

Bean定义

  • 内部表示:BeanDefinition对象,包含类名、作用域、依赖等元数据。
  • 配置方式
  • XML:<bean id="car" class="com.example.Car"/>
  • 注解:@Component@Service@Repository@Controller
  • JavaConfig:@Configuration类中用@Bean定义。

Bean作用域

作用域描述使用场景
singleton (默认)容器中唯一实例,共享。无状态服务层。
prototype每次请求新实例。有状态对象,如用户会话。
request每个HTTP请求新实例。Web应用请求数据。
session每个HTTP会话新实例。用户会话数据。
application整个ServletContext唯一。全局配置。

注解示例:@Scope("prototype")

Bean生命周期

  1. 实例化:创建对象(反射或工厂方法)。
  2. 属性填充:注入依赖。
  3. 初始化:调用@PostConstruct、InitializingBean.afterPropertiesSet()、init-method。
  4. 使用:业务逻辑。
  5. 销毁:调用@PreDestroy、DisposableBean.destroy()、destroy-method。

示例(生命周期回调):

@Component
public class MyBean {
    @PostConstruct
    public void init() { System.out.println("Initialized"); }
    @PreDestroy
    public void cleanup() { System.out.println("Destroyed"); }
}

高级特性

  • 懒加载@Lazy或lazy-init=true,延迟初始化。
  • 自动装配:@Autowired,按类型/名称注入。
  • 循环依赖解决:通过三级缓存(singletonObjects、earlySingletonObjects、singletonFactories)处理setter注入循环。

四、AOP(面向切面编程)

AOP处理横切关注点(如日志、事务),不影响业务代码。

核心概念

  • Aspect:模块化关注点(如日志方面)。
  • Join Point:应用执行点(如方法调用)。
  • Advice:在Join Point执行的动作(Before、After、Around、AfterReturning、AfterThrowing)。
  • Pointcut:匹配Join Point的表达式。
  • Weaving:将Advice应用到目标对象。

代理机制

  • JDK动态代理:基于接口。
  • CGLIB:基于类(默认在无接口时)。

配置方式

  • 注解式:@Aspect、@Before等。
  • XML/Schema:aop:config。

示例(日志AOP):

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

Spring AOP与AspectJ集成,支持更强大功能。

五、核心模块与扩展

Spring核心容器(spring-core、beans、context)是基础,其他模块构建其上:

  • Data Access:spring-jdbc、orm、tx(事务)。
  • Web:spring-webmvc、webflux(响应式)。
  • Integration:事件处理、SpEL(Spring表达式语言,用于动态值如#{systemProperties['user.name']})。
  • Test:spring-test。

事件处理示例:发布ApplicationEvent,监听@EventListener。

六、2025年更新与最佳实践

Spring 6.x重点:Java 17+支持、Jakarta EE 9迁移、AOT(提前编译)增强GraalVM Native性能、响应式编程优化。推荐使用Spring Boot 3.x启动项目。

最佳实践

  • 优先构造函数DI。
  • 使用注解配置,避免XML。
  • 确保Bean线程安全(无状态singleton)。
  • 监控循环依赖和事务失效。
  • 集成测试用@SpringBootTest。

学习路线:从Spring Boot入门,再深究核心原理。项目实践是关键!

如果需要特定模块源码解析或示例代码,随时补充!

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