Spring框架核心技术解析

📕我是廖志伟,一名Java开发工程师、《Java项目实战——深入理解大型互联网企业通用技术》(基础篇)(进阶篇)、(架构篇)、《解密程序员的思维密码——沟通、演讲、思考的实践》作者、清华大学出版社签约作家、Java领域优质创作者、优快云博客专家、阿里云专家博主、51CTO专家博主、产品软文专业写手、技术文章评审老师、技术类问卷调查设计师、幕后大佬社区创始人、开源项目贡献者。

📘拥有多年一线研发和团队管理经验,研究过主流框架的底层源码(Spring、SpringBoot、SpringMVC、SpringCloud、Mybatis、Dubbo、Zookeeper),消息中间件底层架构原理(RabbitMQ、RocketMQ、Kafka)、Redis缓存、MySQL关系型数据库、 ElasticSearch全文搜索、MongoDB非关系型数据库、Apache ShardingSphere分库分表读写分离、设计模式、领域驱动DDD、Kubernetes容器编排等。

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Java程序员廖志伟

💡在这个美好的时刻,笔者不再啰嗦废话,现在毫不拖延地进入文章所要讨论的主题。接下来,我将为大家呈现正文内容。

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在Spring框架中,核心容器是其最基础的部分,它负责管理应用程序中的对象,即Bean。Spring容器通过IoC(控制反转)和DI(依赖注入)技术,实现了对Bean的创建、配置和管理。

IoC与DI

IoC是一种设计模式,它将对象的创建和依赖关系的配置从代码中分离出来,交由外部容器管理。在Spring中,IoC容器负责实例化Bean,并设置其依赖关系。这种模式使得对象之间的耦合度降低,提高了代码的可维护性和可测试性。

DI是IoC的一种实现方式,它通过注入的方式将依赖关系传递给对象。Spring提供了多种DI方式,包括构造器注入、设值注入和字段注入。

Bean生命周期管理

Spring容器负责管理Bean的生命周期,包括创建、初始化、使用和销毁。Spring提供了多种初始化和销毁方法,如init-methoddestroy-method,以及@PostConstruct@PreDestroy注解。

Bean作用域

Spring支持多种Bean作用域,包括单例(Singleton)、原型(Prototype)、请求(Request)和会话(Session)。单例作用域表示每个Spring容器中只有一个Bean实例,而原型作用域表示每次请求都会创建一个新的Bean实例。

BeanFactory与ApplicationContext

BeanFactory是Spring容器的基础接口,它负责实例化Bean并提供依赖注入。ApplicationContext是BeanFactory的子接口,它提供了更多的功能,如国际化支持、事件发布等。

注解驱动开发

Spring提供了丰富的注解,如@Component@Service@Repository@Autowired,用于简化Bean的创建和依赖注入。

Java配置

Spring允许使用Java代码来配置Bean,通过@Configuration注解标记配置类,并使用@Bean注解定义Bean。

XML配置驱动

Spring也支持使用XML文件来配置Bean,通过<bean>标签定义Bean。

SpEL(Spring表达式语言)

SpEL是Spring提供的一种表达式语言,它可以用于在配置文件或代码中动态地访问和操作对象。

Spring AOP

Spring AOP是Spring框架提供的一种面向切面编程(AOP)的实现。AOP允许将横切关注点(如日志记录、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测试性。

切面(Aspect)

切面是AOP中的一个概念,它定义了横切关注点的实现。Spring提供了@Aspect注解来定义切面。

连接点(Join Point)

连接点是AOP中的一个概念,它表示程序执行过程中的特定点,如方法执行、异常抛出等。

通知(Advice)

通知是AOP中的一个概念,它表示对连接点的操作,如@Before@After@Around@AfterThrowing@AfterReturning

切点(Pointcut)

切点是AOP中的一个概念,它定义了通知应该应用的连接点。

引入(Introduction)

引入是AOP中的一个概念,它允许在运行时动态地向目标对象添加新的方法和属性。

织入(Weaving)

织入是AOP中的一个概念,它表示将通知应用到目标对象的过程。

@AspectJ注解支持

Spring提供了对@AspectJ注解的支持,使得使用@AspectJ注解定义切面更加方便。

Spring数据访问与集成

Spring提供了对各种数据访问技术的支持,包括JDBC、Hibernate、JPA和MyBatis。

JDBC抽象(JdbcTemplate)

Spring的JdbcTemplate是一个JDBC抽象层,它简化了JDBC编程。

事务管理

Spring提供了声明式事务管理和编程式事务管理。

事务传播机制

事务传播机制定义了事务在多个方法调用之间的关系。

事务隔离级别

事务隔离级别定义了事务并发执行时的隔离程度。

DAO支持

Spring提供了对DAO(数据访问对象)的支持。

ORM集成

Spring支持多种ORM框架,如Hibernate、JPA和MyBatis。

Spring Data

Spring Data提供了一组数据访问抽象,包括JPA、MongoDB和Redis等。

Spring Web与MVC

Spring Web是Spring框架的一部分,它提供了对Web应用程序的支持。

DispatcherServlet

DispatcherServlet是Spring Web MVC的前端控制器,它负责处理HTTP请求。

控制器(@Controller, @RestController)

控制器负责处理HTTP请求并返回响应。

请求映射(@RequestMapping, @GetMapping, @PostMapping)

请求映射定义了控制器方法与HTTP请求之间的映射关系。

视图解析(ViewResolver)

视图解析器负责将控制器返回的逻辑视图名解析为实际的视图。

数据绑定(@RequestParam, @PathVariable, @RequestBody)

数据绑定将HTTP请求参数绑定到控制器方法的参数。

返回处理(@ResponseBody, ResponseEntity)

返回处理定义了控制器方法返回的数据格式。

文件上传(MultipartFile)

文件上传处理文件上传请求。

拦截器(HandlerInterceptor)

拦截器在请求处理过程中执行特定的操作。

异常处理(@ControllerAdvice, @ExceptionHandler)

异常处理处理控制器方法抛出的异常。

Spring WebFlux

Spring WebFlux是Spring框架的响应式Web框架。

Spring Boot核心特性

Spring Boot简化了Spring应用程序的创建和配置。

自动配置(Auto-Configuration)

自动配置是Spring Boot的核心特性之一,它根据类路径下添加的jar依赖自动配置Bean。

起步依赖(Starter POMs)

起步依赖是Spring Boot提供的依赖管理工具,它简化了依赖的添加。

嵌入式容器(Tomcat, Jetty, Undertow)

嵌入式容器是Spring Boot提供的内置Web服务器。

配置文件(application.properties / .yml)

配置文件用于配置Spring Boot应用程序。

Profile多环境配置

Profile多环境配置允许根据不同的环境配置应用程序。

Actuator(应用监控)

Actuator是Spring Boot提供的一种应用监控工具。

Spring Boot CLI

Spring Boot CLI是Spring Boot提供的命令行工具。

Spring Cloud微服务组件

Spring Cloud是一组Spring框架的扩展,它提供了构建微服务架构所需的工具。

服务注册与发现(Eureka, Nacos)

服务注册与发现允许服务实例注册和发现其他服务实例。

负载均衡(Ribbon, LoadBalancer)

负载均衡将请求分发到不同的服务实例。

服务调用(OpenFeign)

服务调用允许服务之间进行调用。

熔断器(Hystrix, Resilience4j)

熔断器防止服务雪崩。

网关(Zuul, Spring Cloud Gateway)

网关负责路由和过滤请求。

配置中心(Config Server, Nacos Config)

配置中心允许集中管理应用程序配置。

消息总线(Bus)

消息总线允许应用程序之间进行消息传递。

链路追踪(Sleuth + Zipkin)

链路追踪允许跟踪请求在分布式系统中的路径。

分布式事务(Seata)

分布式事务确保分布式系统中的事务一致性。

Spring Security安全

Spring Security是Spring框架提供的一种安全框架。

身份认证(Authentication)

身份认证验证用户身份。

授权(Authorization)

授权确定用户是否有权限执行特定操作。

表单登录与注销

表单登录与注销允许用户登录和注销。

OAuth2协议支持

OAuth2协议支持第三方认证。

JWT(JSON Web Token)

JWT是一种用于身份认证的令牌。

方法级安全(@PreAuthorize)

方法级安全允许在方法级别上定义安全规则。

CSRF防护

CSRF防护防止跨站请求伪造攻击。

Spring设计模式应用

Spring框架在实现其功能时,应用了多种设计模式,如工厂模式、单例模式、代理模式、模板方法模式和观察者模式。

工厂模式(BeanFactory)

工厂模式用于创建和管理Bean。

单例模式(Bean作用域)

单例模式确保每个Bean只有一个实例。

代理模式(AOP动态代理)

代理模式用于动态创建代理对象。

模板方法(JdbcTemplate, RestTemplate)

模板方法定义了算法的骨架,将算法的实现延迟到子类。

观察者模式(ApplicationEvent)

观察者模式允许对象在状态发生变化时通知其他对象。

适配器模式(HandlerAdapter)

适配器模式允许将不同的接口转换为统一的接口。

其他关键模块

Spring框架还包括其他关键模块,如Spring Messaging、Spring Integration、Spring Batch、Spring Session和Spring Cache。

Spring Messaging(JMS集成)

Spring Messaging提供了对JMS(Java消息服务)的支持。

Spring Integration(企业集成模式)

Spring Integration提供了一种企业集成模式,它允许将不同的系统集成在一起。

Spring Batch(批处理)

Spring Batch提供了一种批处理解决方案。

Spring Session(分布式会话管理)

Spring Session提供了一种分布式会话管理解决方案。

Spring Cache(缓存抽象:@Cacheable)

Spring Cache提供了一种缓存抽象,它允许将数据缓存起来以提高性能。

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内容概要:本文设计了一种基于PLC的全自动洗衣机控制系统内容概要:本文设计了一种,采用三菱FX基于PLC的全自动洗衣机控制系统,采用3U-32MT型PLC作为三菱FX3U核心控制器,替代传统继-32MT电器控制方式,提升了型PLC作为系统的稳定性与自动化核心控制器,替代水平。系统具备传统继电器控制方式高/低水,实现洗衣机工作位选择、柔和过程的自动化控制/标准洗衣模式切换。系统具备高、暂停加衣、低水位选择、手动脱水及和柔和、标准两种蜂鸣提示等功能洗衣模式,支持,通过GX Works2软件编写梯形图程序,实现进洗衣过程中暂停添加水、洗涤、排水衣物,并增加了手动脱水功能和、脱水等工序蜂鸣器提示的自动循环控制功能,提升了使用的,并引入MCGS组便捷性与灵活性态软件实现人机交互界面监控。控制系统通过GX。硬件设计包括 Works2软件进行主电路、PLC接梯形图编程线与关键元,完成了启动、进水器件选型,软件、正反转洗涤部分完成I/O分配、排水、脱、逻辑流程规划水等工序的逻辑及各功能模块梯设计,并实现了大形图编程。循环与小循环的嵌; 适合人群:自动化套控制流程。此外、电气工程及相关,还利用MCGS组态软件构建专业本科学生,具备PL了人机交互C基础知识和梯界面,实现对洗衣机形图编程能力的运行状态的监控与操作。整体设计涵盖了初级工程技术人员。硬件选型、; 使用场景及目标:I/O分配、电路接线、程序逻辑设计及组①掌握PLC在态监控等多个方面家电自动化控制中的应用方法;②学习,体现了PLC在工业自动化控制中的高效全自动洗衣机控制系统的性与可靠性。;软硬件设计流程 适合人群:电气;③实践工程、自动化及相关MCGS组态软件与PLC的专业的本科生、初级通信与联调工程技术人员以及从事;④完成PLC控制系统开发毕业设计或工业的学习者;具备控制类项目开发参考一定PLC基础知识。; 阅读和梯形图建议:建议结合三菱编程能力的人员GX Works2仿真更为适宜。; 使用场景及目标:①应用于环境与MCGS组态平台进行程序高校毕业设计或调试与运行验证课程项目,帮助学生掌握PLC控制系统的设计,重点关注I/O分配逻辑、梯形图与实现方法;②为工业自动化领域互锁机制及循环控制结构的设计中类似家电控制系统的开发提供参考方案;③思路,深入理解PL通过实际案例理解C在实际工程项目PLC在电机中的应用全过程。控制、时间循环、互锁保护、手动干预等方面的应用逻辑。; 阅读建议:建议结合三菱GX Works2编程软件和MCGS组态软件同步实践,重点理解梯形图程序中各环节的时序逻辑与互锁机制,关注I/O分配与硬件接线的对应关系,并尝试在仿真环境中调试程序以加深对全自动洗衣机控制流程的理解。
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