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。Bean 是 Spring 容器管理的对象,它们被创建、配置和销毁。Spring 容器主要有两种类型:BeanFactory 和 ApplicationContext。

BeanFactory 是 Spring 容器的基础形式,它提供了基本的依赖注入功能。它通过配置文件或编程方式来配置 Bean。BeanFactory 在启动时不会创建 Bean,而是在需要时才创建。

ApplicationContext 是 BeanFactory 的子接口,它提供了更多高级功能,如事件发布、国际化支持等。ApplicationContext 在启动时会预实例化所有单例 Bean,因此它比 BeanFactory 更快。

在 Spring 中,控制反转(IoC)和依赖注入(DI)是两个核心概念。IoC 是指将对象的创建和依赖关系的配置从代码中分离出来,由 Spring 容器来管理。DI 是 IoC 的实现方式,它允许对象通过构造函数、设值方法或接口注入依赖。

Spring 的 Bean 生命周期管理包括以下几个阶段:Bean 创建、初始化、依赖注入、使用和销毁。Spring 提供了多种方式来初始化 Bean,如使用初始化方法、使用注解或使用 XML 配置。

Bean 作用域定义了 Bean 的生命周期和共享方式。Spring 支持多种作用域,包括单例(Singleton)、原型(Prototype)、请求(Request)和会话(Session)。

在 Spring 中,注解驱动开发是一种简化配置的方式。通过使用 @Component、@Service、@Repository 和 @Autowired 等注解,可以自动扫描和注册 Bean。

Java 配置是另一种配置方式,它允许使用 @Configuration 注解来定义配置类,并使用 @Bean 注解来创建和注册 Bean。

XML 配置驱动是 Spring 的传统配置方式,通过 XML 文件来配置 Bean 和依赖关系。

SpEL(Spring 表达式语言)是 Spring 提供的一种表达式语言,它可以用来在运行时动态地访问和操作对象。

在 Spring AOP 中,面向切面编程(AOP)是一种编程范式,它允许将横切关注点(如日志记录、事务管理等)与业务逻辑分离。AOP 通过切面(Aspect)来实现横切关注点的抽象。

切面(Aspect)是包含横切关注点的类,它定义了通知(Advice)和切点(Pointcut)。通知是切面在特定时机执行的代码,而切点定义了通知执行的时机。

连接点(Join Point)是程序执行过程中的特定点,如方法执行、字段访问等。切点用于匹配连接点。

通知(Advice)是切面在连接点执行的代码,包括前置通知(@Before)、后置通知(@After)、环绕通知(@Around)、抛出异常通知(@AfterThrowing)和返回通知(@AfterReturning)。

在 Spring 数据访问与集成中,JDBC 抽象(JdbcTemplate)提供了对 JDBC 操作的简化封装,使得数据库操作更加方便。

事务管理是 Spring 数据访问与集成的重要功能,它提供了声明式事务和编程式事务两种方式。声明式事务使用 @Transactional 注解来管理事务,而编程式事务则需要手动控制事务的开始、提交和回滚。

事务传播机制定义了事务的边界,包括 REQUIRED、REQUIRES_NEW、NESTED、MANDATORY、SUPPORTS 和 NOT_SUPPORTED。

在 Spring Web 与 MVC 中,DispatcherServlet 是 Spring MVC 的前端控制器,它负责处理所有进入应用程序的 HTTP 请求。

控制器(@Controller 或 @RestController)是处理 HTTP 请求的组件,它使用注解来映射请求和处理请求。

请求映射(@RequestMapping、@GetMapping、@PostMapping)用于将 HTTP 请求映射到控制器方法。

视图解析(ViewResolver)用于解析逻辑视图名并返回相应的视图。

数据绑定(@RequestParam、@PathVariable、@RequestBody)用于将请求参数绑定到控制器方法的参数。

返回处理(@ResponseBody、ResponseEntity)用于返回 JSON 或其他格式的响应。

文件上传(MultipartFile)用于处理文件上传请求。

拦截器(HandlerInterceptor)用于在请求处理过程中拦截请求和响应。

异常处理(@ControllerAdvice、@ExceptionHandler)用于处理控制器抛出的异常。

Spring WebFlux 是 Spring MVC 的响应式编程版本,它使用非阻塞的 Reactor 流式 API 来处理 HTTP 请求。

在 Spring Boot 核心中,自动配置(Auto-Configuration)是 Spring Boot 的核心特性之一。它允许 Spring Boot 自动配置应用程序所需的 Bean 和依赖关系。

起步依赖(Starter POMs)是 Spring Boot 提供的依赖管理工具,它简化了依赖关系的配置。

嵌入式容器(如 Tomcat、Jetty、Undertow)允许 Spring Boot 应用程序以独立的可执行 JAR 文件的形式运行。

配置文件(application.properties / .yml)用于配置应用程序的属性。

Profile 多环境配置允许应用程序根据不同的环境(如开发、测试、生产)使用不同的配置。

Actuator 是 Spring Boot 提供的应用程序监控和管理工具。

Spring Boot CLI 是 Spring Boot 的命令行工具,它允许使用命令行来启动和运行 Spring Boot 应用程序。

在 Spring Cloud 微服务组件中,服务注册与发现(如 Eureka、Nacos、Consul、Zookeeper)允许服务实例注册和发现其他服务实例。

负载均衡(如 Ribbon、LoadBalancer)用于将请求分发到多个服务实例。

服务调用(如 OpenFeign、RestTemplate)允许服务实例调用其他服务实例。

熔断器(如 Hystrix、Resilience4j、Sentinel)用于防止系统过载和故障传播。

网关(如 Zuul、Spring Cloud Gateway)用于路由和过滤进入微服务架构的请求。

配置中心(如 Config Server、Nacos Config)用于集中管理应用程序的配置。

消息总线(Bus)用于在分布式系统中传递事件。

链路追踪(如 Sleuth + Zipkin、SkyWalking)用于追踪分布式系统的请求路径。

分布式事务(如 Seata)用于跨多个服务的事务管理。

在 Spring Security 安全中,身份认证(Authentication)和授权(Authorization)是两个核心概念。

表单登录与注销、OAuth2 协议支持、JWT(JSON Web Token)是 Spring Security 提供的身份认证和授权机制。

方法级安全(@PreAuthorize)允许在方法级别上定义安全约束。

CSRF 防护是 Spring Security 提供的一种防止跨站请求伪造的机制。

在 Spring 设计模式应用中,工厂模式(BeanFactory)用于创建对象实例。

单例模式(Bean 作用域)确保每个类只有一个实例。

代理模式(AOP 动态代理)用于动态创建代理对象。

模板方法(JdbcTemplate、RestTemplate)用于简化模板化操作。

观察者模式(ApplicationEvent)用于监听事件。

适配器模式(HandlerAdapter)用于适配不同的请求处理器。

在 Spring Messaging 中,JMS 集成允许应用程序使用 Java 消息服务。

Spring Integration 提供了一种企业集成模式,用于集成不同的系统和组件。

Spring Batch 提供了一种批处理解决方案。

Spring Session 提供了一种分布式会话管理解决方案。

Spring Cache 提供了一种缓存抽象,用于简化缓存操作。

在 Spring Cloud 中,服务注册与发现(如 Eureka、Nacos、Consul、Zookeeper)允许服务实例注册和发现其他服务实例。

负载均衡(如 Ribbon、LoadBalancer)用于将请求分发到多个服务实例。

服务调用(如 OpenFeign、RestTemplate)允许服务实例调用其他服务实例。

熔断器(如 Hystrix、Resilience4j、Sentinel)用于防止系统过载和故障传播。

网关(如 Zuul、Spring Cloud Gateway)用于路由和过滤进入微服务架构的请求。

配置中心(如 Config Server、Nacos Config)用于集中管理应用程序的配置。

消息总线(Bus)用于在分布式系统中传递事件。

链路追踪(如 Sleuth + Zipkin、SkyWalking)用于追踪分布式系统的请求路径。

分布式事务(如 Seata)用于跨多个服务的事务管理。

在 Spring Security 安全中,身份认证(Authentication)和授权(Authorization)是两个核心概念。

表单登录与注销、OAuth2 协议支持、JWT(JSON Web Token)是 Spring Security 提供的身份认证和授权机制。

方法级安全(@PreAuthorize)允许在方法级别上定义安全约束。

CSRF 防护是 Spring Security 提供的一种防止跨站请求伪造的机制。

在 Spring 设计模式应用中,工厂模式(BeanFactory)用于创建对象实例。

单例模式(Bean 作用域)确保每个类只有一个实例。

代理模式(AOP 动态代理)用于动态创建代理对象。

模板方法(JdbcTemplate、RestTemplate)用于简化模板化操作。

观察者模式(ApplicationEvent)用于监听事件。

适配器模式(HandlerAdapter)用于适配不同的请求处理器。

在 Spring Messaging 中,JMS 集成允许应用程序使用 Java 消息服务。

Spring Integration 提供了一种企业集成模式,用于集成不同的系统和组件。

Spring Batch 提供了一种批处理解决方案。

Spring Session 提供了一种分布式会话管理解决方案。

Spring Cache 提供了一种缓存抽象,用于简化缓存操作。

在 Spring Cloud 中,服务注册与发现(如 Eureka、Nacos、Consul、Zookeeper)允许服务实例注册和发现其他服务实例。

负载均衡(如 Ribbon、LoadBalancer)用于将请求分发到多个服务实例。

服务调用(如 OpenFeign、RestTemplate)允许服务实例调用其他服务实例。

熔断器(如 Hystrix、Resilience4j、Sentinel)用于防止系统过载和故障传播。

网关(如 Zuul、Spring Cloud Gateway)用于路由和过滤进入微服务架构的请求。

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分布式事务(如 Seata)用于跨多个服务的事务管理。

在 Spring Security 安全中,身份认证(Authentication)和授权(Authorization)是两个核心概念。

表单登录与注销、OAuth2 协议支持、JWT(JSON Web Token)是 Spring Security 提供的身份认证和授权机制。

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在 Spring 设计模式应用中,工厂模式(BeanFactory)用于创建对象实例。

单例模式(Bean 作用域)确保每个类只有一个实例。

代理模式(AOP 动态代理)用于动态创建代理对象。

模板方法(JdbcTemplate、RestTemplate)用于简化模板化操作。

观察者模式(ApplicationEvent)用于监听事件。

适配器模式(HandlerAdapter)用于适配不同的请求处理器。

在 Spring Messaging 中,JMS 集成允许应用程序使用 Java 消息服务。

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单例模式(Bean 作用域)确保每个类只有一个实例。

代理模式(AOP 动态代理)用于动态创建代理对象。

模板方法(JdbcTemplate、RestTemplate)用于简化模板化操作。

观察者模式(ApplicationEvent)用于监听事件。

适配器模式(HandlerAdapter)用于适配不同的请求处理器。

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