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。

📙不定期分享高并发、高可用、高性能、微服务、分布式、海量数据、性能调优、云原生、项目管理、产品思维、技术选型、架构设计、求职面试、副业思维、个人成长等内容。

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。

优快云

在 Spring 框架中,核心容器是 Spring 的核心组成部分,它负责管理应用程序中的对象,即 Bean。IoC(控制反转)和 DI(依赖注入)是 Spring 容器管理 Bean 的两个核心概念。IoC 实现了对象创建和依赖关系的反转,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。

Bean 生命周期管理

Spring 容器在创建 Bean 的过程中会经历一系列的生命周期事件。这些事件包括:

  • 初始化前:在 Bean 初始化之前,Spring 容器会调用 BeanPostProcessor 接口的 postProcessBeforeInitialization 方法。
  • 初始化:Spring 容器会调用 InitializingBean 接口的 afterPropertiesSet 方法,或者通过 @PostConstruct 注解指定的初始化方法。
  • 依赖注入:Spring 容器会根据配置将依赖注入到 Bean 中。
  • 初始化后:在 Bean 初始化之后,Spring 容器会调用 BeanPostProcessor 接口的 postProcessAfterInitialization 方法。

Bean 作用域

Spring 容器支持多种 Bean 作用域,包括:

  • Singleton:默认作用域,每个 Spring 容器中只有一个 Bean 实例。
  • Prototype:每次请求都会创建一个新的 Bean 实例。
  • Request:每个 HTTP 请求都会创建一个新的 Bean 实例。
  • Session:每个 HTTP 会话都会创建一个新的 Bean 实例。

BeanFactory 和 ApplicationContext

BeanFactory 是 Spring 容器的基础接口,它提供了创建和管理 Bean 的基本功能。ApplicationContextBeanFactory 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。

注解驱动开发

Spring 提供了一系列注解来简化 Bean 的创建和配置,包括:

  • @Component:用于声明一个 Bean。
  • @Service:用于声明一个业务层 Bean。
  • @Repository:用于声明一个数据访问层 Bean。
  • @Autowired:用于自动注入依赖。

Java 配置

Spring 提供了 @Configuration 注解来声明一个配置类,以及 @Bean 注解来定义 Bean。

XML 配置驱动

Spring 也支持使用 XML 文件来配置 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。

在 Spring 框架中,AOP(面向切面编程)是一种编程范式,它允许开发者将横切关注点(如日志记录、事务管理)与业务逻辑分离。下面将深入探讨 AOP 的核心概念。

切面(Aspect)

切面是包含横切关注点的类。在 Spring AOP 中,切面由 @Aspect 注解标记。

连接点(Join Point)

连接点是程序执行过程中的特定点,如方法执行、异常抛出等。在 Spring AOP 中,连接点由 execution 表达式定义。

通知(Advice)

通知是切面中定义的方法,它在连接点处执行。Spring AOP 支持以下类型的通知:

  • @Before:在连接点之前执行。
  • @After:在连接点之后执行。
  • @Around:在连接点前后都执行。
  • @AfterThrowing:在连接点抛出异常后执行。
  • @AfterReturning:在连接点正常返回后执行。

切点(Pointcut)

切点是匹配连接点的表达式。在 Spring AOP 中,切点由 execution 表达式定义。

引入(Introduction)

引入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)

织入是将切面应用到目标对象的过程。Spring AOP 使用代理模式来实现织入。

@AspectJ 注解支持

Spring AOP 支持使用 @AspectJ 注解来定义切面和通知。

在 Spring 框架中,数据访问与集成是另一个重要的方面。下面将探讨 JDBC 抽象、事务管理、ORM 集成和 Spring Data。

JDBC 抽象(JdbcTemplate)

JdbcTemplate 是 Spring 提供的一个 JDBC 抽象层,它简化了 JDBC 编程。

事务管理

Spring 提供了声明式和编程式的事务管理。

  • 声明式事务:使用 @Transactional 注解来声明事务边界。
  • 编程式事务:使用 TransactionTemplatePlatformTransactionManager 来管理事务。

事务传播机制

事务传播机制定义了事务边界如何传播到嵌套事务中。

  • PROPAGATION_REQUIRED:如果当前没有事务,就新建一个事务,如果已经存在一个事务中,加入到这个事务中。
  • PROPAGATION_REQUIRES_NEW:新建事务,如果当前存在事务,把当前事务挂起。

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。

  • READ_UNCOMMITTED:读取未提交的数据。
  • READ_COMMITTED:读取已提交的数据。
  • REPEATABLE_READ:可重复读。
  • SERIALIZABLE:串行化。

DAO 支持

Spring 提供了 JpaRepositoryJpaSpecificationExecutor 等接口来简化数据访问层开发。

ORM 集成

Spring 支持 Hibernate、JPA 和 MyBatis 等 ORM 框架。

Spring Data

Spring Data 提供了一系列数据访问库,如 Spring Data JPA、Spring Data MongoDB 和 Spring Data Redis。

在 Spring 框架中,Web 与 MVC 是用于开发 Web 应用程序的关键组件。下面将探讨 DispatcherServlet、控制器、请求映射、视图解析、数据绑定、返回处理、文件上传、拦截器、异常处理和 Spring WebFlux。

DispatcherServlet

DispatcherServlet 是 Spring MVC 的前端控制器,它负责接收 HTTP 请求并调用相应的处理器。

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)

请求映射用于将 HTTP 请求映射到控制器方法。

视图解析(ViewResolver)

视图解析器用于解析视图名称并返回相应的视图对象。

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

数据绑定用于将请求参数绑定到控制器方法参数。

返回处理(@ResponseBody, ResponseEntity)

返回处理用于返回 JSON 或 XML 响应。

文件上传(MultipartFile)

文件上传用于处理文件上传请求。

拦截器(HandlerInterceptor)

拦截器用于在请求处理过程中拦截请求和响应。

异常处理(@ControllerAdvice, @ExceptionHandler)

异常处理用于处理控制器抛出的异常。

Spring WebFlux

Spring WebFlux 是 Spring 框架的响应式 Web 框架。

在 Spring Boot 框架中,自动配置是核心特性之一。下面将探讨自动配置原理、起步依赖、嵌入式容器、配置文件、Profile 多环境配置、Actuator 和 Spring Boot CLI。

自动配置(Auto-Configuration)

自动配置是 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。

起步依赖(Starter POMs)

起步依赖是 Spring Boot 提供的依赖管理库,它简化了依赖配置。

嵌入式容器(Tomcat, Jetty, Undertow)

Spring Boot 支持使用嵌入式容器来运行应用程序。

配置文件(application.properties / .yml)

配置文件用于配置应用程序的属性。

Profile 多环境配置

Spring Boot 支持使用 Profile 来配置应用程序的多环境。

Actuator(应用监控)

Actuator 是 Spring Boot 提供的应用监控工具。

Spring Boot CLI

Spring Boot CLI 是 Spring Boot 的命令行工具。

在 Spring Cloud 框架中,微服务组件是用于构建分布式系统的关键组件。下面将探讨服务注册与发现、负载均衡、服务调用、熔断器、网关、配置中心、消息总线、链路追踪、分布式事务、安全与认证、监控与管理和其他生态组件。

服务注册与发现

服务注册与发现是微服务架构中的关键组件,它允许服务实例注册到注册中心,并发现其他服务实例。

负载均衡

负载均衡用于将请求分配到多个服务实例。

服务调用

服务调用用于调用其他服务实例。

熔断器

熔断器用于防止系统过载。

网关

网关用于路由请求到相应的服务实例。

配置中心

配置中心用于集中管理应用程序的配置。

消息总线

消息总线用于发布和订阅事件。

链路追踪

链路追踪用于追踪请求在分布式系统中的路径。

分布式事务

分布式事务用于确保分布式系统中的事务一致性。

安全与认证

安全与认证用于保护应用程序。

监控与管理

监控与管理用于监控和管理应用程序。

其他生态组件

其他生态组件包括 Spring Cloud Function、Spring Cloud Kubernetes 和 Spring Cloud Task。

在 Spring Security 框架中,安全是核心特性之一。下面将探讨身份认证、授权、表单登录与注销、OAuth2 协议支持、JWT 和方法级安全。

身份认证(Authentication)

身份认证用于验证用户身份。

授权(Authorization)

授权用于授权用户访问资源。

表单登录与注销

表单登录与注销用于处理用户登录和注销。

OAuth2 协议支持

OAuth2 协议支持用于授权第三方应用程序访问资源。

JWT(JSON Web Token)

JWT 用于在网络上安全地传输信息。

方法级安全(@PreAuthorize)

方法级安全用于在方法级别上实现安全控制。

在 Spring 框架中,设计模式应用是提高代码可维护性和可扩展性的关键。下面将探讨工厂模式、单例模式、代理模式、模板方法、观察者模式和适配器模式。

工厂模式(BeanFactory)

工厂模式用于创建对象实例。

单例模式(Bean作用域)

单例模式用于确保一个类只有一个实例。

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)

模板方法用于定义算法的骨架,并将一些步骤延迟到子类中实现。

观察者模式(ApplicationEvent)

观察者模式用于实现事件监听。

适配器模式(HandlerAdapter)

适配器模式用于适配不同的接口。

在 Spring 框架中,其他关键模块包括 Spring Messaging、Spring Integration、Spring Batch、Spring Session 和 Spring Cache。

Spring Messaging(JMS集成)

Spring Messaging 用于集成 JMS。

Spring Integration(企业集成模式)

Spring Integration 用于实现企业集成模式。

Spring Batch(批处理)

Spring Batch 用于实现批处理。

Spring Session(分布式会话管理)

Spring Session 用于实现分布式会话管理。

Spring Cache(缓存抽象:@Cacheable)

Spring Cache 用于实现缓存抽象。

通过以上对 Spring 框架各个方面的深入探讨,我们可以更好地理解 Spring 框架的底层技术实现细节,从而在实际开发中更好地应用 Spring 框架。

优快云

博主分享

📥博主的人生感悟和目标

Java程序员廖志伟

📙经过多年在优快云创作上千篇文章的经验积累,我已经拥有了不错的写作技巧。同时,我还与清华大学出版社签下了四本书籍的合约,并将陆续出版。

面试备战资料

八股文备战
场景描述链接
时间充裕(25万字)Java知识点大全(高频面试题)Java知识点大全
时间紧急(15万字)Java高级开发高频面试题Java高级开发高频面试题

理论知识专题(图文并茂,字数过万)

技术栈链接
RocketMQRocketMQ详解
KafkaKafka详解
RabbitMQRabbitMQ详解
MongoDBMongoDB详解
ElasticSearchElasticSearch详解
ZookeeperZookeeper详解
RedisRedis详解
MySQLMySQL详解
JVMJVM详解

集群部署(图文并茂,字数过万)

技术栈部署架构链接
MySQL使用Docker-Compose部署MySQL一主二从半同步复制高可用MHA集群Docker-Compose部署教程
Redis三主三从集群(三种方式部署/18个节点的Redis Cluster模式)三种部署方式教程
RocketMQDLedger高可用集群(9节点)部署指南
Nacos+Nginx集群+负载均衡(9节点)Docker部署方案
Kubernetes容器编排安装最全安装教程

开源项目分享

项目名称链接地址
高并发红包雨项目https://gitee.com/java_wxid/red-packet-rain
微服务技术集成demo项目https://gitee.com/java_wxid/java_wxid

管理经验

【公司管理与研发流程优化】针对研发流程、需求管理、沟通协作、文档建设、绩效考核等问题的综合解决方案:https://download.youkuaiyun.com/download/java_wxid/91148718

希望各位读者朋友能够多多支持!

现在时代变了,信息爆炸,酒香也怕巷子深,博主真的需要大家的帮助才能在这片海洋中继续发光发热,所以,赶紧动动你的小手,点波关注❤️,点波赞👍,点波收藏⭐,甚至点波评论✍️,都是对博主最好的支持和鼓励!

🔔如果您需要转载或者搬运这篇文章的话,非常欢迎您私信我哦~

评论
成就一亿技术人!
拼手气红包6.0元
还能输入1000个字符
 
红包 添加红包
表情包 插入表情
 条评论被折叠 查看
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值