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。

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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 Spring 的基础,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 核心的两个概念,它们改变了对象创建和依赖管理的传统方式。

IoC 与 DI 的核心概念

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(如 Spring 容器)来管理。在 IoC 中,对象被创建并配置好依赖关系后,由容器负责将它们注入到需要的地方。

DI 是 IoC 的实现方式,它通过构造函数注入、设值注入和接口注入三种方式将依赖注入到对象中。

Bean 生命周期管理

Spring 容器负责管理 Bean 的整个生命周期,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)等。单例作用域表示每个 Bean 在容器中只有一个实例,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 容器的一个基础接口,它负责实例化、配置和组装 Bean。ApplicationContext 是 BeanFactory 的子接口,它提供了更多高级功能,如国际化支持、事件发布和资源加载。

注解驱动开发

Spring 提供了一系列注解,如 @Component@Service@Repository@Autowired,用于简化 Bean 的创建和依赖注入。

Java 配置与 XML 配置

Spring 支持两种配置方式:Java 配置和 XML 配置。Java 配置使用 @Configuration@Bean 注解来定义 Bean,而 XML 配置则使用 XML 文件来配置 Bean。

SpEL(Spring 表达式语言)

SpEL 是一种强大的表达式语言,它可以用于在运行时动态地访问和操作对象属性、方法、集合等。

Spring AOP(面向切面编程)

Spring AOP 允许开发者将横切关注点(如日志记录、事务管理等)与业务逻辑分离,通过切面(Aspect)和通知(Advice)来实现。

切面(Aspect)

切面是包含通知和切点的类,它定义了横切关注点的实现。

连接点(Join Point)

连接点是指程序执行过程中的特定点,如方法执行、异常抛出等。

通知(Advice)

通知是切面中定义的操作,它可以在连接点之前、之后、周围或抛出异常时执行。

切点(Pointcut)

切点是匹配连接点的表达式,它定义了通知应该应用的连接点。

引入(Introduction)

引入允许开发者向现有类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。

@AspectJ 注解支持

@AspectJ 是 Spring AOP 的一个扩展,它提供了更简洁的注解方式来定义切面和通知。

Spring 数据访问与集成

Spring 提供了丰富的数据访问和集成功能,包括 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 提供了声明式事务和编程式事务两种方式来管理事务。

事务传播机制

事务传播机制定义了事务在多个方法调用中的行为。

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 DAO(数据访问对象)支持,它简化了数据访问层的开发。

ORM 集成

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

Spring Data

Spring Data 提供了丰富的数据访问和集成功能,包括 JPA、MongoDB、Redis 等。

Spring Web 与 MVC

Spring Web 模块提供了 Web 应用程序开发所需的功能,包括 DispatcherServlet、控制器、请求映射、视图解析等。

DispatcherServlet

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

控制器(@Controller, @RestController)

控制器负责接收 Web 请求并返回响应。

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

请求映射定义了 URL 与控制器方法的映射关系。

视图解析(ViewResolver)

视图解析器负责将控制器返回的视图名解析为具体的视图对象。

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

数据绑定将请求参数绑定到控制器方法的参数上。

返回处理(@ResponseBody, ResponseEntity)

返回处理定义了控制器方法的返回值如何转换为 HTTP 响应。

文件上传(MultipartFile)

文件上传功能允许控制器接收上传的文件。

拦截器(HandlerInterceptor)

拦截器可以在请求处理过程中拦截请求和响应。

异常处理(@ControllerAdvice, @ExceptionHandler)

异常处理定义了如何处理控制器方法抛出的异常。

Spring WebFlux(响应式编程)

Spring WebFlux 是 Spring Web 模块的一个响应式编程版本,它支持异步和非阻塞的 Web 应用程序开发。

Spring Boot 核心特性

Spring Boot 是一个基于 Spring 框架的快速开发平台,它提供了自动配置、起步依赖、嵌入式容器、配置文件、Profile 多环境配置、Actuator 应用监控和 Spring Boot CLI 等核心特性。

自动配置(Auto-Configuration)

自动配置是 Spring Boot 的核心特性之一,它可以根据类路径下添加的依赖自动配置 Spring 应用程序。

起步依赖(Starter POMs)

起步依赖是 Spring Boot 提供的一系列依赖管理 POM 文件,它们包含了构建 Web 应用程序所需的所有依赖。

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,它简化了 Web 应用程序的部署。

配置文件(application.properties / .yml)

配置文件是 Spring Boot 应用程序的主要配置文件,它包含了应用程序的配置信息。

Profile 多环境配置

Profile 多环境配置允许开发者为不同的环境(如开发、测试和生产)配置不同的应用程序配置。

Actuator(应用监控)

Actuator 是 Spring Boot 提供的一个模块,它允许开发者监控和管理 Spring Boot 应用程序。

Spring Boot CLI

Spring Boot CLI 是 Spring Boot 提供的一个命令行工具,它允许开发者使用命令行启动和运行 Spring Boot 应用程序。

Spring Cloud 微服务组件

Spring Cloud 是一个基于 Spring Boot 的微服务开发平台,它提供了服务注册与发现、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、分布式事务和安全与认证等微服务组件。

服务注册与发现

服务注册与发现是 Spring Cloud 的核心组件之一,它允许微服务实例注册到注册中心,并发现其他服务实例。

负载均衡

负载均衡是 Spring Cloud 的另一个核心组件,它负责将请求分发到不同的服务实例上。

服务调用

服务调用是 Spring Cloud 提供的一种服务间通信机制,它允许微服务之间相互调用。

熔断器

熔断器是 Spring Cloud 提供的一种服务容错机制,它可以在服务出现问题时自动熔断,防止故障扩散。

网关

网关是 Spring Cloud 提供的一种服务路由和负载均衡机制,它可以将请求路由到不同的服务实例上。

配置中心

配置中心是 Spring Cloud 提供的一种集中式配置管理机制,它允许开发者集中管理应用程序的配置信息。

消息总线

消息总线是 Spring Cloud 提供的一种消息传递机制,它允许微服务之间通过消息进行通信。

链路追踪

链路追踪是 Spring Cloud 提供的一种分布式追踪机制,它可以帮助开发者追踪分布式系统的请求路径。

分布式事务

分布式事务是 Spring Cloud 提供的一种跨多个服务的事务管理机制。

安全与认证

安全与认证是 Spring Cloud 提供的一种安全机制,它允许开发者对微服务进行身份认证和授权。

Spring Security 安全

Spring Security 是 Spring 框架的一个安全模块,它提供了身份认证、授权和安全性等功能。

身份认证(Authentication)

身份认证是 Spring Security 的核心功能之一,它允许用户通过用户名和密码或其他方式登录到应用程序。

授权(Authorization)

授权是 Spring Security 的另一个核心功能,它允许用户访问应用程序中的特定资源。

表单登录与注销

表单登录与注销是 Spring Security 提供的一种登录和注销机制。

OAuth2 协议支持

OAuth2 是一种授权框架,它允许第三方应用程序访问受保护的资源。

JWT(JSON Web Token)

JWT 是一种轻量级的安全令牌,它用于在网络上安全地传输信息。

方法级安全(@PreAuthorize)

方法级安全是 Spring Security 提供的一种安全机制,它允许开发者对控制器方法进行安全控制。

CSRF 防护

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

Spring 设计模式应用

Spring 框架本身就是一个设计模式的集合,它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、观察者模式和适配器模式等。

工厂模式(BeanFactory)

工厂模式是 Spring 框架的核心模式之一,它负责创建和配置 Bean。

单例模式(Bean作用域)

单例模式是 Spring 框架中 Bean 作用域的一种实现方式,它确保每个 Bean 在容器中只有一个实例。

代理模式(AOP动态代理)

代理模式是 Spring AOP 的核心模式之一,它允许开发者动态地创建代理对象来拦截方法调用。

模板方法(JdbcTemplate, RestTemplate)

模板方法是 Spring 框架中的一种设计模式,它允许开发者使用模板方法来简化代码。

观察者模式(ApplicationEvent)

观察者模式是 Spring 框架中的一种设计模式,它允许开发者监听应用程序中的事件。

适配器模式(HandlerAdapter)

适配器模式是 Spring 框架中的一种设计模式,它允许开发者将不同的请求映射到不同的处理器上。

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 等。

Spring Messaging(JMS集成)

Spring Messaging 是 Spring 框架的一个模块,它提供了 JMS 集成功能。

Spring Integration(企业集成模式)

Spring Integration 是 Spring 框架的一个模块,它提供了企业集成模式的支持。

Spring Batch(批处理)

Spring Batch 是 Spring 框架的一个模块,它提供了批处理功能。

Spring Session(分布式会话管理)

Spring Session 是 Spring 框架的一个模块,它提供了分布式会话管理功能。

Spring Cache(缓存抽象:@Cacheable)

Spring Cache 是 Spring 框架的一个模块,它提供了缓存抽象功能。

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