📕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）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。
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一、IoC容器与依赖注入
在Spring框架中，IoC容器是一个核心组件，它通过控制反转（Inversion of Control）的设计理念，将对象的创建和依赖关系的管理从应用程序代码中分离出来，由IoC容器来负责。这种设计使得应用程序的配置和依赖关系更加清晰，易于管理和扩展。
核心依赖注入实现模式
-
构造器注入：这是最常用的一种注入方式，通过在类的构造函数中注入依赖项，确保在对象创建时依赖项已经被注入。
- 实现细节：在类的构造函数中，通过参数直接传入依赖对象，Spring通过反射机制根据参数类型创建相应的对象实例。
-
Setter注入：通过类的setter方法来注入依赖项，这种方式较为灵活，可以在对象创建之后动态地修改依赖关系。
- 实现细节：在类的setter方法中，通过方法参数设置依赖对象，Spring通过反射机制找到对应的setter方法并注入对象。
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字段注入：通过注解（如
@Autowired）直接在字段上进行注入，这种方式简单直接，但可能会引入性能开销。- 实现细节：在字段上使用
@Autowired注解，Spring容器会自动扫描并注入相应的对象实例。
- 实现细节：在字段上使用
-
方法注入：通过定义特定的方法来注入依赖项，这种方式适用于注入特定场景的依赖项。
- 实现细节：定义一个带有特定注解的方法，Spring容器在扫描到这个方法时，会自动注入相应的对象实例。
组件扫描机制
Spring的组件扫描机制能够自动检测类路径下带有特定注解的类，并将其注册为Bean。这种机制大大简化了Bean的配置过程。
- 实现细节：通过在Spring配置文件中配置
<component-scan>标签，指定扫描的包路径，Spring容器会自动扫描这些包下的类，并根据注解信息注册为Bean。
Bean作用域
Spring支持多种Bean的作用域，包括Singleton和Prototype。
-
Singleton：这是默认的作用域，每个Spring容器中只有一个Bean实例。
- 实现细节：Spring容器初始化时创建Bean实例，并在整个应用程序生命周期中保持该实例不变。
-
Prototype：每次请求时创建一个新的实例。
- 实现细节：Spring容器在每次请求时创建一个新的Bean实例，并返回给客户端。
条件化配置（@Conditional）
Spring的@Conditional注解允许根据特定的条件动态注册或配置Bean，从而实现灵活的配置。
- 实现细节：在类上或方法上使用
@Conditional注解，并指定条件类，Spring容器会根据条件类的返回值来决定是否注册或配置Bean。
二、AOP技术体系
AOP是一种编程范式，它允许将横切关注点（如日志、事务、安全等）与业务逻辑分离，使得业务逻辑与横切关注点解耦。
代理模式实现
Spring通过代理模式实现AOP，支持JDK动态代理和CGLIB代理两种方式。
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JDK动态代理：针对实现了接口的类，使用Java反射机制创建代理对象。
- 实现细节：Spring通过
Proxy类和InvocationHandler接口实现动态代理。
- 实现细节：Spring通过
-
CGLIB代理：针对没有实现接口的类，使用CGLIB库创建代理对象。
- 实现细节：Spring通过CGLIB库的
MethodProxy类实现CGLIB代理。
- 实现细节：Spring通过CGLIB库的
切点表达式语法
AOP使用切点表达式来指定哪些方法应该被增强。
- 实现细节：切点表达式通常使用正则表达式或AspectJ表达式来指定方法签名、执行时间等条件。
通知类型
Spring提供了多种通知类型，包括前置通知、后置通知、环绕通知、异常通知和最终通知。
-
前置通知：在目标方法执行之前执行。
- 实现细节：使用
@Before注解标记通知方法，Spring容器在目标方法执行之前调用该方法。
- 实现细节：使用
-
后置通知：在目标方法执行之后执行。
- 实现细节：使用
@After注解标记通知方法，Spring容器在目标方法执行之后调用该方法。
- 实现细节：使用
-
环绕通知：在目标方法执行前后都执行。
- 实现细节：使用
@Around注解标记通知方法，Spring容器在目标方法执行前后分别调用该方法。
- 实现细节：使用
-
异常通知：在目标方法抛出异常时执行。
- 实现细节：使用
@AfterThrowing注解标记通知方法，Spring容器在目标方法抛出异常时调用该方法。
- 实现细节：使用
-
最终通知：在目标方法执行完毕后执行，无论是否成功。
- 实现细节：使用
@AfterReturning注解标记通知方法，Spring容器在目标方法执行成功返回时调用该方法。
- 实现细节：使用
AOP应用场景
AOP在多个场景下非常有用，如日志管理、性能监控、安全控制等。
-
日志管理：使用AOP实现自动记录方法调用和异常信息。
- 实现细节：在切点表达式指定需要记录日志的方法，在通知方法中实现日志记录逻辑。
-
性能监控：使用AOP监控方法执行时间，实现性能监控。
- 实现细节：在切点表达式指定需要监控的方法，在通知方法中记录方法执行时间。
-
安全控制：使用AOP实现方法级别的安全检查。
- 实现细节：在切点表达式指定需要安全检查的方法，在通知方法中实现安全检查逻辑。
三、数据持久化
Spring框架提供了强大的数据持久化支持，包括JDBC模板、事务管理、ORM集成等。
JDBC模板
Spring的JDBC模板简化了JDBC编程，提供了声明式的事务管理。
- 实现细节：使用
JdbcTemplate类封装JDBC操作，简化数据库访问代码。
事务管理
Spring支持两种事务管理方式：声明式事务和编程式事务。
-
声明式事务：通过注解或XML配置来管理事务。
- 实现细节：使用
@Transactional注解标记需要事务的方法或类，Spring容器会自动管理事务。
- 实现细节：使用
-
编程式事务：通过编程方式管理事务。
- 实现细节：使用
TransactionTemplate或PlatformTransactionManager类手动控制事务的开始、提交和回滚。
- 实现细节：使用
ORM集成
Spring集成了Hibernate和JPA等ORM框架，简化了数据持久化操作。
- 实现细节：使用
SessionFactory或EntityManagerFactory创建ORM框架的会话工厂，使用ORM框架提供的API进行数据持久化操作。
会话管理
Spring提供了会话管理功能，如SessionFactory和EntityManagerFactory。
- 实现细节：
SessionFactory用于创建Hibernate的Session对象，EntityManagerFactory用于创建JPA的EntityManager对象。
JPA规范实现
Spring Data JPA是一个基于JPA规范的数据访问框架，提供了简化数据访问的方法。
- 实现细节：使用Spring Data JPA提供的Repository接口进行数据访问，简化了数据持久化操作。
多数据源配置
Spring支持配置多个数据源，并允许根据不同的数据源执行不同的操作。
- 实现细节：在Spring配置文件中配置多个数据源，并使用
AbstractRoutingDataSource类实现数据源的动态切换。
四、Web开发体系
Spring Web MVC是Spring框架的Web开发模块，它提供了一个MVC（模型-视图-控制器）架构。
MVC架构组件
-
控制器：处理用户请求并返回响应。
- 实现细节：使用
@Controller或@RestController注解标记控制器类，并使用@RequestMapping等注解映射请求。
- 实现细节：使用
-
视图解析器：解析视图模板，如JSP或Thymeleaf。
- 实现细节：配置视图解析器，将请求映射到对应的视图模板。
-
数据绑定：将请求参数绑定到模型对象。
- 实现细节：使用
@ModelAttribute或@RequestParam等注解将请求参数绑定到模型对象。
- 实现细节：使用
RESTful支持
Spring MVC支持RESTful风格的应用程序开发。
- 实现细节：使用
@RestController注解标记控制器类，并使用@RequestMapping等注解映射请求。
异常处理机制
Spring MVC提供了强大的异常处理机制，可以自定义异常处理逻辑。
- 实现细节：使用
@ExceptionHandler注解标记异常处理方法，Spring MVC在发生异常时调用该方法。
文件上传下载
Spring MVC支持文件上传和下载功能。
- 实现细节：使用
MultipartFile接口接收上传的文件，使用HttpServletResponse输出下载的文件。
五、安全框架
Spring Security是一个强大的安全框架，提供了认证和授权功能。
认证流程
Spring Security支持多种认证机制，如表单认证、OAuth2等。
-
表单认证：用户输入用户名和密码进行认证。
- 实现细节：配置表单认证过滤器，处理用户登录请求。
-
OAuth2：通过第三方服务进行认证。
- 实现细节：配置OAuth2认证过滤器，处理第三方服务的认证请求。
授权模型
Spring Security提供了基于角色的访问控制。
- 实现细节：配置角色权限，并根据用户的角色判断是否允许访问资源。
CSRF防护
Spring Security提供了防止跨站请求伪造（CSRF）的保护机制。
- 实现细节：配置CSRF过滤器，防止恶意请求。
OAuth2集成
Spring Security支持OAuth2协议，可以方便地集成第三方服务。
- 实现细节：配置OAuth2认证过滤器，处理第三方服务的认证请求。
方法级安全
Spring Security允许在方法级别上配置安全策略。
- 实现细节：使用
@PreAuthorize或@PostAuthorize等注解标记方法，指定访问该方法的权限要求。
六、高级特性
Spring框架还提供了许多高级特性，如事件发布/监听机制、SpEL表达式、响应式编程等。
事件发布/监听机制
Spring支持事件发布和监听机制，允许应用程序中的不同组件相互通信。
- 实现细节：使用
ApplicationEvent类发布事件，使用ApplicationListener接口监听事件。
SpEL表达式
Spring Expression Language（SpEL）是一种强大的表达式语言，可以用于在运行时计算值。
- 实现细节：使用
#{}语法在Spring配置文件或注解中使用SpEL表达式。
响应式编程（WebFlux）
Spring WebFlux是一个基于响应式编程的框架，支持异步和非阻塞的Web应用程序开发。
- 实现细节：使用
Mono、Flux等响应式类型处理异步数据流。
测试框架集成
Spring支持与JUnit等测试框架集成，简化了单元测试和集成测试。
- 实现细节：使用Spring Test模块提供的注解和断言方法编写测试用例。
缓存抽象
Spring提供了缓存抽象，允许在应用程序中实现缓存策略。
- 实现细节：使用
@Cacheable、@CachePut、@CacheEvict等注解标记方法，实现缓存的自动管理。
七、Spring Boot生态
Spring Boot是Spring框架的一个模块，它简化了Spring应用程序的创建和部署。
自动配置原理
Spring Boot通过自动配置机制自动配置应用程序，减少了手动配置的工作量。
- 实现细节：Spring Boot根据类路径下添加的jar包、配置文件和属性值自动配置Bean和依赖关系。
Starter机制
Spring Boot提供了Starter依赖，简化了依赖管理。
- 实现细节：Spring Boot Starter依赖包含了一组常用的库和配置，简化了依赖的添加和管理。
Actuator监控
Spring Boot Actuator提供了监控和管理Spring应用程序的端点。
- 实现细节：Spring Boot Actuator提供了多种端点，如
/health、/metrics等，可以用于监控应用程序的状态和性能。
配置文件体系
Spring Boot使用配置文件（如application.properties和application.yml）来配置应用程序。
- 实现细节：Spring Boot支持多种配置文件格式，可以根据需要选择合适的格式。
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