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)的概念,实现了对Bean的创建、配置和管理。

IoC与DI

IoC是Spring框架的核心思想之一,它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。在IoC中,对象不再通过直接构造来创建,而是由Spring容器根据配置信息创建。这种做法降低了对象之间的耦合度,提高了代码的可维护性和可测试性。

依赖注入是实现IoC的一种方式,它允许Spring容器在创建对象时注入其依赖。依赖注入有三种方式:构造器注入、设值注入和字段注入。其中,设值注入是最常用的方式,它通过setter方法将依赖注入到对象中。

Bean生命周期管理

Spring容器负责管理Bean的生命周期,包括创建、初始化、使用和销毁。Spring提供了多种方式来管理Bean的生命周期,包括:

  • 初始化方法:在Bean创建后,Spring容器会自动调用Bean的初始化方法,例如init-method属性指定的方法。
  • 销毁方法:当Bean不再需要时,Spring容器会自动调用Bean的销毁方法,例如destroy-method属性指定的方法。
  • 生命周期回调接口:Spring提供了InitializingBeanDisposableBean两个接口,允许Bean在生命周期中执行自定义的初始化和销毁逻辑。

Bean作用域

Spring容器支持多种Bean作用域,包括:

  • 单例(Singleton):每个Spring容器中只有一个Bean实例。
  • 原型(Prototype):每次请求时创建一个新的Bean实例。
  • 请求(Request):每个HTTP请求创建一个新的Bean实例。
  • 会话(Session):每个HTTP会话创建一个新的Bean实例。

BeanFactory与ApplicationContext

Spring提供了两种容器类型:BeanFactory和ApplicationContext。BeanFactory是Spring容器的底层实现,它提供了基本的Bean管理功能。ApplicationContext是BeanFactory的子接口,它提供了更丰富的功能,例如国际化支持、事件发布等。

注解驱动开发

Spring 3.0引入了注解驱动开发,允许开发者使用注解来配置Bean和依赖关系。常用的注解包括:

  • @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 3.1引入了Java配置,允许开发者使用Java代码来配置Bean和依赖关系。常用的注解包括:

  • @Configuration:用于声明一个配置类。
  • @Bean:用于声明一个Bean。

XML配置驱动

Spring仍然支持使用XML来配置Bean和依赖关系。XML配置文件可以包含Bean定义、依赖关系、生命周期回调等。

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Java代码中动态地访问和操作对象。SpEL表达式可以用于设置Bean的属性、执行条件判断等。

Spring AOP

Spring AOP是Spring框架提供的面向切面编程(AOP)的实现。AOP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,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提供了多种切面,例如@Before@After@Around@AfterThrowing@AfterReturning

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某个点,例如方法执行、异常抛出等。

通知(Advice)

通知是AOP中的一个概念,它表示在连接点处执行的操作。Spring提供了多种通知,例如@Before@After@Around@AfterThrowing@AfterReturning

切点(Pointcut)

切点是AOP中的一个概念,它定义了哪些连接点应该被通知所关注。

引入(Introduction)

引入是AOP中的一个概念,它允许开发者向现有类中添加新的方法或属性。

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,允许开发者使用@AspectJ注解来定义切面和通知。

Spring数据访问与集成

Spring提供了对多种数据访问技术的支持,包括JDBC、Hibernate、JPA、MyBatis等。

JDBC抽象(JdbcTemplate)

Spring提供了JdbcTemplate,它是一个JDBC抽象层,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的支持,包括JDBC模板、Hibernate模板、JPA模板等。

ORM集成

Spring支持多种ORM框架,包括Hibernate、JPA、MyBatis等。

Spring Data

Spring Data提供了一组数据访问抽象,包括JPA、MongoDB、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)

返回处理用于返回响应数据。

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执行特定的操作。

异常处理(@ControllerAdvice, @ExceptionHandler)

异常处理用于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,它可以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提供的一组依赖,它们包含了创建特定类型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提供的一组内置容器,它们可以用于创建独立的应用程序。

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

Profile多环境配置允许开发者为不同的环境配置不同的属性。

Actuator(应用监控)

Actuator是Spring Boot提供的一组端点,它们可以用于监控和管理应用程序。

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创建和运行Spring Boot应用程序。

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各种组件。

服务注册与发现(Eureka, Nacos)

服务注册与发现是微服务架构中的一个关键组件,它允许服务实例注册和发现其他服务实例。

负载均衡(Ribbon, LoadBalancer)

负载均衡用于将请求分发到多个服务实例。

服务调用(OpenFeign)

服务调用是微服务架构中的一个关键组件,它允许服务实例调用其他服务实例。

熔断器(Hystrix, Resilience4j)

熔断器用于防止系统过载。

网关(Zuul, Spring Cloud Gateway)

网关用于路由请求到不同的服务实例。

配置中心(Config Server, Nacos Config)

配置中心用于集中管理应用程序的配置。

消息总线(Bus)

消息总线用于在分布式系统中传递消息。

链路追踪(Sleuth + Zipkin)

链路追踪用于追踪分布式系统中的请求。

分布式事务(Seata)

分布式事务用于确保分布式系统中的事务一致性。

Spring Security安全

Spring Security是Spring框架提供的安全框架。

身份认证(Authentication)

身份认证用于验证用户的身份。

授权(Authorization)

授权用于控制用户对资源的访问权限。

表单登录与注销

表单登录与注销是Spring Security提供的一种登录方式。

OAuth2协议支持

OAuth2协议支持用于授权第三方应用程序访问受保护的资源。

JWT(JSON Web Token)

JWT是一种用于身份认证和授权的令牌。

方法级安全(@PreAuthorize)

方法级安全用于控制方法对资源的访问权限。

CSRF防护

CSRF防护用于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,例如工厂模式、单例模式、代理模式、模板方法模式、观察者模式、适配器模式等。

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)

代理模式用于在不修改原始对象的情况下,为对象添加额外的功能。

模板方法(JdbcTemplate, RestTemplate)

模板方法用于定义算法的骨架,将算法的实现延迟到子类。

观察者模式(ApplicationEvent)

观察者模式用于实现事件监听。

适配器模式(HandlerAdapter)

适配器模式用于将一个类的接口转换成客户期望的另一个接口。

其他关键模块

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

Spring Messaging(JMS集成)

Spring Messaging提供了对JMS的支持。

Spring Integration(企业集成模式)

Spring Integration提供了一种声明式集成企业应用程序的方式。

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,它允许开发者以声明式的方式使用缓存。

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