Spring框架核心技术解析

原创于 2025-08-13 10:05:43 发布 · 418 阅读

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#Spring Framework # IoC # Dependency Injection

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📕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 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 的核心概念，它们使得组件之间的依赖关系更加灵活和可管理。

IoC 与 DI 的实现细节

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，由外部容器负责。在 Spring 中，IoC 容器负责实例化、配置和组装 Bean。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。

BeanFactory 与 ApplicationContext

Spring 提供了两种 IoC 容器：BeanFactory 和 ApplicationContext。BeanFactory 是一个轻量级的容器，它提供了基本的 IoC 功能。ApplicationContext 是一个更高级的容器，它不仅包含了 BeanFactory 的所有功能，还提供了其他功能，如事件发布、国际化支持和资源加载。

注解驱动开发

Spring 支持使用注解来配置 Bean，如 @Component、@Service、@Repository 和 @Autowired。这些注解简化了配置过程，使得代码更加简洁和易于维护。

Java 配置

除了注解配置，Spring 还支持使用 Java 配置类来定义 Bean。通过使用 @Configuration 注解，可以创建一个配置类，其中包含使用 @Bean 注解的方法来定义 Bean。

Bean 生命周期管理

Spring 提供了丰富的生命周期接口和回调方法，允许在 Bean 的创建、初始化、销毁等阶段执行自定义操作。例如，可以通过实现 InitializingBean 和 DisposableBean 接口来定义初始化和销毁逻辑。

Bean 作用域

Spring 支持多种 Bean 作用域，包括 Singleton（单例）、Prototype（原型）和 Request（请求）等。默认情况下，Bean 的作用域是 Singleton。

Spring AOP 的实现细节

Spring AOP 是 Spring 框架的面向切面编程模块，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。

切面（Aspect）

切面是包含通知（Advice）和切点（Pointcut）的模块。通知是执行在特定连接点上的操作，而切点是匹配连接点的表达式。

连接点（Join Point）

连接点是在程序执行过程中可以插入通知的位置，如方法执行、字段访问等。

通知（Advice）

通知是定义在切面上的操作，包括 Before（前置通知）、After（后置通知）、Around（环绕通知）、AfterThrowing（异常通知）和 AfterReturning（返回通知）等。

切点（Pointcut）

切点是匹配连接点的表达式，用于确定通知应该在哪些连接点上执行。

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

Spring 的 JdbcTemplate 是一个 JDBC 抽象层，它简化了 JDBC 编程，并提供了声明式事务管理。

事务管理

Spring 支持声明式和编程式事务管理。声明式事务使用 @Transactional 注解来定义事务边界，而编程式事务则使用 TransactionTemplate 或 PlatformTransactionManager。

ORM 集成

Spring 支持多种 ORM 框架，如 Hibernate、JPA 和 MyBatis。Spring Data 提供了基于这些框架的抽象，简化了数据访问层的开发。

Spring Web 与 MVC

Spring Web 模块提供了创建 Web 应用程序所需的功能，包括 DispatcherServlet、控制器、请求映射、视图解析和数据绑定。

DispatcherServlet

DispatcherServlet 是 Spring Web 模块的前端控制器，它负责接收客户端请求并调用相应的处理器。

控制器

控制器负责处理客户端请求并返回响应。Spring 提供了 @Controller 和 @RestController 注解来定义控制器。

请求映射

请求映射定义了如何将客户端请求映射到控制器方法。

视图解析

视图解析器负责将控制器返回的逻辑视图名解析为实际的视图。

数据绑定

数据绑定将请求参数绑定到控制器方法参数或模型属性。

Spring Boot 核心特性

Spring Boot 是一个基于 Spring 框架的快速开发平台，它简化了 Spring 应用的创建和配置。

自动配置

Spring Boot 使用自动配置来简化配置过程。通过分析类路径、属性和环境变量，Spring Boot 自动配置应用程序所需的 Bean。

起步依赖

Spring Boot Starter POMs 是一组预配置的依赖项，它们简化了 Spring 应用的创建。

嵌入式容器

Spring Boot 支持多种嵌入式容器，如 Tomcat、Jetty 和 Undertow。

配置文件

Spring Boot 使用 application.properties 或 application.yml 文件来配置应用程序。

Profile 多环境配置

Spring Boot 支持多环境配置，允许根据不同的环境（如开发、测试和生产）使用不同的配置。

Actuator

Spring Boot Actuator 提供了应用程序监控和管理的功能。

Spring Boot CLI

Spring Boot CLI 是一个命令行工具，它允许使用命令行来创建、构建和运行 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、配置中心、消息总线、链路追踪和分布式事务等功能。

服务注册与发现

Spring Cloud 提供了服务注册与发现机制，如 Eureka、Nacos 和 Consul。

负载均衡

Spring Cloud 提供了负载均衡机制，如 Ribbon 和 Spring Cloud LoadBalancer。

配置中心

Spring Cloud Config 提供了配置中心功能，允许集中管理应用程序配置。

消息总线

Spring Cloud Bus 提供了消息总线功能，允许在分布式系统中广播配置更改。

链路追踪

Spring Cloud Sleuth 和 Zipkin 提供了链路追踪功能，允许跟踪分布式系统的请求路径。

分布式事务

Spring Cloud Seata 提供了分布式事务功能。

Spring Security 安全

Spring Security 是一个强大的安全框架，它提供了身份认证、授权和安全性等功能。

身份认证（Authentication）

Spring Security 提供了多种身份认证机制，如表单登录、OAuth2 和 JWT。

授权（Authorization）

Spring Security 提供了基于角色的授权机制。

表单登录与注销

Spring Security 支持表单登录和注销功能。

OAuth2 协议支持

Spring Security 支持 OAuth2 协议。

JWT（JSON Web Token）

Spring Security 支持 JWT。

方法级安全（@PreAuthorize）

Spring Security 提供了方法级安全功能，如 @PreAuthorize。

CSRF 防护

Spring Security 提供了 CSRF 防护功能。

Spring 设计模式应用

Spring 框架本身就是一个设计模式的典范，它应用了许多设计模式，如工厂模式、单例模式、代理模式、模板方法和观察者模式等。

工厂模式（BeanFactory）

Spring 的 BeanFactory 是一个典型的工厂模式实现，它负责创建和配置 Bean。

单例模式（Bean 作用域）

Spring 支持单例作用域，这是单例模式的一个应用。

代理模式（AOP 动态代理）

Spring AOP 使用动态代理模式来实现横切关注点的分离。

模板方法（JdbcTemplate, RestTemplate）

Spring 的 JdbcTemplate 和 RestTemplate 是模板方法模式的实现。

观察者模式（ApplicationEvent）

Spring 使用观察者模式来处理事件。

适配器模式（HandlerAdapter）

Spring 的 HandlerAdapter 是适配器模式的一个应用。

其他关键模块

Spring 框架还包括许多其他关键模块，如 Spring Messaging、Spring Integration、Spring Batch、Spring Session 和 Spring Cache。

Spring Messaging（JMS 集成）

Spring Messaging 提供了 JMS 集成功能。

Spring Integration（企业集成模式）

Spring Integration 提供了企业集成模式功能。

Spring Batch（批处理）

Spring Batch 提供了批处理功能。

Spring Session（分布式会话管理）

Spring Session 提供了分布式会话管理功能。

Spring Cache（缓存抽象：@Cacheable）

Spring Cache 提供了缓存抽象功能。

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Java程序员廖志伟

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