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 的两种方式,它们使得组件之间的依赖关系更加灵活和可配置。

IoC 与 DI

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,交由外部容器管理。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,它通过构造函数注入、设值注入和接口注入等方式将依赖关系注入到 Bean 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)。单例作用域表示每个 Spring 容器中只有一个 Bean 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,它提供了基本的 Bean 创建和管理功能。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 的创建和依赖注入过程。这些注解使得代码更加简洁易读。

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 Spring 提供的一种表达式语言,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。SpEL 可以在 Spring 配置文件、注解和表达式上下文中使用。

Spring AOP

Spring AOP 是 Spring 框架提供的面向切面编程(AOP)支持。AOP 允许将横切关注点(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重用性。

切面(Aspect)

切面是包含一个或多个通知(Advice)的类,它定义了横切关注点的实现。Spring AOP 使用切面来拦截特定的连接点(Join Point)并执行通知。

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、字段访问等。Spring AOP 允许在连接点上执行通知。

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。Spring AOP 支持多种通知类型,如 @Before@After@Around@AfterThrowing@AfterReturning

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于哪些连接点。Spring AOP 使用切点表达式来匹配连接点。

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。

Spring 数据访问与集成

Spring 数据访问与集成模块提供了对各种数据访问技术的支持,包括 JDBC、Hibernate、JPA 和 MyBatis。

JDBC 抽象(JdbcTemplate)

JdbcTemplate 是 Spring 提供的一个 JDBC 抽象层,它简化了 JDBC 编程,并提供了异常处理和资源管理功能。

事务管理

Spring 提供了声明式和编程式事务管理。声明式事务使用 @Transactional 注解来声明事务边界,而编程式事务则使用 TransactionTemplatePlatformTransactionManager

事务传播机制

事务传播机制定义了事务边界在嵌套事务中的行为。Spring 支持多种事务传播机制,如 PROPAGATION_REQUIREDPROPAGATION_REQUIRES_NEWPROPAGATION_NESTED

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。Spring 支持多种事务隔离级别,如 ISOLATION_READ_UNCOMMITTEDISOLATION_READ_COMMITTEDISOLATION_SERIALIZABLE

DAO 支持

Spring 提供了 DAO(数据访问对象)抽象层,它简化了数据访问代码的编写。

ORM 集成

Spring 支持多种 ORM(对象关系映射)框架,如 Hibernate、JPA 和 MyBatis。

Spring Data

Spring Data 是 Spring 框架提供的数据访问抽象层,它支持多种数据存储技术,如 JPA、MongoDB 和 Redis。

Spring Web 与 MVC

Spring Web 模块提供了对 Web 应用程序的支持,而 Spring MVC 是 Spring 框架提供的 Web MVC 框架。

DispatcherServlet

DispatcherServlet 是 Spring MVC 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(@Controller, @RestController)

控制器负责处理客户端请求并返回响应。@Controller@RestController 注解用于声明控制器类。

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

请求映射注解用于将控制器方法映射到特定的 HTTP 请求。

视图解析(ViewResolver)

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(@RequestParam, @PathVariable, @RequestBody)

数据绑定注解用于将请求参数绑定到控制器方法参数。

返回处理(@ResponseBody, ResponseEntity)

@ResponseBody 注解用于将控制器方法的返回值直接写入响应体,而 ResponseEntity 用于构建更复杂的响应。

文件上传(MultipartFile)

MultipartFile 接口用于处理文件上传请求。

拦截器(HandlerInterceptor)

拦截器可以拦截和处理控制器请求。

异常处理(@ControllerAdvice, @ExceptionHandler)

@ControllerAdvice@ExceptionHandler 注解用于声明异常处理类和处理方法。

Spring WebFlux

Spring WebFlux 是 Spring 框架提供的响应式 Web 框架。

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、起步依赖和嵌入式容器等特性。

自动配置(Auto-Configuration)

Spring Boot 自动配置是基于条件注解和配置文件来实现的。当 Spring Boot 应用程序启动时,它会自动配置所需的 Bean 和依赖关系。

起步依赖(Starter POMs)

Spring Boot 起步依赖是一组预定义的依赖关系,它们包含了应用程序所需的所有库。

嵌入式容器(Tomcat, Jetty, Undertow)

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

配置文件(application.properties / .yml)

Spring Boot 使用 application.propertiesapplication.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,允许应用程序根据不同的环境(如开发、测试和生产)使用不同的配置。

Actuator(应用监控)

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,它允许用户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、配置中心、消息总线、链路追踪和分布式事务等组件。

服务注册与发现(Eureka, Nacos)

服务注册与发现组件负责将服务注册到注册中心,并允许其他服务发现和调用这些服务。

负载均衡(Ribbon, LoadBalancer)

负载均衡组件负责将请求分发到不同的服务实例。

服务调用(OpenFeign)

OpenFeign 是 Spring Cloud 提供的声明式 REST 客户端,它允许服务之间进行声明式调用。

熔断器(Hystrix, Resilience4j)

熔断器组件用于处理服务调用失败的情况,它可以在服务不可用时自动熔断。

网关(Zuul, Spring Cloud Gateway)

网关组件用于路由和过滤进入微服务集群的请求。

配置中心(Config Server, Nacos Config)

配置中心组件用于集中管理应用程序的配置。

消息总线(Bus)

消息总线组件用于在微服务之间传递事件。

链路追踪(Sleuth + Zipkin)

链路追踪组件用于追踪微服务之间的调用关系。

分布式事务(Seata)

分布式事务组件用于处理跨多个服务的分布式事务。

Spring Security 安全

Spring Security 是 Spring 框架提供的身份认证和授权框架。

身份认证(Authentication)

身份认证组件负责验证用户的身份。

授权(Authorization)

授权组件负责授权用户访问特定的资源。

表单登录与注销

表单登录与注销组件用于处理用户登录和注销请求。

OAuth2 协议支持

OAuth2 协议支持组件用于实现 OAuth2 协议。

JWT(JSON Web Token)

JWT 组件用于生成和验证 JWT。

方法级安全(@PreAuthorize)

方法级安全组件使用 @PreAuthorize 注解来声明方法的安全要求。

CSRF 防护

CSRF 防护组件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使用了多种设计模式,如工厂模式、单例模式、代理模式、模板方法和观察者模式。

工厂模式(BeanFactory)

BeanFactory 是 Spring 容器的一个基础接口,它使用工厂模式来创建和配置 Bean。

单例模式(Bean作用域)

Spring 容器使用单例模式来创建和管理 Bean 实例。

代理模式(AOP动态代理)

Spring AOP 使用代理模式来实现切面编程。

模板方法(JdbcTemplate, RestTemplate)

JdbcTemplate 和 RestTemplate 使用模板方法模式来简化编程。

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 MVC 使用适配器模式来适配不同的处理器。

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 和 Spring Session。

Spring Messaging(JMS集成)

Spring Messaging 模块提供了对 JMS(Java 消息服务)的支持。

Spring Integration(企业集成模式)

Spring Integration 模块提供了企业集成模式的支持。

Spring Batch(批处理)

Spring Batch 模块提供了批处理功能。

Spring Session(分布式会话管理)

Spring Session 模块提供了分布式会话管理功能。

Spring Cache(缓存抽象:@Cacheable)

Spring Cache 模块提供了缓存抽象,并支持多种缓存实现,如 EhCache、Redis 和 Guava。

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Java程序员廖志伟

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