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是一种设计模式,它将对象的创建和依赖关系的配置从对象内部转移到外部容器。在Spring中,IoC容器负责实例化Bean,并设置它们的依赖关系。这种做法降低了组件之间的耦合度,提高了代码的可维护性和可测试性。

DI是IoC的一种实现方式,它允许对象通过构造函数、设值方法或接口注入依赖。在Spring中,可以通过XML配置、注解或Java配置来定义Bean的依赖关系。

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提供了多种初始化和销毁回调方法,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框架中最早期的容器,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,如国际化支持、事件传播和资源加载。

注解驱动开发

Spring提供了许多注解来简化Bean的配置,如@Component@Service@Repository@Autowired。这些注解可以自动扫描和注册Bean,从而简化了Bean的配置过程。

Java配置

Spring允许使用Java代码来配置Bean,而不是使用XML配置。这可以通过@Configuration注解和@Bean方法来实现。

XML配置驱动

虽然注解和Java配置越来越受欢迎,但Spring仍然支持XML配置。XML配置可以用于复杂的Bean定义,以及与旧系统或遗留代码的集成。

SpEL(Spring表达式语言)

SpEL是Spring框架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、集合和索引。

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测试性。

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。

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。

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,它定义了哪些连接点应该被通知所关注。

引入(Introduction)

引入允许在运行时动态地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

Spring支持使用@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JDBC抽象层,它简化了数据库操作,并提供了异常处理和资源管理。

事务管理

Spring提供了声明式和编程式事务管理,以及事务传播机制和隔离级别。

DAO支持

Spring提供了DAO(数据访问对象)支持,包括JDBC模板和ORM框架集成。

ORM集成

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

Spring Data

Spring Data提供了一组基于Spring的声明式数据访问库,如Spring Data JPA、MongoDB和Redis。

Spring Web与MVC

Spring Web和MVC是Spring框架提供的Web开发框架,它包括DispatcherServlet、控制器、请求映射、视图解析和数据绑定。

DispatcherServlet

DispatcherServlet是Spring MVC的前端控制器,它负责接收HTTP请求并调用相应的控制器方法。

控制器(@Controller, @RestController)

控制器是处理HTTP请求的组件,它可以使用@Controller@RestController注解。

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

请求映射注解用于将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逻辑视图名并返回相应的视图。

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)

返回处理注解用于将控制器方法的返回值转换为HTTP响应。

文件上传(MultipartFile)

MultipartFile接口用于处理文件上传。

拦截器(HandlerInterceptor)

拦截器是Spring MVC提供的拦截请求的组件。

异常处理(@ControllerAdvice, @ExceptionHandler)

异常处理注解用于处理控制器方法抛出的异常。

Spring WebFlux

Spring WebFlux是Spring框架提供的响应式Web框架,它支持异步和非阻塞编程。

Spring Boot核心特性

Spring Boot简化了Spring应用程序的创建和配置,包括自动配置、起步依赖、嵌入式容器和配置文件。

自动配置(Auto-Configuration)

Spring Boot自动配置是基于类路径上的依赖和配置文件来配置应用程序的。

起步依赖(Starter POMs)

起步依赖是Spring Boot提供的预配置的依赖项,它们简化了应用程序的构建。

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配置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(应用监控)

Spring Boot Actuator提供了一组端点,用于监控和管理Spring Boot应用程序。

Spring Boot CLI

Spring Boot CLI是Spring Boot提供的命令行工具,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是一组Spring框架的扩展,它提供了构建分布式系统的工具和框架。

服务注册与发现(Eureka, Nacos)

服务注册与发现是Spring Cloud微服务架构的核心组件,它允许服务实例注册和发现其他服务实例。

负载均衡(Ribbon, LoadBalancer)

负载均衡是Spring Cloud微服务架构的另一个核心组件,它用于将请求分配到不同的服务实例。

服务调用(OpenFeign)

OpenFeign是Spring Cloud提供的声明式REST客户端,它简化了服务调用。

熔断器(Hystrix, Resilience4j)

熔断器是Spring Cloud微服务架构的另一个核心组件,它用于防止系统过载。

网关(Zuul, Spring Cloud Gateway)

网关是Spring Cloud微服务架构的另一个核心组件,它用于路由和过滤请求。

配置中心(Config Server, Nacos Config)

配置中心是Spring Cloud微服务架构的另一个核心组件,它用于集中管理应用程序配置。

消息总线(Bus)

消息总线是Spring Cloud微服务架构的另一个核心组件,它用于在服务之间传递消息。

链路追踪(Sleuth + Zipkin)

链路追踪是Spring Cloud微服务架构的另一个核心组件,它用于跟踪请求在分布式系统中的路径。

分布式事务(Seata)

分布式事务是Spring Cloud微服务架构的另一个核心组件,它用于确保分布式系统中的事务一致性。

Spring Security安全

Spring Security是Spring框架提供的认证和授权框架。

身份认证(Authentication)

身份认证是验证用户身份的过程。

授权(Authorization)

授权是确定用户是否有权限执行特定操作的过程。

表单登录与注销

表单登录与注销是Spring Security提供的认证机制。

OAuth2协议支持

OAuth2是Spring Security提供的授权框架。

JWT(JSON Web Token)

JWT是Spring Security提供的基于JSON的令牌格式。

方法级安全(@PreAuthorize)

方法级安全是Spring Security提供的授权机制。

CSRF防护

CSRF防护是Spring Security提供的防止跨站请求伪造的机制。

Spring设计模式应用

Spring框架在实现其功能时,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。

工厂模式(BeanFactory)

工厂模式是Spring框架中BeanFactory的实现。

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。

代理模式(AOP动态代理)

代理模式是Spring框架中AOP的实现。

模板方法(JdbcTemplate, RestTemplate)

模板方法是Spring框架中JdbcTemplate和RestTemplate的实现。

观察者模式(ApplicationEvent)

观察者模式是Spring框架中ApplicationEvent的实现。

适配器模式(HandlerAdapter)

适配器模式是Spring框架中HandlerAdapter的实现。

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是Spring框架提供的消息传递框架,它支持JMS集成。

Spring Integration(企业集成模式)

Spring Integration是Spring框架提供的企业集成模式框架。

Spring Batch(批处理)

Spring Batch是Spring框架提供的批处理框架。

Spring Session(分布式会话管理)

Spring Session是Spring框架提供的分布式会话管理框架。

Spring Cache(缓存抽象:@Cacheable)

Spring Cache是Spring框架提供的缓存抽象框架。

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