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 容器管理的两个核心概念,它们使得 Spring 容器能够自动创建和配置对象之间的依赖关系。

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 容器负责实例化对象、配置对象以及管理对象的生命周期。

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。Spring 支持多种 DI 机制,包括设值注入、构造函数注入和接口注入。

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 提供了多种机制来管理 Bean 的生命周期,例如初始化和销毁方法、生命周期回调接口和自定义初始化和销毁逻辑。

Bean 作用域

Spring 支持多种 Bean 作用域,包括单例(Singleton)和原型(Prototype)。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,它提供了更丰富的功能,例如国际化支持、事件发布和消息源。

注解驱动开发

Spring 提供了一系列注解,如 @Component、@Service、@Repository 和 @Autowired,用于简化 Bean 的创建和配置。这些注解允许开发者以声明式的方式定义 Bean 的依赖关系。

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 注解和 @Bean 注解来定义 Bean,而 XML 配置则使用 XML 文件来定义 Bean。

SpEL(Spring 表达式语言)

SpEL 是 Spring 提供的一种表达式语言,它允许在运行时动态地访问和操作对象属性、方法、集合和索引。SpEL 可以用于配置文件、注解和表达式语言中。

Spring AOP

Spring AOP 是 Spring 框架提供的面向切面编程(AOP)支持。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重用性。

切面(Aspect)

切面是 AOP 的核心概念,它定义了横切关注点的实现。Spring AOP 使用 AspectJ 注解来定义切面。

连接点(Join Point)

连接点是指程序执行过程中的特定点,如方法执行、字段访问等。Spring AOP 允许在连接点上织入通知(Advice)。

通知(Advice)

通知是 AOP 的核心概念之一,它定义了在连接点上执行的操作。Spring AOP 支持多种通知类型,如前置通知(@Before)、后置通知(@After)、环绕通知(@Around)、异常通知(@AfterThrowing)和返回通知(@AfterReturning)。

切点(Pointcut)

切点是 AOP 的另一个核心概念,它定义了通知应该织入哪些连接点。Spring AOP 使用 AspectJ 表达式来定义切点。

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)

织入是将通知织入目标对象的过程。Spring AOP 使用 AspectJ 编译器来织入通知。

@AspectJ 注解支持

Spring AOP 提供了对 AspectJ 注解的支持,使得开发者可以使用 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。

事务管理

Spring 提供了声明式和编程式的事务管理机制。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编程方式来管理事务。

事务传播机制

事务传播机制定义了事务边界在多个方法调用之间的关系。Spring 支持多种事务传播机制,如 REQUIRED、REQUIRES_NEW、SUPPORTS、MANDATORY 和 NEVER。

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 READ_UNCOMMITTED、READ_COMMITTED、REPEATABLE_READ 和 SERIALIZABLE。

DAO 支持

Spring 提供了对 DAO(数据访问对象)的支持,包括基于接口和基于 XML 的配置。

ORM 集成

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

Spring Data

Spring Data 提供了对各种数据访问技术的支持,包括 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 MVC(模型-视图-控制器)实现。

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控制器方法。

控制器(@Controller, @RestController)

控制器负责处理客户端请求并返回响应。Spring MVC 支持两种控制器类型:基于注解的控制器和基于 XML 的控制器。

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

请求映射定义了控制器方法与客户端请求之间的映射关系。

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)

数据绑定允许将客户端请求的数据绑定到控制器方法的参数。

返回处理(@ResponseBody, ResponseEntity)

返回处理定义了控制器方法返回的数据如何被序列化和发送给客户端。

文件上传(MultipartFile)

Spring MVC 支持文件上传功能,允许控制器接收上传的文件。

拦截器(HandlerInterceptor)

拦截器允许在请求处理过程中执行额外的逻辑。

异常处理(@ControllerAdvice, @ExceptionHandler)

异常处理允许在控制器方法中捕获和处理异常。

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,它简化了 Spring 应用的创建和配置。

自动配置(Auto-Configuration)

Spring Boot 的自动配置功能允许 Spring 容器自动配置应用程序所需的 Bean。

起步依赖(Starter POMs)

Spring Boot 提供了一系列 Starter POMs,它们包含了一组相关的依赖项。

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.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(应用监控)

Spring Boot Actuator 提供了应用程序监控功能,允许开发者监控应用程序的性能和健康状态。

Spring Boot CLI

Spring Boot CLI 是一个命令行工具,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 是一个基于 Spring Boot 的微服务开发平台,它提供了一系列微服务组件。

服务注册与发现(Eureka, Nacos)

服务注册与发现组件允许服务实例在运行时注册和发现其他服务实例。

负载均衡(Ribbon, LoadBalancer)

负载均衡组件负责将客户端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。

熔断器(Hystrix, Resilience4j)

熔断器组件用于处理服务调用失败的情况。

网关(Zuul, Spring Cloud Gateway)

网关组件用于路由和过滤客户端请求。

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分布式系统中传递消息。

链路追踪(Sleuth + Zipkin)

链路追踪组件用于追踪分布式系统的请求路径。

分布式事务(Seata)

分布式事务组件用于处理分布式系统中的事务。

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)

身份认证组件用于验证用户的身份。

授权(Authorization)

授权组件用于控制用户对资源的访问权限。

表单登录与注销

表单登录与注销组件允许用户通过表单登录和注销。

OAuth2 协议支持

OAuth2 协议支持组件允许应用程序使用 OAuth2 协议进行身份认证和授权。

JWT(JSON Web Token)

JWT 组件用于生成和验证 JWT。

方法级安全(@PreAuthorize)

方法级安全组件允许在方法级别上定义安全规则。

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 框架本身就是一个设计模式的集合,它使用了多种设计模式来提高代码的可维护性和可重用性。

工厂模式(BeanFactory)

BeanFactory 是 Spring 容器的基础接口,它使用了工厂模式来创建和配置 Bean。

单例模式(Bean作用域)

Spring 容器默认使用单例模式来创建 Bean。

代理模式(AOP动态代理)

Spring AOP 使用代理模式来实现动态代理。

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 框架使用观察者模式来实现事件发布和订阅。

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,允许开发者以声明式的方式使用缓存。

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