Spring的整体架构

Spring是Java业界开源框架王者,在微服务时代地位巩固。其为分层架构,约含20个模块,大致分为Core Container、Data Access、Web、AOP、Test等部分,各部分有不同功能,如Core Container提供IOC和依赖注入特性,AOP可降低代码耦合性。

前言

Spring从02年到现在,是java业界无可争议的开源框架王者,也形成了它自己的一个生态。

尤其是现在的微服务在行其道,Springboot、SpringCloud的逐渐崛起,更加巩固了它的地位。

Spring的整体架构

Spring框架是一个分层架构,它包含一系列的功能要素,并被分为大约20个模块

模块

这些模块大致分为下面几个部分

Core Container

核心容器,包含Beans、Context、Core、Expression Language模块。Core和Beans模块是框架的基础部分,提供IOC和依赖注入特性。

  •  Core模块是其它组件的基本核心。spring的其它组件都要使用到这个包里的核心工具类。我们也可以在自己的应用系统中使用这些工具类
  • Beans模块是所有应用都要用到的,它包含访问配置文件、创建和管理bean以及进行Inversion of Control/Dependency Injection(Ioc/DI)操作相关所有类
  • ApplicationContext接口是Context模块的关键。Context模块构建于Core和beans模块基础之上,提供了一种类似于JNDI的框架式的对象访问方法。Context继承了Beans的特性,为Spring核心提供了大量的扩展,比如国际化、事件传播、资源加载和对Context的透明创建的支持。同时支持一些J2EE的特性,例如EJB、JMX和基础的远程处理

Data Access

Data Access 包含JDBC、ORM、OXM、JMS、Transactions模块

  • JDBC模块包括了Spring对JDBC数据访问进行封装的所有类。它提供了一个抽象层,可以消除冗长的JDBC编码和解析数据库厂商的 特有的错误代码
  • ORM为流程的对象-关系映射API,如JPA、Hiberate、ibatis等,提供了一个交互层。利用ORM包装,可以混合使用所有Spring提供的特性进行O/R映射。
  • OXM提供了一个Object/XML映射实现的抽象层,实现包含JAXB、Castor、XMLBeans、JiBX和XStream
  • JMS(Java Messaging Service)模块主要包含了一些制造和消费的特性
  • Transaction模块支持编程和声明性的事物管理,这些事物类必须实现特定的接口,并且对所有的POJO都适用

Web

Web上下文建立在应用上下文之上,为基于Web在应用程序提供了上下文。包含了Web、Web-servlet、Web-struts、Web-porlet模块

  • Web模块:提供了基础的面向web的集成特性。例如,多文件上传、使用servlet listeners初始化IOC容器以及一个面向Web的应用上下文。它还包含Spring远程支持中Web的相关部分
  • Web-servlet:包含spring在model-view-controller(MVC)实现。Spring的MVC框架使用模型范围内的代码和web forms之间能够清楚的分离开来,并与spring的其它特性集成在一起
  • Web-Porlet:提供了用于Porlet环境和Web-Servlet模块的MVC实现

AOP

AOP模块提供了一个符合AOP联盟标准的面向切面的编程的实现,它可以通过定义方法拦截器和切点,从而将逻辑代码分开,降低它们之间的耦合性。比如Spring的事物管理,就可以利用AOP实现。其中:

  • Aspects模块提供了对AspectJ的集成支持
  • Instrumentation模块提供了class instrumentation支持和classloader实现,使的可以在特定的应用服务器上使用

Test

Test模块支持使用JUnit和TestNG对Spring组件进行测试

 

### Spring Cloud整体架构图及组件说明 Spring Cloud 的整体架构设计旨在支持微服务开发,其核心目标是简化分布式系统的构建过程。以下是关于 Spring Cloud 架构及其主要组件的详细介绍。 #### 1. **整体架构概述** Spring Cloud 提供了一种模块化的方式,允许开发者轻松集成多种功能来满足不同场景的需求。它利用了 Spring Boot 的特性,使得复杂的分布式系统可以通过简单的配置完成初始化和部署[^1]。整个架构由多个独立但相互协作的组件构成,涵盖了从服务注册与发现到负载均衡、断路保护等多个方面。 #### 2. **核心组件详解** ##### (1) **服务发现与注册** 服务发现机制是微服务架构的核心之一。Spring Cloud 使用诸如 Eureka 或 Nacos 等工具作为服务注册中心,使客户端能够动态查找并连接其他服务实例[^4]。 - **Eureka**: 来自 Netflix 的开源项目,主要用于服务注册和服务发现。 - **Nacos**: 阿里巴巴推出的解决方案,不仅支持服务发现还具备强大的配置管理能力。 ##### (2) **配置管理** 为了适应多环境下的应用需求,Spring Cloud 提供了集中式的配置管理系统。这有助于减少重复劳动,并提升应用程序对外部变化的响应速度[^3]。 - **Config Server/Client**: 基于 Git 或 SVN 存储库实现统一配置文件管理。 - **Nacos Config Module**: 结合 Nacos 实现更高效的动态刷新策略。 ##### (3) **API网关** 作为进入内部微服务体系的第一道屏障,API Gateway 扮演着至关重要的角色。它可以执行身份认证、流量控制以及请求分发等功能。 - **Zuul / Spring Cloud Gateway**: Zuul 是早期推荐的选择,而后者则以其高性能著称。 ##### (4) **负载均衡** 当面对高并发访问时,合理分配工作负荷显得尤为重要。Spring Cloud 支持两种形式的负载均衡方案:客户端侧(Ribbon)和服务器端(如 LVS)。前者嵌入业务逻辑层中直接操作 HTTP 请求头信息;后者依赖硬件设施或者专用软件完成任务分流[^4]。 ##### (5) **熔断器与容错处理** 为了避免单点故障引发连锁反应,引入 Hystrix/Sentinel 这样的熔断器非常必要。它们能够在检测到异常情况后迅速隔离受影响部分,并触发备用计划以维持系统稳定性[^4]。 ##### (6) **消息中间件** 对于异步通信场景而言,可靠的消息队列不可或缺。Kafka/RabbitMQ 被广泛应用于事件驱动型架构当中,帮助解耦生产者消费者之间的时间约束关系[^2]。 ##### (7) **监控与追踪** 最后,在实际运行过程中还需要密切监视各项指标表现以便及时发现问题所在。Zipkin 和 Sleuth 可以为用户提供完整的调用链路跟踪记录,便于定位瓶颈位置或错误源头[^2]。 #### 3. **典型交互流程描述** 假设用户通过浏览器发起一次 Web 页面加载动作,则可能经历以下几个阶段: 1. DNS 查询解析得到具体 IP 地址; 2. CDN 缓存命中返回静态资源内容加速展示效果; 3. 动态数据请求经由 NGINX/Gateway 层面的安全校验后再转交给对应后台服务节点处理; 4. 后台服务依据本地缓存(REDIS)优先读取所需资料,若未命中再向数据库或其他外部存储介质索取补充材料; 5. 全文检索类查询交予 ELASTICSEARCH 完成高效匹配运算; 6. 日志写入 ES 并借助 KIBANA 工具呈现图表统计结果辅助运维人员分析性能趋势走向等等。 ```java // 示例代码片段展示了如何定义一个简单的 RESTful API 接口 @RestController @RequestMapping("/example") public class ExampleController { @Autowired private SomeService someService; @GetMapping("/{id}") public ResponseEntity<String> getExample(@PathVariable String id){ try { return new ResponseEntity<>(someService.getDataById(id), HttpStatus.OK); } catch(Exception e){ return new ResponseEntity<>("Error occurred", HttpStatus.INTERNAL_SERVER_ERROR); } } } ``` 相关问题
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