Spring框架核心技术解析-CSDN博客

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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）清华大学出版社签约作家、Java领域优质创作者、CSDN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。不定期分享高并发、高可用、高性能、微服务、分布式、海量数据、性能调优、云原生、项目管理、产品思维、技术选型、架构设计、求职面试、副业思维、个人成长等内容。

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一、IoC容器核心依赖注入实现模式

Spring的IoC容器通过反射机制和工厂模式实现依赖注入，其核心是BeanFactory和ApplicationContext两个接口。在Spring中，Bean的定义和生命周期管理都由IoC容器负责。

构造器注入：在类定义时，通过构造器参数实现依赖注入。Spring通过反射获取构造器参数类型，并创建相应的对象实例，然后将这些实例注入到目标Bean中。
Setter注入：在Bean的setter方法上添加注解（如@Autowired），Spring会自动调用相应的setter方法，并将依赖注入到对象中。这种方式可以灵活地更改依赖关系，无需修改类定义。
字段注入：通过在字段上添加注解（如@Resource），Spring会自动将依赖注入到字段中。字段注入在XML配置中较为常见，但在Java配置中较少使用。
方法注入：在方法上添加注解（如@PostConstruct），Spring在Bean初始化完成后调用该方法，实现依赖注入。
组件扫描机制：通过在配置类上添加@ComponentScan注解，Spring会自动扫描指定包及其子包下的类，并根据注解自动注册为Bean。
Bean作用域：Spring支持多种作用域，如Singleton、Prototype、Request、Session等。Singleton是默认作用域，Prototype每次请求都会创建一个新的Bean实例。
条件化配置：通过@Profile注解，Spring可以根据不同的环境配置激活不同的Bean。

二、AOP技术体系

Spring AOP基于代理模式实现，支持JDK动态代理和CGLIB代理。

代理模式实现：Spring通过动态代理技术创建代理对象，代理对象负责拦截目标对象的方法调用，并执行相应的通知。
切点表达式语法：Spring AOP使用AspectJ切点表达式语法，支持方法、类、包等多种切点表达式。
通知类型：
- 前置通知：在目标方法执行之前执行，如@Before。
- 后置通知：在目标方法执行之后执行，如@After。
- 环绕通知：在目标方法执行前后都执行，如@Around。
- 异常通知：在目标方法抛出异常时执行，如@AfterThrowing。
- 最终通知：在目标方法正常或异常执行完毕后执行，如@AfterReturning。
AOP应用场景：Spring AOP广泛应用于日志管理、性能监控、安全控制、事务管理等场景。

三、数据持久化

Spring数据持久化支持多种技术，如JDBC模板、Hibernate、JPA等。

JDBC模板：Spring JDBC模板简化了JDBC操作，提供声明式事务管理。例如，使用JdbcTemplate执行SQL语句。
事务管理：
- 声明式事务编程：通过@Transactional注解，Spring自动管理事务。
- 编程式事务：通过TransactionTemplate或PlatformTransactionManager手动控制事务。
ORM集成：Spring集成了Hibernate和JPA，提供会话管理。例如，使用HibernateTemplate或EntityManager来操作数据库。
JPA规范实现：Spring Data JPA基于JPA规范，简化了数据库操作。例如，使用@Query注解编写原生SQL查询。
多数据源配置：Spring支持配置多个数据源，并允许在应用程序中切换数据源。例如，使用AbstractRoutingDataSource实现数据源路由。

四、Web开发体系

Spring MVC框架基于MVC架构，提供强大的Web应用程序开发支持。

MVC架构组件：
- 控制器：处理用户请求，如@Controller。
- 视图：展示数据，如JSP、Thymeleaf等。
- 模型：数据模型，如Model、ModelAndView等。
视图解析：Spring支持多种视图解析器，如InternalResourceViewResolver、ThymeleafViewResolver等。
数据绑定：Spring自动将请求参数绑定到模型对象，如@ModelAttribute、@RequestParam等。
RESTful支持：Spring MVC支持RESTful风格的URL，如@RequestMapping(method = RequestMethod.GET)、@ResponseBody等。
异常处理机制：Spring MVC提供异常处理机制，如@ControllerAdvice、@ExceptionHandler等。
文件上传下载：Spring MVC支持文件上传和下载，如MultipartFile、CommonsMultipartFile等。

五、安全框架

Spring Security是一个功能强大的安全框架，提供认证和授权功能。

认证流程：Spring Security支持多种认证机制，如基于表单、基于令牌、基于HTTP Basic认证等。
授权模型：Spring Security提供丰富的授权模型，如基于角色、基于权限、基于IP地址等。
CSRF防护：Spring Security提供CSRF防护机制，如HttpOnlyCookie、SameSiteCookie等。
OAuth2集成：Spring Security支持OAuth2协议，如OAuth2RestTemplate、OAuth2ResourceDetails等。
方法级安全：通过@PreAuthorize、@PostAuthorize等注解，Spring Security实现方法级安全控制。

六、高级特性

Spring框架还提供了一些高级特性，如事件发布/监听机制、SpEL表达式、响应式编程、测试框架集成、缓存抽象等。

事件发布/监听机制：Spring提供事件发布/监听机制，允许组件之间进行通信。例如，使用ApplicationEvent和ApplicationListener实现事件监听。
SpEL表达式：Spring表达式语言（SpEL）提供了一种基于表达式的强大方式来操作对象。例如，使用SpEL表达式计算属性值、访问对象属性等。
响应式编程（WebFlux）：Spring WebFlux是Spring框架的响应式Web框架，支持异步编程。例如，使用Mono、Flux等响应式类型处理异步数据。
测试框架集成：Spring支持JUnit、TestNG等测试框架，如Spring Test、Mockito等。
缓存抽象：Spring提供缓存抽象，支持多种缓存实现。例如，使用CacheManager、Cache等接口操作缓存。

七、Spring Boot生态

Spring Boot是Spring框架的一个模块，简化了Spring应用的创建和配置。

自动配置原理：Spring Boot通过自动配置来简化应用配置。例如，根据类路径下的依赖自动配置数据库连接、JPA等。
Starter机制：Spring Boot提供了Starter依赖来简化依赖管理。例如，spring-boot-starter-web包含Web开发所需的依赖。
Actuator监控：Spring Boot Actuator提供了监控和管理Spring Boot应用的能力。例如，使用HTTP API获取应用信息、查看日志等。
配置文件体系：Spring Boot使用application.properties或application.yml作为配置文件。例如，使用@Value注解获取配置文件中的值。

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