📕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容器与依赖注入
IoC容器在Spring框架中扮演着至关重要的角色,它不仅负责创建对象实例,还负责管理对象的生命周期以及对象之间的依赖关系。Spring通过控制反转(IoC)的概念,将对象的创建权交给了IoC容器,从而使得应用程序的代码与对象创建和依赖管理解耦。
核心依赖注入实现模式
-
构造器注入:这种模式要求在创建对象时,通过构造器参数直接注入依赖。这种方式可以确保依赖项在对象创建时就被正确设置,但需要确保所有依赖项都在对象创建时已知。
-
Setter注入:通过setter方法注入依赖项,这种方式更加灵活,允许在对象创建后动态更改依赖。Spring提供了
@Autowired
注解来自动注入依赖,或者使用@Inject
注解(当使用JSR-330依赖注入规范时)。 -
字段注入:通过在字段上使用
@Autowired
或@Resource
注解来注入依赖。这种方式通常用于注入简单的类型,如基本类型或POJO。 -
方法注入:通过定义特定的注入方法来注入依赖,如
setSomeDependency()
,然后使用@Autowired
注解该方法。这种方法较为罕见,通常不推荐使用。
组件扫描机制
Spring的组件扫描机制允许IoC容器自动发现和注册带有特定注解的类。通过配置文件或注解,Spring可以扫描特定的包,自动识别并注册组件,如@Component
、@Service
、@Repository
等。
Bean作用域
Spring支持多种Bean作用域,包括:
- Singleton:默认作用域,每个Spring IoC容器只创建一个Bean实例。
- Prototype:每次请求时创建一个新的Bean实例,适用于有状态的对象。
- Request:每个HTTP请求创建一个新的Bean实例,适用于Web应用程序中的请求处理。
- Session:每个HTTP会话创建一个新的Bean实例。
条件化配置(@Conditional)
@Conditional
注解允许根据特定的条件来决定是否创建或注册Bean。这可以用于实现复杂的配置逻辑,如根据不同的环境或条件选择不同的Bean。
二、AOP技术体系
AOP技术允许在不修改源代码的情况下,将横切关注点(如日志记录、事务管理、安全控制等)与业务逻辑分离。
代理模式实现
Spring AOP主要使用两种代理模式来实现:
- JDK动态代理:当目标对象实现了至少一个接口时,可以使用JDK动态代理创建代理对象。
- CGLIB代理:当目标对象没有实现任何接口时,可以使用CGLIB库动态生成目标对象的子类,并重写目标方法来创建代理。
切点表达式语法
切点表达式是定义哪些方法应该被拦截的关键。Spring AOP提供了丰富的切点表达式语法,包括:
execution(* com.example.service.*.*(..))
:匹配所有在com.example.service
包下的服务类中定义的方法。within(com.example.service)
:匹配所有在com.example.service
包下的类中定义的方法。this(com.example.service.MyService)
:匹配代理对象为com.example.service.MyService
类型的任何方法。
通知类型
Spring AOP提供了多种通知类型,包括:
- 前置通知(Before Advice):在目标方法执行之前执行。
- 后置通知(After Returning Advice):在目标方法正常返回后执行。
- 环绕通知(Around Advice):围绕目标方法执行,可以控制方法的执行。
- 异常通知(After Throwing Advice):在目标方法抛出异常时执行。
- 最终通知(After Completion Advice):无论目标方法执行成功还是抛出异常,都会执行。
AOP应用场景
AOP技术可以应用于多种场景,如:
- 日志管理:自动记录方法调用和异常。
- 性能监控:监控方法执行时间。
- 安全控制:检查用户权限。
- 事务管理:管理事务边界和传播行为。
三、数据持久化
Spring框架提供了多种数据持久化解决方案,包括JDBC、JPA和ORM。
JDBC模板
Spring的JDBC模板简化了JDBC操作,通过提供JdbcTemplate
类,自动处理数据库连接、事务管理和异常处理。
事务管理
Spring的事务管理提供了声明式事务管理,允许通过注解或XML配置来管理事务。Spring支持编程式事务管理和声明式事务管理。
ORM集成
Spring框架可以与Hibernate、MyBatis等ORM框架集成,提供会话管理和事务管理。
JPA规范实现
Spring Data JPA是一个用于简化JPA操作的框架,它提供了一组预定义的Repository接口,可以自动实现CRUD操作。
多数据源配置
Spring支持配置多个数据源,并允许在运行时切换数据源。通过配置不同的数据源名称和对应的数据库连接信息,可以实现多数据源配置。
四、Web开发体系
Spring Web框架基于MVC架构,提供了一套完整的Web应用程序开发解决方案。
MVC架构组件
- 控制器(Controller):处理用户请求,调用业务逻辑组件。
- 模型(Model):表示应用程序的状态和业务数据。
- 视图(View):展示数据给用户。
RESTful支持
Spring MVC支持RESTful风格的服务开发,允许通过HTTP协议进行CRUD操作。通过使用@RestController
注解,可以轻松创建RESTful控制器。
异常处理机制
Spring MVC提供了一套异常处理机制,可以捕获并处理异常。通过使用@ControllerAdvice
注解,可以定义全局异常处理器。
文件上传下载
Spring MVC支持文件上传和下载功能,允许用户上传文件到服务器,并从服务器下载文件。通过使用MultipartFile
接口,可以方便地处理文件上传。
五、安全框架
Spring Security是一个功能强大的安全框架,它可以用于认证和授权。
认证流程
Spring Security提供了多种认证机制,包括:
- 基于用户名密码的认证:用户通过输入用户名和密码进行认证。
- 基于令牌的认证:使用令牌(如JWT)进行认证。
- 基于OAuth2的认证:使用OAuth2协议进行认证。
授权模型
Spring Security支持基于角色的访问控制,允许根据用户的角色来控制对资源的访问。
CSRF防护
Spring Security提供了CSRF防护机制,防止跨站请求伪造攻击。
OAuth2集成
Spring Security支持OAuth2,允许用户通过第三方服务进行认证。
方法级安全
Spring Security允许在方法级别上指定安全约束,控制方法访问权限。
六、高级特性
事件发布/监听机制
Spring提供了一套事件发布和监听机制,允许在应用程序中发布事件,并让其他组件监听这些事件。通过实现ApplicationListener
接口或使用@EventListener
注解,可以定义事件监听器。
SpEL表达式
Spring表达式语言(SpEL)允许在运行时动态评估表达式,如#{...}
。SpEL表达式可以用于动态获取属性值、调用方法、执行条件判断等。
响应式编程(WebFlux)
Spring WebFlux是一个响应式Web框架,它支持异步和非阻塞编程模型。WebFlux使用Reactor库来处理异步事件,并提供了Reactor类型的响应式流式API。
测试框架集成
Spring提供了与JUnit和TestNG等测试框架的集成,允许编写单元测试和集成测试。通过使用@SpringBootTest
注解,可以启动Spring应用程序并执行测试。
缓存抽象
Spring提供了缓存抽象,允许在应用程序中实现缓存策略。Spring支持多种缓存提供者,如EhCache、Redis、Caffeine等。
七、Spring Boot生态
Spring Boot是一个用于快速开发Spring应用的框架,它简化了配置,并提供了自动配置。
自动配置原理
Spring Boot通过分析类路径和属性配置来自动配置Bean和Spring框架的特性。当发现特定的类或依赖时,Spring Boot会自动配置相应的Bean。
Starter机制
Spring Boot提供了Starter依赖项,它们包含了一组预配置的库和配置,简化了项目构建。例如,spring-boot-starter-web
包含了Spring MVC和Thymeleaf等库。
Actuator监控
Spring Boot Actuator允许监控和管理Spring Boot应用程序。通过HTTP端点,可以获取应用程序的运行时信息、健康状况和配置信息。
配置文件体系
Spring Boot使用属性文件(如application.properties
或application.yml
)来配置应用程序。Spring Boot支持多种配置文件格式,并提供了丰富的配置选项。
通过以上对Spring框架核心知识点的详细描述,我们可以看到这些知识点是如何相互关联和影响的。Spring框架的设计哲学是高度模块化的,它允许开发者根据需要选择和组合不同的组件和特性,从而构建出灵活且可扩展的应用程序。
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