📕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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IoC容器核心依赖注入实现模式
Spring框架的IoC容器是实现依赖注入的关键,其核心在于将对象的创建、配置和组装交给容器来管理。以下对每种依赖注入模式的实现细节进行详细说明。
构造器注入
构造器注入通过在对象构造函数中注入依赖项。这种方式要求在对象创建时必须确定所有的依赖关系。例如,假设有一个数据库连接对象DBConnection
,其构造器注入一个DataSource
对象:
public class DBConnection {
private DataSource dataSource;
public DBConnection(DataSource dataSource) {
this.dataSource = dataSource;
}
}
这里,DataSource
对象在创建DBConnection
对象时必须提供,确保了对象依赖关系的及早绑定。
Setter注入
Setter注入通过为类中的属性提供setter方法来实现依赖注入。这种方式的灵活性较高,可以在对象创建后,通过setter方法动态地设置依赖。例如:
public class UserService {
private UserRepository userRepository;
public void setUserRepository(UserRepository userRepository) {
this.userRepository = userRepository;
}
}
在对象的创建过程中,可以不提供userRepository
的实例,后续再通过setter方法注入。
字段注入
字段注入直接在类的字段上注入依赖,通常通过@Autowired
注解实现。这种方式相对简单,但可能存在注入时机不明确的问题。例如:
public class ServiceClass {
@Autowired
private Dependency dependency;
}
Spring容器在初始化对象时,会自动将匹配的依赖注入到对应的字段中。
方法注入
方法注入通过在类中定义特定的注入方法来实现依赖注入。这种方法比较灵活,但需要额外定义注入方法,可能会增加代码复杂度。例如:
public class MyBean {
private Dependency dependency;
public void init() {
this.dependency = context.getBean(Dependency.class);
}
}
在对象的初始化方法init
中,通过context.getBean
获取依赖对象。
组件扫描机制
组件扫描机制是Spring自动装配的基础,通过@ComponentScan
注解指定组件的搜索范围。例如:
@ComponentScan("com.example")
public class AppConfig {
}
Spring容器会扫描com.example
包及其子包下的所有带有@Component
注解的类,并将它们注册为Bean。
Bean作用域
Bean作用域定义了Bean的实例化和销毁方式。Spring提供了多种作用域,包括:
- Singleton:默认作用域,表示每个Spring IoC容器中只有一个Bean实例。
- Prototype:每次通过
getBean
方法获取Bean时都会创建一个新的实例。 - Request:每次HTTP请求都会创建一个新的Bean实例,通常用于Web应用程序。
条件化配置
通过@Conditional
注解实现条件化配置,只有满足特定条件时才会创建或配置Bean。例如:
@Component
@Conditional(WindowsCondition.class)
public class WindowsBean {
}
WindowsCondition
类实现了Condition
接口,用于判断是否满足创建WindowsBean
的条件。
AOP技术体系
Spring AOP通过代理模式实现面向切面编程,将横切关注点与业务逻辑分离。
代理模式实现
Spring AOP主要使用两种代理实现方式:
- JDK动态代理:基于接口的代理,适用于实现了至少一个接口的类。
- CGLIB代理:基于类的代理,适用于没有实现任何接口的类。
切点表达式语法
切点表达式用于指定需要拦截的方法,例如:
@Pointcut("execution(* com.example.service.*.*(..))")
public void serviceMethods() {
}
此表达式表示拦截com.example.service
包下所有服务的所有方法。
通知类型
Spring AOP提供了多种通知类型:
- 前置通知(Before):在目标方法执行之前执行。
- 后置通知(After):在目标方法执行之后执行。
- 环绕通知(Around):在目标方法执行前后都执行。
- 异常通知(AfterThrowing):在目标方法抛出异常时执行。
- 最终通知(AfterReturning):在目标方法正常执行完毕后执行。
AOP应用场景
AOP广泛应用于日志管理、性能监控、安全控制等领域,通过将横切关注点从业务逻辑中分离,提高了代码的可读性和可维护性。
数据持久化
Spring框架提供了一系列数据持久化解决方案,包括JDBC模板、事务管理、ORM集成等。
JDBC模板
Spring JDBC模板简化了JDBC编程,提供了声明式编程方式实现数据库操作。例如,通过JdbcTemplate
类执行查询:
JdbcTemplate jdbcTemplate = new JdbcTemplate(dataSource);
List<User> users = jdbcTemplate.query("SELECT * FROM users", (rs, rowNum) -> {
User user = new User();
user.setId(rs.getInt("id"));
user.setName(rs.getString("name"));
return user;
});
事务管理
Spring支持声明式事务和编程式事务。声明式事务通过@Transactional
注解实现,而编程式事务则通过TransactionTemplate
或PlatformTransactionManager
实现。
ORM集成
Spring支持多种ORM框架,如Hibernate、JPA等,通过集成ORM框架,可以实现对象关系映射。
会话管理
Spring提供了SessionFactory
和EntityManagerFactory
用于管理ORM框架的会话。
JPA规范实现
Spring Data JPA是Spring框架对JPA规范的一种实现,提供了基于声明式编程的数据持久化解决方案。
多数据源配置
Spring支持多数据源配置,通过DataSourceTransactionManager
实现事务管理。
Web开发体系
Spring框架提供了强大的Web开发体系,包括MVC架构、RESTful支持、异常处理等。
MVC架构
Spring MVC将Web应用程序分为模型(Model)、视图(View)和控制器(Controller)三个部分。
- 控制器(Controller):负责处理用户请求,返回响应。
- 视图解析器(ViewResolver):负责解析视图名称,返回对应的视图对象。
- 数据绑定(DataBinder):负责将请求参数绑定到模型对象。
RESTful支持
Spring MVC支持RESTful风格开发,通过使用@RequestMapping
、@PathVariable
等注解实现。
异常处理机制
Spring MVC提供了丰富的异常处理机制,包括全局异常处理器、异常映射器等。
文件上传下载
Spring MVC支持文件上传下载功能,通过MultipartFile
接口实现。
安全框架
Spring Security是Spring框架提供的安全框架,支持认证、授权、CSRF防护、OAuth2等安全特性。
认证流程
Spring Security提供了多种认证方式,如基于表单、基于令牌等。
授权模型
Spring Security支持基于角色的访问控制,通过定义权限和角色来实现。
CSRF防护
Spring Security提供了CSRF防护机制,防止跨站请求伪造攻击。
OAuth2集成方法
Spring Security支持OAuth2认证,可以通过集成Spring Security OAuth2实现。
方法级安全
Spring Security支持方法级安全,通过@PreAuthorize
、@PostAuthorize
等注解实现。
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、响应式编程等。
事件发布/监听机制
Spring事件机制允许发布和监听事件,实现解耦。
SpEL表达式
Spring表达式语言(SpEL)是一种强大的表达式求值语言,可以用于动态计算值。
响应式编程(WebFlux)
Spring WebFlux是Spring框架提供的响应式编程框架,支持异步非阻塞编程。
测试框架集成
Spring支持JUnit、TestNG等测试框架,方便进行单元测试和集成测试。
缓存抽象
Spring提供缓存抽象,支持多种缓存实现,如EhCache、Redis等。
Spring Boot生态
Spring Boot是Spring框架的一个子项目,简化了Spring应用的创建和部署。
自动配置原理
Spring Boot通过自动配置原理,根据项目依赖自动配置相关组件。
Starter机制
Spring Boot提供了Starter依赖,简化了项目依赖管理。
Actuator监控
Spring Boot Actuator提供了一系列端点,用于监控和度量应用程序。
配置文件体系
Spring Boot支持多种配置文件,如application.properties
、application.yml
等,方便配置应用程序。
总结:
Spring框架是一个功能强大的Java企业级应用开发框架,它提供了IoC容器、AOP技术、数据持久化、Web开发体系、安全框架、高级特性以及Spring Boot生态等丰富功能。通过学习和掌握这些知识点,可以更好地进行Java企业级应用开发。
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