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、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。

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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,核心容器是其最基础的部分,它负责管理应用程序中的对象,即Bean。Spring容器通过IoC(控制反转)和DI(依赖注入)的概念,实现了对Bean的创建、配置和管理。

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对象内部转移到外部容器。在Spring中,IoC容器负责实例化对象,并设置它们之间的依赖关系。这种做法使得对象之间的耦合度降低,提高了代码的可维护性和可测试性。

DI是IoC的一种实现方式,它允许对象通过构造函数、设值方法或接口注入依赖。在Spring中,DI可以通过XML配置、注解或Java配置来实现。

Bean生命周期管理

Spring容器负责管理Bean的生命周期,包括创建、初始化、使用和销毁。Spring提供了多种初始化和销毁方法,如init-methoddestroy-method,以及@PostConstruct@PreDestroy注解。

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框架中最早期的容器,它提供了基本的Bean管理功能。ApplicationContext是BeanFactory的子接口,它提供了更多的功能,如国际化支持、事件发布等。

注解驱动开发

Spring提供了丰富的注解,如@Component@Service@Repository@Autowired,用于简化Bean的创建和依赖注入。

Java配置

Spring允许使用Java代码来配置Bean,通过@Configuration注解标记配置类,并使用@Bean注解定义Bean。

XML配置驱动

Spring也支持使用XML文件来配置Bean,通过<bean>标签定义Bean的属性和依赖关系。

SpEL(Spring表达式语言)

SpEL是Spring提供的一种表达式语言,它可以用于在配置文件或Java代码中动态地访问和操作对象。

Spring AOP

Spring AOP是Spring框架提供的面向切面编程(AOP)支持。AOP允许将横切关注点(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测试性。

切面(Aspect)

切面是包含通知(Advice)和切点(Pointcut)的模块。通知是执行在特定连接点上的操作,而切点是匹配连接点的表达式。

连接点(Join Point)

连接点是程序执行过程中的特定点,如方法执行、字段访问等。

通知(Advice)

通知是执行在连接点上的操作,包括@Before(前置通知)、@After(后置通知)、@Around(环绕通知)、@AfterThrowing(异常通知)和@AfterReturning(返回通知)。

切点(Pointcut)

切点是匹配连接点的表达式,用于确定通知应该在哪些连接点上执行。

引入(Introduction)

引入允许在运行时动态地向现有Bean添加新的方法和属性。

织入(Weaving)

织入是将切面应用到目标对象上的过程。

@AspectJ注解支持

Spring支持使用@AspectJ注解来定义切面,这些注解提供了更简洁的语法来定义切点和通知。

Spring数据访问与集成

Spring提供了丰富的数据访问和集成支持,包括JDBC抽象、事务管理、ORM集成和Spring Data。

JDBC抽象(JdbcTemplate)

JdbcTemplate是Spring提供的一个JDBC抽象层,它简化了JDBC编程,并提供了异常处理和资源管理。

事务管理

Spring提供了声明式事务管理和编程式事务管理。声明式事务使用@Transactional注解来声明事务边界,而编程式事务则通过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嵌套事务中的行为,如PROPAGATION_REQUIRED表示如果当前没有事务,就新建一个事务,如果已经存在一个事务中,加入到这个事务中。

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,如READ_COMMITTED表示一个事务只能看到已经提交的数据。

DAO支持

Spring提供了DAO(数据访问对象)支持,包括JDBC模板、ORM框架集成和Spring Data。

ORM集成

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

Spring Data

Spring Data提供了一组基于Spring的ORM框架,如JPA和MongoDB。

Spring Web与MVC

Spring Web和MVC是Spring框架提供的Web开发框架,它包括DispatcherServlet、控制器、请求映射、视图解析和数据绑定。

DispatcherServlet

DispatcherServlet是Spring Web MVC的前端控制器,它负责接收请求并调用相应的控制器方法。

控制器(@Controller, @RestController)

控制器负责处理请求并返回响应。@Controller注解用于标记控制器类,而@RestController注解则用于标记RESTful控制器。

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

请求映射用于将HTTP请求映射到控制器方法。@RequestMapping注解可以用于类或方法级别,而@GetMapping@PostMapping等则用于特定类型的请求。

视图解析(ViewResolver)

视图解析器用于解析视图名称并返回相应的视图对象。

数据绑定(@RequestParam, @PathVariable, @RequestBody)

数据绑定用于将请求参数绑定到控制器方法的参数。

返回处理(@ResponseBody, ResponseEntity)

@ResponseBody注解用于将控制器方法的返回值直接写入HTTP响应体,而ResponseEntity则用于更复杂的响应处理。

文件上传(MultipartFile)

MultipartFile接口用于处理文件上传。

拦截器(HandlerInterceptor)

拦截器用于在请求处理过程中执行特定的操作,如日志记录、权限检查等。

异常处理(@ControllerAdvice, @ExceptionHandler)

@ControllerAdvice注解用于定义全局异常处理器,而@ExceptionHandler注解则用于标记处理特定异常的方法。

Spring WebFlux

Spring WebFlux是Spring框架提供的响应式Web框架,它支持异步和非阻塞编程模型。

Spring Boot核心特性

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

自动配置(Auto-Configuration)

Spring Boot的自动配置功能可以根据类路径下添加的jar依赖自动配置Bean。

起步依赖(Starter POMs)

Spring Boot提供了多个Starter POMs,它们包含了构建Spring应用所需的所有依赖。

嵌入式容器(Tomcat, Jetty, Undertow)

Spring Boot支持使用嵌入式容器来运行Spring应用。

配置文件(application.properties / .yml)

Spring Boot使用application.propertiesapplication.yml文件来配置应用。

Profile多环境配置

Spring Boot支持使用Profile来配置多环境,如开发环境、测试环境和生产环境。

Actuator(应用监控)

Spring Boot Actuator提供了一组端点,用于监控和管理Spring应用。

Spring Boot CLI

Spring Boot CLI是一个命令行工具,用于创建和运行Spring Boot应用。

Spring Cloud微服务组件

Spring Cloud是一组Spring框架的模块,它提供了构建微服务架构所需的各种组件。

服务注册与发现(Eureka, Nacos)

服务注册与发现组件用于注册和发现微服务实例。

负载均衡(Ribbon, LoadBalancer)

负载均衡组件用于将请求分发到不同的服务实例。

服务调用(OpenFeign)

OpenFeign是Spring Cloud提供的一个声明式REST客户端,它简化了服务调用。

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请求。

配置中心(Config Server, Nacos Config)

配置中心组件用于集中管理配置。

消息总线(Bus)

消息总线组件用于在微服务之间传递消息。

链路追踪(Sleuth + Zipkin)

链路追踪组件用于追踪请求在微服务之间的传递路径。

分布式事务(Seata)

分布式事务组件用于处理分布式事务。

Spring Security安全

Spring Security是Spring框架提供的安全框架,它提供了身份认证、授权和安全性等功能。

身份认证(Authentication)

身份认证用于验证用户的身份。

授权(Authorization)

授权用于确定用户是否有权限执行特定的操作。

表单登录与注销

表单登录与注销是Spring Security提供的一种身份认证方式。

OAuth2协议支持

OAuth2协议支持用于授权第三方应用访问受保护资源。

JWT(JSON Web Token)

JWT是一种用于在网络上安全传输信息的格式。

方法级安全(@PreAuthorize)

方法级安全用于在方法级别上实现安全性。

CSRF防护

CSRF防护用于防止跨站请求伪造攻击。

Spring设计模式应用

Spring框架在实现其功能时,应用了多种设计模式,如工厂模式、单例模式、代理模式、模板方法和观察者模式。

工厂模式(BeanFactory)

BeanFactory是Spring框架中应用工厂模式的一个例子。

单例模式(Bean作用域)

单例作用域是Spring框架中应用单例模式的一个例子。

代理模式(AOP动态代理)

AOP动态代理是Spring框架中应用代理模式的一个例子。

模板方法(JdbcTemplate, RestTemplate)

JdbcTemplate和RestTemplate是Spring框架中应用模板方法模式的一个例子。

观察者模式(ApplicationEvent)

ApplicationEvent是Spring框架中应用观察者模式的一个例子。

适配器模式(HandlerAdapter)

HandlerAdapter是Spring框架中应用适配器模式的一个例子。

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、Spring Session和Spring Cache。

Spring Messaging(JMS集成)

Spring Messaging提供了对JMS(Java消息服务)的支持。

Spring Integration(企业集成模式)

Spring Integration提供了一种声明式的方式来集成不同的消息系统、服务和其他系统。

Spring Batch(批处理)

Spring Batch提供了一种声明式的方式来处理批处理作业。

Spring Session(分布式会话管理)

Spring Session提供了一种分布式会话管理机制。

Spring Cache(缓存抽象:@Cacheable)

Spring Cache提供了一种缓存抽象,它允许在方法上使用@Cacheable注解来缓存结果。

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Java程序员廖志伟

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