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 Spring 的核心组成部分,它负责管理应用程序中的对象,即 Bean。IoC(控制反转)和 DI(依赖注入)是 Spring 容器管理 Bean 的两种方式,它们使得组件之间的依赖关系更加灵活和可配置。

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代码中分离出来,交由外部容器管理。在 Spring 中,IoC 容器负责实例化、配置和组装 Bean。DI 是 IoC 的实现方式,它通过构造函数注入、设值注入和接口注入等方式将依赖注入到 Bean 中。

Bean 生命周期管理

Spring 容器负责管理 Bean 的整个生命周期,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)、原型(Prototype)、请求(Request)和会话(Session)。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 容器的一个基础接口,它提供了基本的 Bean 创建和管理功能。ApplicationContext 是 BeanFactory 的子接口,它提供了更多高级功能,如国际化支持、事件发布和消息传递。

注解驱动开发

Spring 提供了一系列注解,如 @Component@Service@Repository@Autowired,用于简化 Bean 的创建和依赖注入。

Java 配置与 XML 配置

Spring 支持两种配置方式:Java 配置和 XML 配置。Java 配置使用 @Configuration@Bean 注解,而 XML 配置则使用 XML 文件来定义 Bean。

SpEL(Spring 表达式语言)

SpEL 是 Spring 提供的一种表达式语言,它可以用于在运行时动态地访问和操作对象属性、方法、集合等。

Spring AOP

Spring AOP 是 Spring 框架提供的一种面向切面编程(AOP)的实现。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重用性。

切面(Aspect)

切面是 AOP 的核心概念,它定义了横切关注点的实现。Spring AOP 使用 @Aspect 注解来定义切面。

连接点(Join Point)

连接点是指程序执行过程中的特定点,如方法执行、异常抛出等。Spring AOP 使用 Pointcut 表达式来定义连接点。

通知(Advice)

通知是 AOP 中的核心概念,它定义了在连接点执行的操作。Spring AOP 支持多种通知类型,如 @Before@After@Around@AfterThrowing@AfterReturning

切点(Pointcut)

切点是 AOP 中的一个表达式,用于匹配特定的连接点。Spring AOP 使用 @Pointcut 注解来定义切点。

引入(Introduction)

引入允许在运行时动态地向目标对象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的过程。Spring AOP 使用代理模式来实现织入。

@AspectJ 注解支持

Spring AOP 支持使用 @AspectJ 注解来定义切面和通知。

Spring 数据访问与集成

Spring 数据访问与集成模块提供了对各种数据访问技术的支持,包括 JDBC、Hibernate、JPA 和 MyBatis。

JDBC 抽象

Spring JDBC 模块提供了 JdbcTemplate 类,它简化了 JDBC 操作,如数据库连接、查询和更新。

事务管理

Spring 提供了声明式和编程式事务管理。声明式事务使用 @Transactional 注解,而编程式事务则使用 TransactionTemplate 类。

事务传播机制

事务传播机制定义了事务在多个方法调用中的行为。Spring 支持多种事务传播机制,如 PROPAGATION_REQUIREDPROPAGATION_REQUIRES_NEWPROPAGATION_NESTED

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。Spring 支持多种事务隔离级别,如 ISOLATION_READ_COMMITTEDISOLATION_REPEATABLE_READISOLATION_SERIALIZABLE

DAO 支持

Spring DAO 模块提供了对 DAO(数据访问对象)模式的实现,如 JdbcDaoSupportHibernateDaoSupport

ORM 集成

Spring 集成了多种 ORM 框架,如 Hibernate、JPA 和 MyBatis。

Spring Data

Spring Data 模块提供了一组基于 Spring 的数据访问抽象,如 Spring Data JPA、Spring Data MongoDB 和 Spring Data Redis。

Spring Web 与 MVC

Spring Web 模块提供了对 Web 应用程序的支持,包括 Servlet、JSP 和 RESTful Web 服务。

DispatcherServlet

DispatcherServlet 是 Spring Web 模块的前端控制器,它负责处理 Web 请求并调用相应的控制器。

控制器(Controller)

控制器负责处理 Web 请求并返回响应。Spring 提供了 @Controller@RestController 注解来定义控制器。

请求映射

请求映射定义了 URL 与控制器方法的映射关系。Spring 提供了 @RequestMapping@GetMapping@PostMapping 等注解来定义请求映射。

视图解析

视图解析器负责将控制器返回的视图名解析为具体的视图实现。Spring 提供了 ViewResolver 接口和 InternalResourceViewResolver 类来实现视图解析。

数据绑定

数据绑定将请求参数绑定到控制器方法参数或模型属性。Spring 提供了 @RequestParam@PathVariable@RequestBody 等注解来定义数据绑定。

返回处理

返回处理定义了控制器返回的响应类型。Spring 提供了 @ResponseBodyResponseEntity 类来实现返回处理。

文件上传

Spring 提供了 MultipartFile 接口来处理文件上传。

拦截器(HandlerInterceptor)

拦截器允许在请求处理过程中拦截请求和响应。Spring 提供了 HandlerInterceptor 接口和 HandlerInterceptorAdapter 类来实现拦截器。

异常处理

Spring 提供了 @ControllerAdvice@ExceptionHandler 注解来定义全局异常处理。

Spring WebFlux

Spring WebFlux 是 Spring 框架的一个响应式 Web 模块,它支持异步和非阻塞的 Web 应用程序。

Spring Boot 核心特性

Spring Boot 是一个基于 Spring 框架的快速开发平台,它提供了自动配置、起步依赖、嵌入式容器和配置文件等特性。

自动配置

Spring Boot 的自动配置功能可以根据项目依赖自动配置 Spring 应用程序。@EnableAutoConfiguration 注解用于启用自动配置。

起步依赖

Spring Boot 起步依赖是一组预定义的依赖项,它们包含了构建应用程序所需的所有库。

嵌入式容器

Spring Boot 支持多种嵌入式容器,如 Tomcat、Jetty 和 Undertow。

配置文件

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

Profile 多环境配置

Spring Boot 支持多环境配置,允许根据不同的环境(如开发、测试和生产)使用不同的配置文件。

Actuator

Spring Boot Actuator 提供了应用程序监控和度量功能。

Spring Boot CLI

Spring Boot CLI 是一个命令行工具,它允许使用命令行启动和运行 Spring Boot 应用程序。

Spring Cloud 微服务组件

Spring Cloud 是一个基于 Spring Boot 的微服务开发平台,它提供了一系列微服务组件。

服务注册与发现

Spring Cloud 提供了服务注册与发现组件,如 Eureka、Nacos 和 Consul。

负载均衡

Spring Cloud 提供了负载均衡组件,如 Ribbon 和 Spring Cloud LoadBalancer。

服务调用

Spring Cloud 提供了服务调用组件,如 OpenFeign 和 RestTemplate。

熔断器

Spring Cloud 提供了熔断器组件,如 Hystrix 和 Resilience4j。

网关

Spring Cloud 提供了网关组件,如 Zuul 和 Spring Cloud Gateway。

配置中心

Spring Cloud 提供了配置中心组件,如 Spring Cloud Config 和 Nacos Config。

消息总线

Spring Cloud 提供了消息总线组件,如 Spring Cloud Bus。

链路追踪

Spring Cloud 提供了链路追踪组件,如 Sleuth 和 Zipkin。

分布式事务

Spring Cloud 提供了分布式事务组件,如 Seata。

Spring Security 安全

Spring Security 是一个强大的安全框架,它提供了身份认证、授权和安全性等功能。

身份认证(Authentication)

Spring Security 提供了多种身份认证机制,如表单登录、OAuth2 和 JWT。

授权(Authorization)

Spring Security 提供了基于角色的授权机制。

表单登录与注销

Spring Security 提供了表单登录和注销功能。

OAuth2 协议支持

Spring Security 支持 OAuth2 协议。

JWT(JSON Web Token)

Spring Security 支持 JWT。

方法级安全(@PreAuthorize)

Spring Security 提供了方法级安全注解,如 @PreAuthorize

CSRF 防护

Spring Security 提供了 CSRF 防护机制。

Spring 设计模式应用

Spring 框架本身就是一个设计模式的集合,它使用了多种设计模式,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)

Spring 容器本身就是一个工厂模式,它负责创建和配置 Bean。

单例模式(Bean作用域)

Spring 容器默认使用单例作用域来创建 Bean。

代理模式(AOP动态代理)

Spring AOP 使用代理模式来实现切面。

模板方法(JdbcTemplate, RestTemplate)

Spring 提供了模板方法模式实现的各种模板类,如 JdbcTemplateRestTemplate

观察者模式(ApplicationEvent)

Spring 使用观察者模式来实现事件发布和订阅。

适配器模式(HandlerAdapter)

Spring MVC 使用适配器模式来实现请求处理。

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 和 Spring Session。

Spring Messaging(JMS集成)

Spring Messaging 模块提供了对 JMS(Java 消息服务)的支持。

Spring Integration(企业集成模式)

Spring Integration 模块提供了一种声明式集成模式,它允许将各种消息传递系统、服务和其他组件集成在一起。

Spring Batch(批处理)

Spring Batch 模块提供了一种批处理框架,它允许将批处理作业分解为多个步骤,并提供了丰富的功能,如任务执行、事务管理和错误处理。

Spring Session(分布式会话管理)

Spring Session 模块提供了一种分布式会话管理机制,它允许在多个服务器之间共享会话数据。

Spring Cache(缓存抽象:@Cacheable)

Spring Cache 模块提供了一种缓存抽象,它允许将缓存逻辑与应用程序代码分离。@Cacheable 注解用于定义缓存策略。

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Java程序员廖志伟

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