Spring

Spring&Spring Boot

Spring 自带 IOC(Inverse of Control:控制反转) 和 AOP(Aspect-Oriented Programming:面向切面编程)、可以很方便地对数据库进行访问、可以很方便地集成第三方组件(电子邮件,任务,调度,缓存等等)、对单元测试支持比较好、支持 RESTful Java 应用程序的开发。

Spring 提供的核心功能主要是 IoC 和 AOP。

Spring Boot 通过@EnableAutoConfiguration开启自动装配,通过 SpringFactoriesLoader 最终加载META-INF/spring.factories中的自动配置类实现自动装配,自动配置类其实就是通过@Conditional按需加载的配置类,想要其生效必须引入spring-boot-starter-xxx包实现起步依赖

Q:Spring,Spring MVC,Spring Boot 之间什么关系?

Spring 包含了多个功能模块,其中最重要的是 Spring-Core(主要提供 IoC 依赖注入功能的支持) 模块,。

Spring MVC 是 Spring 中的一个很重要的模块,主要赋予 Spring 快速构建 MVC 架构的 Web 程序的能力。MVC 是模型(Model)、视图(View)、控制器(Controller)的简写,其核心思想是通过将业务逻辑、数据、显示分离来组织代码。

(使用 Spring 进行开发各种配置过于麻烦比如开启某些 Spring 特性时,需要用 XML 或 Java 进行显式配置。于是,Spring Boot 诞生了)

Spring 旨在简化 J2EE 企业应用程序开发。Spring Boot 旨在简化 Spring 开发(减少配置文件,开箱即用!)。

Spring Boot 只是简化了配置,如果你需要构建 MVC 架构的 Web 程序,你还是需要使用 Spring MVC 作为 MVC 框架,只是说 Spring Boot 帮你简化了 Spring MVC 的很多配置,真正做到开箱即用

Spring IOC & AOP

  • IOC

    IoC(Inverse of Control:控制反转) 是一种设计思想,而不是一个具体的技术实现。IoC 的思想就是将原本在程序中手动创建对象的控制权,交由 Spring 框架来管理。不过, IoC 并非 Spring 特有,在其他语言中也有应用。

    为什么叫控制反转?

    • 控制 :指的是对象创建(实例化、管理)的权力

    • 反转 :控制权交给外部环境(Spring 框架、IoC 容器)

将对象之间的相互依赖关系交给 IoC 容器来管理,并由 IoC 容器完成对象的注入。这样可以很大程度上简化应用的开发,把应用从复杂的依赖关系中解放出来。 IoC 容器就像是一个工厂一样,当我们需要创建一个对象的时候,只需要配置好配置文件/注解即可,完全不用考虑对象是如何被创建出来的。

在实际项目中一个 Service 类可能依赖了很多其他的类,假如我们需要实例化这个 Service,你可能要每次都要搞清这个 Service 所有底层类的构造函数,这可能会把人逼疯。如果利用 IoC 的话,你只需要配置好,然后在需要的地方引用就行了,这大大增加了项目的可维护性且降低了开发难度。

在 Spring 中, IoC 容器是 Spring 用来实现 IoC 的载体, IoC 容器实际上就是个 Map(key,value),Map 中存放的是各种对象。

  • AOP

    AOP(Aspect-Oriented Programming:面向切面编程)能够将那些与业务无关,却为业务模块所共同调用的逻辑或责任(例如事务处理、日志管理、权限控制等)封装起来,便于减少系统的重复代码,降低模块间的耦合度,并有利于未来的可拓展性和可维护性。

    Spring AOP 就是基于动态代理的,如果要代理的对象,实现了某个接口,那么 Spring AOP 会使用 JDK Proxy,去创建代理对象,而对于没有实现接口的对象,就无法使用 JDK Proxy 去进行代理了,这时候 Spring AOP 会使用 Cglib 生成一个被代理对象的子类来作为代理。

  • DI

    DI(Dependecy Inject,依赖注入)是实现控制反转的一种设计模式,依赖注入就是将实例变量传入到一个对象中去。

Spring AOP 和 AspectJ AOP 有什么区别?

Spring AOP 属于运行时增强,而 AspectJ 是编译时增强。 Spring AOP 基于代理(Proxying),而 AspectJ 基于字节码操作(Bytecode Manipulation)。

Spring AOP 已经集成了 AspectJ ,AspectJ 应该算的上是 Java 生态系统中最完整的 AOP 框架了。AspectJ 相比于 Spring AOP 功能更加强大,但是 Spring AOP 相对来说更简单,

如果我们的切面比较少,那么两者性能差异不大。但是,当切面太多的话,最好选择 AspectJ ,它比 Spring AOP 快很多。

Spring Bean

Bean 代指的就是那些被 IoC 容器所管理的对象。

我们需要告诉 IoC 容器帮助我们管理哪些对象,这个是通过配置元数据来定义的。配置元数据可以是 XML 文件、注解或者 Java 配置类。

将一个类声明为 Bean 的注解有:

  • @Component :通用的注解,可标注任意类为 Spring 组件。如果一个 Bean 不知道属于哪个层,可以使用@Component 注解标注。

  • @Repository : 对应持久层即 Dao 层,主要用于数据库相关操作。

  • @Service : 对应服务层,主要涉及一些复杂的逻辑,需要用到 Dao 层。

  • @Controller : 对应 Spring MVC 控制层,主要用户接受用户请求并调用 Service 层返回数据给前端页面。

@Component 和 @Bean 的区别是什么?

  • @Component 注解作用于类,而@Bean注解作用于方法。

  • @Component通常是通过类路径扫描来自动侦测以及自动装配到 Spring 容器中(我们可以使用 @ComponentScan 注解定义要扫描的路径从中找出标识了需要装配的类自动装配到 Spring 的 bean 容器中)。

  • @Bean 注解通常是我们在标有该注解的方法中定义产生这个 bean,@Bean告诉了 Spring 这是某个类的实例,当我需要用它的时候还给我。

  • @Bean 注解比 @Component 注解的自定义性更强,而且很多地方我们只能通过 @Bean 注解来注册 bean。比如当我们引用第三方库中的类需要装配到 Spring容器时,则只能通过 @Bean来实现。

注入 Bean 的注解有哪些?

Spring 内置的 @Autowired 以及 JDK 内置的 @Resource@Inject 都可以用于注入 Bean。

Annotaion Package Source
@Autowired org.springframework.bean.factory Spring 2.5+
@Resource javax.annotation Java JSR-250
@Inject javax.inject Java JSR-330

@Autowired@Resource使用的比较多一些。

@Autowired 和 @Resource 的区别是什么?

  • Autowired 属于 Spring 内置的注解,默认的注入方式为byType(根据类型进行匹配),也就是说会优先根据接口类型去匹配并注入 Bean (接口的实现类)。

    存在的问题:

    当一个接口存在多个实现类的话,byType这种方式就无法正确注入对象了,因为这个时候 Spring 会同时找到多个满足条件的选择,默认情况下它自己不知道选择哪一个。这种情况下,注入方式会变为 byName(根据名称进行匹配),这个名称通常就是类名(首字母小写)。不过建议通过 @Qualifier 注解来显示指定名称而不是依赖变量的名称。

@Autowired
@Qualifier(value = "smsServiceImpl1")
private SmsService smsService;
  • @Resource属于 JDK 提供的注解,默认注入方式为 byName。如果无法通过名称匹配到对应的 Bean 的话,注入方式会变为byType

    @Resource 有两个比较重要且日常开发常用的属性:name(名称)、type(类型)。

    如果仅指定 name 属性则注入方式为byName,如果仅指定type属性则注入方式为byType,如果同时指定nametype属性(不建议这么做)则注入方式为byType+byName

// 正确注入 SmsServiceImpl1 对象对应的 bean
@Resource
private SmsService smsServiceImpl1;
// 正确注入 SmsServiceImpl1 对象对应的 bean(比较推荐这种方式)
@Resource(name = "smsServiceImpl1")
private SmsService smsService;

总结:

  • @Autowired 是 Spring 提供的注解,@Resource 是 JDK 提供的注解。

  • Autowired 默认的注入方式为byType(根据类型进行匹配),@Resource默认注入方式为 byName(根据名称进行匹配)。

  • 当一个接口存在多个实现类的情况下,@Autowired@Resource都需要通过名称才能正确匹配到对应的 Bean。Autowired 可以通过 @Qualifier 注解来显示指定名称,@Resource可以通过 name 属性来显示指定名称。

Bean的作用域有哪些?

Spring 中 Bean 的作用域通常有下面几种:

  • singleton : 唯一 bean 实例,Spring 中的 bean 默认都是单例的,对单例设计模式的应用。

  • prototype : 每次请求都会创建一个新的 bean 实例。

  • request : 每一次 HTTP 请求都会产生一个新的 bean,该 bean 仅在当前 HTTP request 内有效。

  • session : 每一次来自新 session 的 HTTP 请求都会产生一个新的 bean,该 bean 仅在当前 HTTP session 内有效。

  • global-session : 全局 session 作用域,仅仅在基于 portlet 的 web 应用中才有意义,Spring5 已经没有了。Portlet 是能够生成语义代码(例如:HTML)片段的小型 Java Web 插件。它们基于 portlet 容器,可以像 servlet 一样处理 HTTP 请求。但是,与 servlet 不同,每个 portlet 都有不同的会话。

单例 Bean 的线程安全问题

单例 Bean 存在线程问题,主要是因为当多个线程操作同一个对象的时候是存在资源竞争的。

常见的有两种解决办法:

  1. 在 Bean 中尽量避免定义可变的成员变量。

  2. 在类中定义一个 ThreadLocal 成员变量,将需要的可变成员变量保存在 ThreadLocal 中(推荐的一种方式)。

不过,大部分 Bean 实际都是无状态(没有实例变量)的(比如 Dao、Service),这种情况下, Bean 是线程安全的。

Bean的生命周期

  • Bean 容器找到配置文件中 Spring Bean 的定义。

  • Bean 容器利用 Java Reflection API 创建一个 Bean 的实例。

  • 如果涉及到一些属性值 利用 set()方法设置一些属性值。

  • 如果 Bean 实现了 BeanNameAware 接口,调用 setBeanName()方法,传入 Bean 的名字。

  • 如果 Bean 实现了 BeanClassLoaderAware 接口,调用 setBeanClassLoader()方法,传入 ClassLoader对象的实例。

  • 如果 Bean 实现了 BeanFactoryAware 接口,调用 setBeanFactory()方法,传入 BeanFactory对象的实例。

  • 与上面的类似,如果实现了其他 *.Aware接口,就调用相应的方法。

  • 如果有和加载这个 Bean 的 Spring 容器相关的 BeanPostProcessor 对象,执行postProcessBeforeInitialization() 方法

  • 如果 Bean 实现了InitializingBean接口,执行afterPropertiesSet()方法。

  • 如果 Bean 在配置文件中的定义包含 init-method 属性,执行指定的方法。

  • 如果有和加载这个 Bean 的 Spring 容器相关的 BeanPostProcessor 对象,执行postProcessAfterInitialization() 方法

  • 当要销毁 Bean 的时候,如果 Bean 实现了 DisposableBean 接口,执行 destroy() 方法。

  • 当要销毁 Bean 的时候,如果 Bean 在配置文件中的定义包含 destroy-method 属性,执行指定的方法。

Spring MVC

MVC 是模型(Model)、视图(View)、控制器(Controller)的简写,其核心思想是通过将业务逻辑、数据、显示分离来组织代码。

Spring MVC 是当前最优秀的 MVC 框架。相比于 Struts2 , Spring MVC 使用更加简单和方便,开发效率更高,并且 Spring MVC 运行速度更快。

MVC 是一种设计模式,Spring MVC 是一款很优秀的 MVC 框架。Spring MVC 可以帮助我们进行更简洁的 Web 层的开发,并且它天生与 Spring 框架集成。Spring MVC 下我们一般把后端项目分为 Service 层(处理业务)、Dao 层(数据库操作)、Entity 层(实体类)、Controller 层(控制层,返回数据给前台页面)。

Spring MVC工作原理

[图片上传失败...(image-5bcdcb-1655719034780)]

  1. 客户端(浏览器)发送请求,直接请求到 DispatcherServlet

  2. DispatcherServlet 根据请求信息调用 HandlerMapping,解析请求对应的 Handler

  3. 解析到对应的 Handler(也就是我们平常说的 Controller 控制器)后,开始由 HandlerAdapter 适配器处理。

  4. HandlerAdapter 会根据 Handler来调用真正的处理器开处理请求,并处理相应的业务逻辑。

  5. 处理器处理完业务后,会返回一个 ModelAndView 对象,Model 是返回的数据对象,View 是个逻辑上的 View

  6. ViewResolver 会根据逻辑 View 查找实际的 View

  7. DispaterServlet 把返回的 Model 传给 View(视图渲染)。

  8. View 返回给请求者(浏览器)

Spring框架 -- 设计模式

Spring框架中用到了哪些设计模式

  • 工厂设计模式 : Spring 使用工厂模式通过 BeanFactoryApplicationContext 创建 bean 对象。

  • 代理设计模式 : Spring AOP 功能的实现。

  • 单例设计模式 : Spring 中的 Bean 默认都是单例的。注解:@Scope(value = "singleton")

  • 模板方法模式 : Spring 中 jdbcTemplatehibernateTemplate 等以 Template 结尾的对数据库操作的类,它们就使用到了模板模式。

  • 包装器设计模式 : 我们的项目需要连接多个数据库,而且不同的客户在每次访问中根据需要会去访问不同的数据库。这种模式让我们可以根据客户的需求能够动态切换不同的数据源。

  • 观察者模式: Spring 事件驱动模型就是观察者模式很经典的一个应用。

  • 适配器模式 : Spring AOP 的增强或通知(Advice)使用到了适配器模式、spring MVC 中也是用到了适配器模式适配Controller

  • ......

使用单例模式的好处:

  • 对于频繁使用的对象,可以省略创建对象所花费的时间,这对于那些重量级对象而言,是非常可观的一笔系统开销;

  • 由于 new 操作的次数减少,因而对系统内存的使用频率也会降低,这将减轻 GC 压力,缩短 GC 停顿时间。

Spring事务

Spring 管理事务的方式有几种?

  • 编程式事务 : 在代码中硬编码(不推荐使用) : 通过 TransactionTemplate或者 TransactionManager 手动管理事务,实际应用中很少使用,但是对于你理解 Spring 事务管理原理有帮助。

  • 声明式事务 : 在 XML 配置文件中配置或者直接基于注解(推荐使用) : 实际是通过 AOP 实现(基于@Transactional 的全注解方式使用最多)

@Transactional(rollbackFor = Exception.class)注解

Exception 分为运行时异常 RuntimeException 和非运行时异常。事务管理对于企业应用来说是至关重要的,即使出现异常情况,它也可以保证数据的一致性。

@Transactional 注解作用于类上时,该类的所有 public 方法将都具有该类型的事务属性,同时,我们也可以在方法级别使用该标注来覆盖类级别的定义。如果类或者方法加了这个注解,那么这个类里面的方法抛出异常,就会回滚,数据库里面的数据也会回滚。

@Transactional 注解中如果不配置rollbackFor属性,那么事务只会在遇到RuntimeException的时候才会回滚,加上 rollbackFor=Exception.class,可以让事务在遇到非运行时异常时也回滚。

Spring注解小结

  • @EnableAutoConfiguration:启用 SpringBoot 的自动配置机制

  • @ComponentScan: 扫描被@Component (@Repository,@Service,@Controller)注解的 bean,注解默认会扫描该类所在的包下所有的类。

  • @Configuration:允许在 Spring 上下文中注册额外的 bean 或导入其他配置类

Spring Bean 相关

@Autowired

自动导入对象到类中,被注入进的类同样要被 Spring 容器管理比如:Service 类注入到 Controller 类中。

@Component,@Repository,@Service, @Controller

我们一般使用 @Autowired 注解让 Spring 容器帮我们自动装配 bean。要想把类标识成可用于 @Autowired 注解自动装配的 bean 的类,可以采用以下注解实现:

  • @Component :通用的注解,可标注任意类为 Spring 组件。如果一个 Bean 不知道属于哪个层,可以使用@Component 注解标注。

  • @Repository : 对应持久层即 Dao 层,主要用于数据库相关操作。

  • @Service : 对应服务层,主要涉及一些复杂的逻辑,需要用到 Dao 层。

  • @Controller : 对应 Spring MVC 控制层,主要用于接受用户请求并调用 Service 层返回数据给前端页面。

@RestController

@RestController注解是@Controller@ResponseBody的合集,表示这是个控制器 bean,并且是将函数的返回值直接填入 HTTP 响应体中,是 REST 风格的控制器。

单独使用 @Controller 不加 @ResponseBody的话一般是用在要返回一个视图的情况,这种情况属于比较传统的 Spring MVC 的应用,对应于前后端不分离的情况。@Controller +@ResponseBody 返回 JSON 或 XML 形式数据

@Scope

声明 Spring Bean 的作用域

@Configuration

一般用来声明配置类,可以使用 @Component注解替代,不过使用@Configuration注解声明配置类更加语义化。

处理常见的 HTTP 请求类型

5 种常见的请求类型:

  • GET :请求从服务器获取特定资源。

  • POST :在服务器上创建一个新的资源。

  • PUT :更新服务器上的资源(客户端提供更新后的整个资源)。

  • DELETE :从服务器删除特定的资源。

  • PATCH :更新服务器上的资源(客户端提供更改的属性,可以看做作是部分更新),使用的比较少

@GetMapping("users") 等价于@RequestMapping(value="/users",method=RequestMethod.GET)
@PostMapping("users") 等价于@RequestMapping(value="/users",method=RequestMethod.POST)
@PutMapping("/users/{userId}") 等价于@RequestMapping(value="/users/{userId}",method=RequestMethod.PUT)
@DeleteMapping("/users/{userId}")等价于@RequestMapping(value="/users/{userId}",method=RequestMethod.DELETE)

前后端传值

@PathVariable@RequestParam

@PathVariable用于获取路径参数,@RequestParam用于获取查询参数。

eg:

@GetMapping("/klasses/{klassId}/teachers")
public List<Teacher> getKlassRelatedTeachers(
         @PathVariable("klassId") Long klassId,
         @RequestParam(value = "type", required = false) String type ) {
...
}

如果我们请求的 url 是:/klasses/123456/teachers?type=web

那么我们服务获取到的数据就是:klassId=123456,type=web

@RequestBody

用于读取 Request 请求(可能是 POST,PUT,DELETE,GET 请求)的 body 部分并且Content-Type 为 application/json 格式的数据,接收到数据之后会自动将数据绑定到 Java 对象上去。系统会使用HttpMessageConverter或者自定义的HttpMessageConverter将请求的 body 中的 json 字符串转换为 java 对象。

需要注意的是:一个请求方法只可以有一个@RequestBody,但是可以有多个@RequestParam@PathVariable。 如果你的方法必须要用两个 @RequestBody来接受数据的话,大概率是你的数据库设计或者系统设计出问题了!

JPA相关

@Entity声明一个类对应一个数据库实体。

@Table 设置表名

@Id :声明一个字段为主键。

使用@Id声明之后,我们还需要定义主键的生成策略。我们可以使用 @GeneratedValue 指定主键生成策略。@GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)

@GeneratedValue注解默认使用的策略是GenerationType.AUTO

一般使用 MySQL 数据库的话,使用GenerationType.IDENTITY策略比较普遍一点(分布式系统的话需要另外考虑使用分布式 ID)。

@Column 声明字段。

@Transient :声明不需要与数据库映射的字段,在保存的时候不需要保存进数据库 。

如果我们想让secrect 这个字段不被持久化,可以使用 @Transient关键字声明。

@Entity(name="USER")
public class User {
    ......
    @Transient
    private String secrect; // not persistent because of @Transient

}

@JsonIgnoreProperties 作用在类上用于过滤掉特定字段不返回或者不解析。

@JsonIgnore一般用于类的属性上,作用和@JsonIgnoreProperties 一样。

@JsonFormat一般用来格式化 json 数据。

@Test声明一个方法为测试方法

@Transactional被声明的测试方法的数据会回滚,避免污染测试数据。

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