'10分鐘詳解Spring全家桶“7大知識點”'

Spring框架自誕生以來一直備受開發者青睞，有人親切的稱之為：Spring 全家桶。它包括SpringMVC、SpringBoot、Spring Cloud、Spring Cloud Dataflow等解決方案。

很多研發人員把spring看作心目中最好的java項目，沒有之一。

所以這是重點也是難點，工作中必須會，面試時肯定考。

那麼，今天花費10分鐘，梳理Spring框架相關知識。

Spring知識點-彙總

spring系列包含非常多的項目，可以滿足java開發中的方方面面。

先來看常用框架的知識點彙總，如圖：

一、5個常用的spring框架

▌1.spring framework

也就是我們經常說的spring框架，包括了ioc依賴注入，Context上下文、bean管理、springmvc等眾多功能模塊，其它spring項目比如spring boot也會依賴spring框架。

▌2.spring boot

它的目標是簡化Spring應用和服務的創建、開發與部署，簡化了配置文件，使用嵌入式web服務器，含有諸多開箱即用的微服務功能，可以和spring cloud聯合部署。

Spring Boot的核心思想是約定大於配置，應用只需要很少的配置即可，簡化了應用開發模式。

▌3.Spring Data

是一個數據訪問及操作的工具集，封裝了多種數據源的操作能力，包括：jdbc、Redis、MongoDB等。

▌4.Spring Cloud

是一套完整的微服務解決方案，是一系列不同功能的微服務框架的集合。Spring Cloud基於Spring Boot，簡化了分佈式系統的開發，集成了服務發現、配置管理、消息總線、負載均衡、斷路器、數據監控等各種服務治理能力。比如sleuth提供了全鏈路追蹤能力，Netflix套件提供了hystrix熔斷器、zuul網關等眾多的治理組件。config組件提供了動態配置能力，bus組件支持使用RabbitMQ、kafka、Activemq等消息隊列，實現分佈式服務之間的事件通信。

▌5. Spring Security

主要用於快速構建安全的應用程序和服務，在Spring Boot和Spring Security OAuth2的基礎上，可以快速實現常見安全模型，如單點登錄，令牌中繼和令牌交換。你可以瞭解一下oauth2授權機制和jwt認證方式。oauth2是一種授權機制，規定了完備的授權、認證流程。JWT全稱是JSON Web Token，是一種把認證信息包含在token中的認證實現，oauth2授權機制中就可以應用jwt來作為認證的具體實現方法。

二、Struts的具體作用

struts是曾經非常火爆的web組合ssh中的控制層。我們知道web服務一般都採用MVC分層模型構建，就是model層負責內部數據模型，controller負責請求的分發控制，view層負責返回給用戶展示的視圖。struts實現的就是其中控制層的角色。

Struts採用Filter實現，針對類進行攔截，每次請求就會創建一個Action。使用struts的SSH組合已經逐漸被使用springMVC的SSM組合代替，也就是Spring-MVC+Spring+MyBatis的組合，一方面原因是由於struts對幾次安全漏洞的處理，讓大家對struts的信心受到影響；另一方面，springmvc更加的靈活，不需要額外配置，不存在和spring整合等問題，使用更加方便，所以建議以SSM框架的學習為主。

三、常用的ORM框架

ORM就是對象關係匹配，是為了解決面向對象與關係數據庫存在的互不匹配的問題。簡單來說，就是把關係數據庫中的數據轉換成面向對象程序中的對象。

常用的ORM框架有Hibernate和MyBatis，也就是ssh組合和ssm組合中的h與m。

它們的特點和區別如下：

Hibernate對數據庫結構提供了完整的封裝，實現了POJO對象與數據庫表之間的映射，能夠自動生成並執行SQL語句。只要定義了POJO 到數據庫表的映射關係，就可以通過Hibernate提供的方法完成數據庫操作。Hibernate符合JPA規範，就是Java持久層API。

mybatis通過映射配置文件，將SQL所需的參數和返回的結果字段映射到指定對象，mybatis不會自動生成sql，需要自己定義sql語句，不過更方便對sql語句進行優化。

總結起來：

1.hibernate配置要比mybatis複雜的多，學習成本也比mybatis高。mybatis，簡單、高效、靈活，但是需要自己維護sql；

2.hibernate功能強大、全自動、適配不同數據庫，但是非常複雜，靈活性稍差。

四、Netty簡介

Netty是一個高性能的異步事件驅動的網絡通信框架，Netty對JDK原生NIO進行封裝，簡化了網絡服務的開發。下文會詳細講解

另外，同類型的框架還有mina、grizzly，不過目前使用的相對較少，一般不會在面試中出現，可以作為興趣簡單瞭解。

五、RPC服務

Motan、Dubbo、gRPC都是比較常用的高性能rpc框架，可以提供完善的服務治理能力，java版本的通信層都是基於前面提到的Netty實現。它們的特點稍後介紹。

六、其他常用框架

jersy和restEasy都是可以快速開發restful服務的框架。

和springmvc相比，這兩個框架都是基於jax-rs標準，而springmvcs基於servlet，使用自己構建的API，是兩個不同的標準。

shiro框架是一個與spring security類似的開源的權限管理框架，用於訪問授權、認證、加密及會話管理。能夠支持單機與分佈式session管理。

相比security，shiro更加簡單易用。

本篇文章將重點闡述Spring相關知識點，其他框架請期待下一篇

Spring知識點-詳解

一、spring基本概念

Sping中的基本概念

本文涉及的流程與實現默認都是基於最新的5.x版本。

spring中的幾個重要概念如下：

▌1.IOC

IOC，就是控制反轉，如最左邊，拿公司招聘崗位來舉例：

假設一個公司有產品、研發、測試等崗位。如果是公司根據崗位要求，逐個安排人選，如圖中向下的箭頭，這是正向流程。如果反過來，不用公司來安排候選人，而是由第三方獵頭來匹配崗位和候選人，然後進行推薦，如圖中向上的箭頭，這就是控制反轉。

在spring中，對象的屬性是由對象自己創建的，就是正向流程；如果屬性不是對象創建，而是由spring來自動進行裝配，就是控制反轉。這裡的DI也就是依賴注入，就是實現控制反轉的方式。正向流程導致了對象於對象之間的高耦合，IOC可以解決對象耦合的問題，有利於功能的複用，能夠使程序的結構變得非常靈活。

▌2.context上下文和bean

spring進行IOC實現時使用的有兩個概念：context上下文和bean。

如中間圖所示，所有被spring管理的、由spring創建的、用於依賴注入的對象，就叫做一個bean。Spring創建並完成依賴注入後，所有bean統一放在一個叫做context的上下文中進行管理。

▌3.AOP

AOP就是面向切面編程。如右面的圖，一般程序執行流程是從controller層調用service層、然後service層調用DAO層訪問數據，最後在逐層返回結果。

這個是圖中向下箭頭所示的按程序執行順序的縱向處理。但是，一個系統中會有多個不同的服務，例如用戶服務、商品信息服務等等，每個服務的controller層都需要驗證參數，都需要處理異常，如果按照圖中紅色的部分，對不同服務的縱向處理流程進行橫切，在每個切面上完成通用的功能，例如身份認證、驗證參數、處理異常等等、這樣就不用在每個服務中都寫相同的邏輯了，這就是AOP思想解決的問題。

AOP以功能進行劃分，對服務順序執行流程中的不同位置進行橫切，完成各服務共同需要實現的功能。

二、spring框架

Spring框架組件

上圖列出了spring框架主要包含的組件。這張圖來自spring4.x的文檔。目前最新的5.x版本中右面的portlet組件已經被廢棄掉，同時增加了用於異步響應式處理的WebFlux組件。

並不需要對所有的組件都詳細瞭解，只需重點了解最常用的幾個組件實現，以及知道每個組件用來實現哪一類功能。

圖中紅框是比較重要的組件，core組件是spring所有組件的核心；bean組件和context組件我剛才提到了，是實現IOC和依賴注入的基礎；AOP組件用來實現面向切面編程；web組件包括springmvc是web服務的控制層實現。

三、spring中機制和實現

▌1.AOP

AOP的實現是通過代理模式，在調用對象的某個方法時，執行插入的切面邏輯。實現的方式有動態代理也叫運行時增強，比如jdk代理、CGLIB；靜態代理是在編譯時進行織入或類加載時進行織入，比如AspectJ。

關於AOP還需要了解一下對應的Aspect、pointcut、advice等註解和具體使用方式。

▌2.placeHolder動態替換

主要需要了解替換髮生的時間，是在bean definition創建完成後，bean初始化之前，是通過實現BeanFactoryPostProcessor接口實現的。主要實現方式有PropertyPlaceholderConfigurer和PropertySourcesPlaceholderConfigurer。這兩個類實現邏輯不一樣，spring boot使用PropertySourcesPlaceholderConfigurer實現。

▌3.事務

需要了解spring 中對事務規定的隔離類型和事務傳播類型。要知道事務的隔離級別是由具體的數據庫來實現的，在數據庫部分我會詳細介紹。

事務的傳播類型，可以重點了解最常用的REQUIRED和SUPPORTS類型。

▌4.核心接口類

• ApplicationContext保存了ioc的整個應用上下文，可以通過其中的beanfactory獲取到任意到bean；
• BeanFactory主要的作用是根據bean definition來創建具體的bean；
• BeanWrapper是對Bean的包裝，一般情況下是在spring ioc內部使用，提供了訪問bean的屬性值、屬性編輯器註冊、類型轉換等功能，方便ioc容器用統一的方式來訪問bean的屬性；
• FactoryBean通過getObject方法返回實際的bean對象，例如motan框架中referer對service的動態代理就是通過FactoryBean來實現的。

▌5.Scope

bean的scope是指bean的作用域，默認情況下是單例模式，這也是使用最多的一種方式；多例模式，即每次從beanFactory中獲取bean都會創建一個新的bean。

request、session、global-session是在web服務中使用的scope，request每次請求都創建一個實例，session是在一個會話週期內保證只有一個實例。

global-session在5.x版本中已經不在使用，同時增加了Application和Websocket兩種scope，分別保證在一個ServletContext與一個WebSocket中只創建一個實例。

▌6.事件機制

spring的事件機制需要知道spring定義的五種標準事件，具體事件可見上圖，瞭解如何自定義事件和實現對應的applicationListener來處理自定義事件。

三、spring應用相關

▌1.常用註釋

a.類型類註釋：

類型類註釋包括controller、service等，需要重點了解

其中component和bean註解的區別如下：

• @Component註解在類上使用表明這個類是個組件類，需要Spring為這個類創建bean。
• @Bean註解使用在方法上，告訴Spring這個方法將會返回一個Bean對象，需要把返回的對象註冊到Spring的應用上下文中。

b.設置類註解

重點了解@Autowire和@Qualifier以及bytype、byname等不同的自動裝配機制。

c.web類註解

主要以瞭解為主，關注@RequestMapping、@GetMapping、@PostMapping等路徑匹配註解，以及@PathVariable、@RequestParam 等參數獲取註解。

d.功能類註解

包括@ImportResource引用配置、@ComponentScan註解自動掃描、@Transactional事務註解等等，這裡不一一介紹了。

▌2.配置方式

需要了解配置spring的幾種方式，xml文件配置、註解配置和使用api進行配置。

自動裝配機制需要了解按類型匹配進行自動裝配，按bean名稱進行自動裝配，構造器中的自動裝配和自動檢測等主要的四種方式。

還需要了解一下list、set、map等集合類屬性的配置方式以及內部bean的使用。

四、Spring的Context的初始化流程

Spring框架組件

圖中左上角是三種類型的context，xml配置方式的context、springboot的context和web服務的context。不論哪種context，創建後都會調用到AbstractApplicationContext類的refresh方法，這個方法是我們要重點分析的。

refresh方法中，操作共分13步：

第1步：對刷新進行準備，包括設置開始時間、設置激活狀態、初始化context環境中的佔位符，這個動作根據子類的需求由子類來執行，然後驗證是否缺失必要的properties；

第2步：刷新並獲得內部的bean factory；

第3步：對bean factory進行準備工作，比如設置類加載器和後置處理器、配置不進行自動裝配的類型、註冊默認的環境bean；

第4步：為context的子類提供後置處理bean factory的擴展能力。如果子類想在bean定義加載完成後，開始初始化上下文之前做一些特殊邏輯，可以複寫這個方法；

第5步，執行context中註冊的bean factory後綴處理器；

注：這裡有兩種後置處理器，一種是可以註冊bean的後綴處理器，另一種是針對bean factory進行處理的後置處理器。執行的順序是，先按優先級執行可註冊bean的處理器，在按優先級執行鍼對beanfactory的處理器。

對springboot來說，這一步會進行註解bean definition的解析。流程如右面小框中所示，由ConfigurationClassPostProcessor觸發、由ClassPathBeanDefinitionScanner解析並註冊到bean factory。

第6步：按優先級順序在beanfactory中註冊bean的後綴處理器，bean後置處理器可以在bean初始化前、後執行處理；

第7步：初始化消息源，消息源用來支持消息的國際化；

第8步：初始化應用事件廣播器。事件廣播器用來向applicationListener通知各種應用產生的事件，是一個標準的觀察者模式；

第9步，是留給子類的擴展步驟，用來讓特定的context子類初始化其他的bean；

第10步，把實現了ApplicationListener的bean註冊到事件廣播器，並對廣播器中的早期未廣播事件進行通知；

第11步，凍結所有bean描述信息的修改，實例化非延遲加載的單例bean；

第12步，完成上下文的刷新工作，調用LifecycleProcessor的onFresh()方法以及發佈ContextRefreshedEvent事件；

第13步：在finally中，執行第十三步，重置公共的緩存，比如ReflectionUtils中的緩存、AnnotationUtils中的緩存等等；

至此，spring的context初始化完成。這裡僅介紹了最主要的主流程，建議課後閱讀源碼來複習這個知識點，補全細節。

五：Spring中bean的生命週期

Spring中bean的生命週期

面試中經常問到的bean的生命週期，先看綠色的部分，bean的創建過程：

第1步：調用bean的構造方法創建bean；

第2步：通過反射調用setter方法進行屬性的依賴注入；

第3步：如果實現BeanNameAware接口的話，會設置bean的name；

第4步：如果實現了BeanFactoryAware，會把bean factory設置給bean；

第5步：如果實現了ApplicationContextAware，會給bean設置ApplictionContext；

第6步：如果實現了BeanPostProcessor接口，則執行前置處理方法；

第7步：實現了InitializingBean接口的話，執行afterPropertiesSet方法；

第8步：執行自定義的init方法；

第9步：執行BeanPostProcessor接口的後置處理方法。

這時，就完成了bean的創建過程。

在使用完bean需要銷燬時，會先執行DisposableBean接口的destroy方法，然後在執行自定義的destroy方法。

這部分也建議閱讀源碼加深理解。

六：Spring擴展接口

Spring擴展接口

對spring進行定製化功能擴展時，可以選擇如下一些擴展點：

▌1.BeanFactoryPostProcessor

是beanFactory後置處理器，支持在bean factory標準初始化完成後，對bean factory進行一些額外處理。在講context初始化流程時介紹過，這時所有的bean的描述信息已經加載完畢，但是還沒有進行bean初始化。例如前面提到的PropertyPlaceholderConfigurer，就是在這個擴展點上對bean屬性中的佔位符進行替換。

▌2.BeanDefinitionRegistryPostProcessor

它擴展自BeanFactoryPostProcessor，在執行BeanFactoryPostProcessor的功能前，提供了可以添加bean definition的能力，允許在初始化一般bean前，註冊額外的bean。例如可以在這裡根據bean的scope創建一個新的代理bean。

▌3.BeanPostProcessor

提供了在bean初始化之前和之後插入自定義邏輯的能力。與BeanFactoryPostProcessor的區別是處理的對象不同，BeanFactoryPostProcessor是對beanfactory進行處理，BeanPostProcessor是對bean進行處理。

注：上面這三個擴展點，可以通過實現Ordered和PriorityOrdered接口來指定執行順序。實現PriorityOrdered接口的processor會先於實現Ordered接口的執行。

▌4.ApplicationContextAware

可以獲得ApplicationContext及其中的bean，當需要在代碼中動態獲取bean時，可以通過實現這個接口來實現。

▌5.InitializingBean

可以在bean初始化完成，所有屬性設置完成後執行特定邏輯，例如對自動裝配對屬性進行驗證等等。

▌6.DisposableBean

用於在bean被銷燬前執行特定的邏輯，例如做一些回收工作等。

▌7.ApplicationListener

用來監聽spring的標準應用事件或者自定義事件。

七、springboot相關的知識點

▌1.啟動流程

主要步驟首先要配置environment，然後準備context上下文，包括執行applicationContext的後置處理、初始化initializer、通知listener處理contextPrepared和contextLoaded事件。最後執行refreshContext，也就是前面介紹過的AbstractApplicationContext類的refresh方法。

▌2.配置文件

然後要知道在Spring Boot中有兩種上下文，一種是bootstrap, 另外一種是application。

bootstrap是應用程序的父上下文，也就是說bootstrap會先於applicaton加載。bootstrap主要用於從額外的資源來加載配置信息，還可以在本地外部配置文件中解密屬性。bootstrap裡面的屬性會優先加載，默認也不能被本地相同配置覆蓋。

▌3.註解

@SpringBootApplication包含了@ComponentScan、@EnableAutoConfiguration、@SpringBootConfiguration三個註解

而@SpringBootConfiguration註解包含了@Configuration註解。也就是springboot的自動配置功能。

@Conditional註解就是控制自動配置的生效條件的註解，例如bean或class存在、不存在時進行配置，當滿足條件時進行配置等等。

▌4.特色模塊

• starter是springboot提供的無縫集成功能的一種方式，使用某個功能時開發者不需要關注各種依賴庫的處理，不需要具體的配置信息，由Spring Boot自動配置進行bean的創建。例如需要使用web功能時，只需要在依賴中引入spring-boot-starter-web即可。
• actuator是用來對應用程序進行監視和管理，通過restful api請求來監管、審計、收集應用的運行情況。
• devtools提供了一系列開發工具的支持，來提高開發效率。例如熱部署能力等。
• CLI就是命令行接口，是一個命令行工具，支持使用Groovy腳本，可以快速搭建spring原型項目。

以上為Spring框架需要掌握的內容，前面提到的核心機制、核心流程，建議閱讀源碼加深理解。

關注作者：JAVA高級程序員

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