Spring学习

Spring是一个开放源代码的设计层面框架，他解决的是业务逻辑层和其他各层的松耦合问题，因此它将面向接口的编程思想贯穿整个系统应用。

Spring

• JavaEE 应用程序框架，提供底层容器与基础设施，可以快速与大量常用开源框架集成
• Spring Core
  • IoC
    • Inversion of Control，控制反转 组件的创建、配置等转移到 IoC 容器中，应用程序只需要直接使用已经装配到 IoC 容器的组件 ---依赖注入--- Dependency Injection，直接持有依赖的对象，而不是重新 new 一个该对象 ---无侵入容器--- 不需要事先准备特定接口 ---@Configuration--- 注解配置类 ---@ComponentScan--- 注解扫描包及其子包，将其中 @Component 的 Bean 创建出来 ---@Conponent--- 注解为 JavaBean 并交由 IoC 容器托管 ---@Autowired--- 注入 JavaBean
    • 底层原理
      • XML/注解解析 + 工厂模式 + 反射
    • IoC 接口
      • ApplicationContext
        • IoC 容器实例，一次性创建所有 Bean，继承自 BeanFactory，支持国际化，事件，通知机制等
      • BeanFactory
        • 另一种 IoC 容器，工厂模式，按需创建
    • Bean 管理
      • 创建对象
        • 创建
          • @Component @Service @Controller @Repository
          • 条件装配
            • @Profile("!native")
              • 指定环境创建
            • Condition
              • Conditional - 满足自定义 Condition 时创建 ConditionalOnProperty - 配置中指定项的值为 true 或 false 时创建 ConditionalOnClass - 当前 classpath 中存在指定类时创建 ConditionalOnMissingBean - 当前 classpath 中不存在指定类时创建 ConditionalOnWebApplication - 在 Web 环境中创建 ConditionalOnExpression - 根据表达式判断是否创建
          • FactoryBean
            • 工厂模式构造 Bean
          • 初始化与销毁
            • ---@PostConstruct--- 构造器之后执行 ---@PreDestroy--- 回收对象前执行
        • 配置
          • @Configuration @ComponentScan @PropertySource("app.properties") public class AppProperties{ @Value("${app.item:defValue}") String item; } @Component public class Config{ @Value("#{appProperties.item}") private String item; }
          • 别名
            • @Bean("name") @Bean + @Qualifier("name") ------ @Autowired("name") @Autowired + @Qualifier("name") ------ @Primary
      • 注入属性
        • List 注入
          • @Autowired List<Validator> validators; @Component @Order(1) public class ValidatorA implements Validator{...}
        • 可选注入
          • @Autowired(required = false)
        • Resource
          • 注入配置文件、资源文件 @Value("classpath:/logo.json") //@Value("file:/path/logo.json") private Resource resource;
        • 第三方Bean 注入
          • @Configuration @ComponentScan public class AppConfig{ @Bean // 只会调用一次，Bean 对象单例 ClassA createClassA(){...} }
      • scope
        • 作用域
        • singleton
          • 默认类型，当 IOC 容器一创建就会创建 bean 的实例，而且是单例的，每次得到的都是同一个实例
        • prototype
          • 原型的，当 IOC 容器创建时不会创建 bean 实例，每次调用 getBean 方法时实例化该 bean，而且每次得到的都是不同的实例
        • request
          • 每次请求实例化一个 bean，适用于 WebApplicationContext 环境
        • session
          • 在一次会话中共享一个 bean，适用于 WebApplicationContext 环境
      • Bean 生命周期
        • 1. 调用无参构造器 - 创建 bean 实例 2. 调用 set 方法 - 为 bean 的属性设置，设置对其他 bean 的引用 后置处理器 - 初始化之前执行 3. 调用 bean 的 PostConstruct - 初始化 bean 后置处理器 -初始化之后执行 4. 使用 bean 5. 调用 bean 的 PreDestroy - 关闭容器前，销毁 bean
    • 循环依赖
      • 1. 循环依赖的双方都使用构造器注入时，IoC 容器会抛出 BeanCurrentlyCreationException，可以使用 setter 注入方式避免这个问题 2. singleton 支持循环依赖，prototype 不支持循环依赖，同样会抛异常
      • getSingleton
      • doCreateBean
      • populateBean
      • addSingleton
    • 三级缓存
      • 1. A创建过程中需要B，于是A将自己放到三级缓里面，去实例化B。 2. B实例化的时候发现需要A，于是B先查一级缓存，没有，再查二级缓存，还是没有，再查三级缓存，找到了A然后把三级缓存里面的这个A放到二级缓存里面，并删除三级缓存里面的A。 3. B顺利初始化完毕，将自己放到一级缓存里面（此时B里面的A依然是创建中状态)，然后回来接着创建A，此时B已经创建结束，直接从一级缓存里面拿到B，然后完成创建，并将A自己放到一级缓存里面。 ------------------------------- 1. 调用doGetBean()方法，想要获取beanA，于是调用getSingleton()方法从缓存中查找beanA 2. 在getSingleton()方法中，从一级缓存中查找，没有，返回null 3. doGetBean()方法中获取到的beanA为null，于是走对应的处理逻辑，调用getSingleton()的重载方法（参数为ObjectFactory的) 4. 在getSingleton()方法中，先将beanA_name添加到一个集合中，用于标记该bean正在创建中。然后回调匿名内部类的creatBean方法 5. 进入AbstractAutowireCapableBeanFactory#ndoCreateBean，先反射调用构造器创建出beanA的实例，然后判断:是否为单例、是否允许提前暴露引用(对于单例一般为true)、是否正在创建中（即是否在第四步的集合中）。判断为true则将beanA添加到【三级缓存】中 6. 对beanA进行属性填充，此时检测到beanA依赖于beanB，于是开始查找beanB 7. 调用doGetBean()方法，和上面beanA的过程一样，到缓存中查找beanB，没有则创建，然后给beanB填充属性 8. 此时 beanB依赖于beanA，调用getSingleton()获取beanA，依次从一级、二级、三级缓存中找，此时从三级缓存中获取到beanA的创建工厂，通过创建工厂获取到singletonObject，此时这个singletonObject指向的就是上面在doCreateBean()方法中实例化的beanA 9. 这样beanB就获取到了beanA的依赖，于是beanB顺利完成实例化，并将beanA从三级缓存移动到二级缓存中 10. 随后beanA继续他的属性填充工作，此时也获取到了beanB，beanA也随之完成了创建，回到getsingleton()方法中继续向下执行，将beanA从二级缓存移动到一级缓存中
      • singletonObjects
      • earlySingletonObjects
      • singletonFactories
  • AOP
    • Aspect Oriented Programming，面向切面编程 ---AOP织入方式--- 1. 编译期，由编译器把切面调用编译进字节码，需要定义新的关键字并扩展编译器（AspectJ） 2. 类加载期，在目标类装载到 JVM 时，由特殊的类加载器对目标字节码重新“增强” 3. 运行期，通过 JVM 的动态代理或者第三方库实现运行期动态织入（CGLIB、Javassist） ---概念--- Aspect：切面，即一个横跨多个核心逻辑的功能，或者称之为系统关注点； Joinpoint：连接点，即定义在应用程序流程的何处插入切面的执行； Pointcut：切入点，即一组连接点的集合； Advice：增强，指特定连接点上执行的动作； Introduction：引介，指为一个已有的Java对象动态地增加新的接口； Weaving：织入，指将切面整合到程序的执行流程中； Interceptor：拦截器，是一种实现增强的方式； Target Object：目标对象，即真正执行业务的核心逻辑对象； AOP Proxy：AOP代理，是客户端持有的增强后的对象引用。
    • 实现原理
      • 动态代理，在运行期创建一个代理实例，实际被执行的是代理对象的方法，代理对象的方法可以执行被代理对象的方法
      • JDK 动态代理
        • 1. 创建接口，定义方法 2. 创建接口实现类，实现方法 3. 创建代理对象，Proxy.newProxyInstance( ClassLoader, // 类加载器 Class<?>[], // 要实现的接口 InvocationHandler // 调用方法的 InvocationHandler ) 4. 覆写 InvocationHandler 的 invoke( Ojbect proxy, // 被代理的对象 Method method,// 要执行的方法 Ojbect[] args // 方法的参数列表 )
      • CGLIB 动态代理
    • 概念
      • 连接点
        • 可以被增强的方法
      • 切入点
        • 实际被增强的方法
      • 通知（增强）
        • 切入点被执行的增强逻辑
        • @Before
          • 前置通知，目标方法之前执行
        • @AfterReturning
          • 返回后通知，执行方法结束前执行（异常不执行）
        • @AfterThrowing
          • 异常通知，出现异常时执行
        • @After
          • 后置通知，目标方法之后执行（始终执行）
        • @Around
          • 环绕通知，环绕目标方法执行
        • 顺序
          • V4
            • 正常情况：@AroundStart -> @Before -> Invoke -> @AroundEnd -> @After -> @AfterRunning 异常情况：@AroundStart -> @Before -> Invoke -> @After -> @AfterThrowing
          • V5
            • 正常情况：@AroundStart -> @Before -> Invoke -> @AfterRunning -> @After -> @AroundEnd 异常情况：@AroundStart -> @Before -> Invoke -> @AfterThrowing -> @After
      • 切面
        • 把通知（增强）应用到切入点的过程
    • 操作
      • 1. 定义用于标记连接点的注解，并在连接点标记上注解 2. 定义 Aspect 逻辑，@Aspect, @Component 1. @Before("execution(public * *(..))") 2. @Before("@annotation(metricTime)") 3. 在 @Configuration 类启用 AOP，@EnableAspectJAutoProxy
    • 避坑指南
      • 1. 访问被注入的 Bean 时，总是调用方法而非直接访问字段 2. 编写 Bean 时，如果可能会被代理，就不要编写 public final 方法 ------ Java 编译器在发现构造方法中没有 super() 时，会自动加上； 如果直接构造字节码，一个类的构造方法中不一定要调用 super()； Spring 通过 CGLIB 构造 Proxy 类就是如此； 在 $$EnhanceBySpringCGLIB 类中不会执行变量的赋值语句； proxy 的目的是代理方法，成员变量的初始化在构造函数中完成
  • Database
    • Jdbc JdbcTemplate，提供 Jdbc 的各类常用操作 DAO，Data Access Object，使用 JdbcTemplate + BeanPropertyRowMapper<T> 实现数据行与实体映射 Hibernate，全自动（自动填充 JavaBean，自动生成 SQL） ORM JPA，Java Persistence API，ORM 标准，只是接口，需要引入 ORM 框架实现，如 Hiberanate MyBatis，半自动（自动填充 JavaBean，手写 SQL） ORM
    • Transaction
      • 1. 创建 PlatformTransactionManager 组件 2. @EnableTransactionManagement 启用声明式事务 3. @Transactional 添加对目标方法的事务支持 ---回滚--- RuntimeException | IOException
      • propagation
        • 事务传播级别
        • REQUIRED
          • 如果当前没有事务，就创建一个新事务，如果当前有事务，就加入到当前事务中执行
        • SUPPORTS
          • 表示如果有事务，就加入到当前事务，如果没有，那也不开启事务执行。这种传播级别可用于查询方法，因为 SELECT 语句既可以在事务内执行，也可以不需要事务；
        • MANDATORY
          • 表示必须要存在当前事务并加入执行，否则将抛出异常。这种传播级别可用于核心更新逻辑，比如用户余额变更，它总是被其他事务方法调用，不能直接由非事务方法调用；
        • REQUIRES_NEW
          • 表示不管当前有没有事务，都必须开启一个新的事务执行。如果当前已经有事务，那么当前事务会挂起，等新事务完成后，再恢复执行；
        • NOT_SUPPORTED
          • 表示不支持事务，如果当前有事务，那么当前事务会挂起，等这个方法执行完成后，再恢复执行；
        • NEVER
          • 和 NOT_SUPPORTED 相比，它不但不支持事务，而且在监测到当前有事务时，会抛出异常拒绝执行；
        • NESTED
          • 表示如果当前有事务，则开启一个嵌套级别事务，如果当前没有事务，则开启一个新事务。
      • isolation
        • 事务隔离级别 目的是解决事务的并发一致性问题: 1. 修改丢失 - 修改了未提交的修改 - 写隔离 2. 脏读 - 读取了未提交的修改 - 读写隔离 3. 不可重复读 - 读取了已提交的修改 4. 幻读 - 读取了已提交的增删行数
        • 读未提交
        • 读已提交
        • 可重复读
        • 串行化
    • ORM
      • 1. 实现 ORMTemplate，持有 Class<T> 实例 - RowMapper<T> 实例的映射表，并通过扫描 entities 包填充映射表 2. 持有一个 CriteriaQuery，用于解释生成 SQL
  • Web
    • Servlet 三大组件：Servlet、Filter、Listener
    • Filter
      • 在 Spring MVC 中，Filter 托管给 Spring 容器，Spring 提供一个 DelegatingFilterProxy 托管给 Servlet 容器，当 DelegatingFilterProxy 生效后，DelegatingFilterProxy 将请求代理给 Filter
    • Interceptor
      • preHandle postHandle afterCompletion ---注册--- WebMvcConfigurer
    • CORS
      • Cross-Origin Resource Sharing Access-Control-Allow-Origin 响应头 1. @CrossOrigin 注解目标 @RestController 2. WebMvnConfigurer 中注册全局 CorsRegistry 3. CorsFilter
    • 国际化
      • MessageSource <- _zh_CN.properties LocaleResolver -> Locale
    • 异步
      • 1. 返回一个 Callable<T>，在 callable 内部写入响应 2. 返回一个 DeferredResult 实例，在另一个线程将响应写入 deferredResult ------ 推荐 java.nio -> Netty 针对调用者： 同步：发出请求后需要等待结果才能做其他事情 异步：发出请求后，可以做其他事情，结果的处理交给回调或轮训 针对被调用者： 阻塞：接收到请求后执行完成才返回结果 非阻塞：接收到请求后立刻返回，真实结果等待执行完成后另行返回
      • Webflux
        • Reacotr，Sevlet3.1 支持 ---Publisher--- Flux - 返回 N 个元素 Mono - 返回 1/0 个元素 ---声明数据流--- just - 只是声明数据流，不会发出数据流，订阅之后才会触发数据流 ---三种信号--- 元素值 错误信号 - 终止型号 完成信号 - 终止型号 1. 终止信号不能共存 2. 错误信号的数据流是空的 3. 没有终止信号表示无限数据流
    • WebSocket
  • JMS
    • Java Message Service
  • JMX
    • Java Management Extensions 1. 编写 MBean（@ManagedResource, @ManagedAttribute, @ManagedOperation, @ManagedOperationParameter） 2. 注册 MBean ---控制 MBean--- jconsole
• Spring Boot
  • Configuration
    • @SpringBootApplication
      • @SpringBootApplication // 标注主配置类 @SpringBootConfiguration // Spring Boot 的配置类 @Configuration // 标注配置类 @Component // 组件 @EnableAutoConfiguration // 开启自动配置功能 @AutoConfigurationPackage // 自动配置包 @Import(AutoConfigurationImportSelector.class) // 扫描主配置类所在包及其子包的所有组件，并导入 IoC 容器
      • 自动配置原理
        • @EnableAutoConfiguration @Import(AutoConfigurationImportSelector.class) getCandidateConfigurations // 获取配置 SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames() // 扫描所有 jar 包类路径下 META-INF/spring.factories 的 EnableAutoConfiguration 类清单 // 把扫描到的类名清单转换成 properties 对象 // 从 properties 获取类名，创建组件并添加到容器中
    • YAML
      • ---格式--- key:(空格)value 空格不能少 key 左对齐的一列都是同一层级，以空格的缩进控制层级 属性和值的大小写敏感 ---引号处理--- "" - 转义字符以转义后的效果显示 '' - 转义字符以字面字符显示（自动添加转义符处理） ---行内写法--- key:{k1:v1,k2:v2} key:[v1,v2,v3]
    • 配置文件注入
      • @ConfigurationProperties
        • @Component @ConfigurationProperties(prefix="k1.k2.k3")
      • @Value
        • SpEL
      • @PropertySource
        • @PropertySource(value={"classpath:aaa.yml"}) // 使用指定配置文件 @Component @ConfigurationProperties(prefix="k1.k2.k3")
      • @ImportSource
        • @ImportSource(locations = {"classpath:beans.xml"}) // 导入配置文件，让其生效
      • 占位符
        • k1=v1 k2=${random.int} k3=${random.long} k4=${random.int[1024,65536]} k5=${K1:default_value}_suffix
    • Profile
      • ---激活 profile--- spring.profile.active=native java -jar aaa.jar --spring.profiles.active=test java -jar aaa.jar -Dspring.profiles.active=dev
    • 加载顺序
      • 优先级递增 ---内部配置--- -classpath:/ -classpath:/config/ -file:./ -file:./config/ ---外部配置--- SpringApplication.setDefaultProperties 指定属性值 @Configuration + @PropertySource 指定配置文件 jar 包内部的 application.properties 和 application.yml jar 包外部的 application.properties 和 application.yml jar 包内部的 application-{profile}.properties 和 application-{profile}.yml jar 包外部的 application-{profile}.properties 和 application-{profile}.yml RandomValuePropertySource 配置的 random.* 属性值 操作系统环境变量 Java 系统属性 java:comp/env 的 JNDI 属性 命令行参数：java -jar aaa.jar --k1=v1 --k2=v2 ---改变内部配置位置--- spring.config.location=D:/aaa.yml
    • 条件配置
      • @ConditionalOnJava - 系统的 Java 版本是否符合要求 @ConditionalOnBean - 容器中存在指定 Bean @ConditionalOnMissingBean - 容器中不存在指定 Bean @ConditionalOnExpression - 满足 SpEL 表达式条件 @ConditionalOnClass - 系统中存在指定类 @ConditionalOnMissingClass - 系统中不存在指定类 @ConditionalOnSingleCandidate - 系统中只有一个指定 Bean 或者这个 Bean 是首选 Bean @ConditionalOnProperty - 系统中指定属性是否有指定值 @ConditionalOnResource - classpath 下是否存在指定资源文件 @ConditionalOnWebApplication - 当前是 Web 环境 @ConditionalOnNotWebApplication - 当前不是 Web 环境 @ConditionalOnJndi - JNDI 存在指定项
  • Log
    • 默认使用 Slf4j + LogBack
    • 输出格式
      • %d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS} [%thread] %-5level %logger{50} -%msg%n ------ %d 日期时间 %thread 线程名 %-5level 级别，总宽度 5 个字符 %logger(50) logger 名字，最长 50 个字符，否则按照句点分割缩写 %msg 日志内容 %n 换行符
    • 配置
      • logging.level.packagename=trace # logging.path=logs # 默认文件名 springboot.log logging.file.name=logs/app.log logging.pattern.console=%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS} [%thread] %-5level %logger{50} -%msg%n logging.pattern.file=%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS} [%thread] %-5level %logger{50} -%msg%n
  • Web
    • 1. WebMvcAutoConfiguration 2. WebMvcProperties 3. ViewResolver自动配置 4. 静态资源自动映射 5. Formatter与Converter自动配置 6. HttpMessageConverter自动配置 7. 静态首页 8. favicon 9. 错误处理
    • 嵌入式 Servlet 容器
      • Tomcat
      • Jetty
        • 长连接
      • Undertow
        • 不支持 JSP
    • Servlet 容器自动装配原理
      • 1. SpringBoot 根据容器的依赖，注入相应 EmbeddedServletContainerFacotry 2. 创建 Servlet 容器，并调用后置处理器 EmbeddedServletContainerCustomizerBeanProcessor 3. 后置处理器调用所有定制器方法 EmbeddedServletContainerCustomizer
    • Servlet 容器启动原理
      • 执行 run 方法，SpringBoot 应用启动 执行 refreshContext(context)，SpringBoot 创建 IoC 容器，初始化容器，并创建容器中所有组件 Web 应用 - AnnotationConfigEmbeddedWebApplicationContext 非 Web 应用 - AnnotationConfigApplicationContext - refresh(context) // 刷新 IoC 容器 - onRefresh() // Web IoC 重写 onRefresh // 创建嵌入式 Servlet 容器 // 启动嵌入式 Servlet 容器
  • Database
    • Druid MyBatis SpringData JPA
  • Starts
    • @Configuration //指定这个类是一个配置类 @ConditionalOnXXX //在指定条件成立的情况下自动配置类生效 @AutoConfigureAfter //指定自动配置类的顺序 @Bean //给容器中添加组件 @ConfigurationProperties // 结合相关xxxProperties类来绑定相关的配置 @EnableConfigurationProperties //让xxxProperties生效加入到容器中 // 将需要启动就加载的自动配置类，配置在META‐INF/spring.factories org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration=\ org.springframework.boot.autoconfigure.admin.SpringApplicationAdminJmxAutoConfiguration,\ org.springframework.boot.autoconfigure.aop.AopAutoConfiguration,\
  • Actuator
    • autoconfig 所有自动配置信息 auditevents 审计事件 beans 所有Bean的信息 configprops 所有配置属性 dump 线程状态信息 env 当前环境信息 health 应用健康状况 info 当前应用信息 metrics 应用的各项指标 mappings 应用@RequestMapping映射路径 shutdown 关闭当前应用（默认关闭） trace 追踪信息（最新的http请求）
  • Devtools
• Spring Cloud
  • 服务注册
    • Eureka
    • Zookeeper
    • Consul
    • Nacos
      • 动态服务发现、配置管理和服务管理平台
      • 注册中心
        • 服务注册
          • curl -X POST 'http://127.0.0.1:8848/nacos/v1/ns/instance?serviceName=nacos.naming.serviceName&ip=20.18.7.10&port=8080'
        • 服务发现
          • curl -X GET 'http://127.0.0.1:8848/nacos/v1/ns/instance/list?serviceName=nacos.naming.serviceName'
      • 配置中心
        • 发布配置
          • curl -X POST "http://127.0.0.1:8848/nacos/v1/cs/configs?dataId=nacos.cfg.dataId&group=test&content=HelloWorld"
        • 获取配置
          • curl -X GET "http://127.0.0.1:8848/nacos/v1/cs/configs?dataId=nacos.cfg.dataId&group=test"
      • 持久化
        • 使用 MySQL 持久化
        • 准备 db
          • create database `nacos.db` default charset utf8mb4 collate utf8mb4_romanian_ci; 使用 nacos/conf/nacos-mysql.sql 初始化 `nacos.db`
        • 修改配置
          • spring.datasource.platform=mysql db.num=1 db.url.0=jdbc:mysql://localhost:3306/nacos.db?characterEncoding=utf8&connectTimeout=1000&socketTimeout=3000&autoReconnect=true db.user=nacos_devtest db.password=youdontknow
        • 重启
          • sh bin/shutdown.sh sh bin/startup.sh -m standalone
  • 服务调用
    • Ribbon
    • LoadRalancer
    • Feign
    • OpenFeign
  • 服务降级
    • Hystrix
    • Sentinel
      • 资源（服务，方法，代码段等）保护
      • 定义资源
        • 1. 主流框架，默认适配（Web Servlet, Dubbo, Spring Cloud, gRPC, Spring WebFlus, Reactor 等） 2. 抛异常 3. 返回布尔值 4. 注解 5. 异步调用
        • @SentinelResource
          • value
            • 资源名称
          • entryType
          • blockHandler / blockHandlerClass
            • 针对 BlockException
          • fallback
            • 针对所有类型的异常
          • defaultFallback
          • exceptionsToIgnore
      • 定义规则
        • 流量控制
          • QPS 线程数
        • 熔断降级
          • 慢调用比例 异常比例 异常数
        • 系统保护
          • 触发值，用于触发自适应控制阶段 所有入口流量的平均响应时间 入口流量的最大并发数 所有入口资源的 QPS 当前系统的 CPU 使用率
        • 来源访问控制
          • 黑白名单
        • 热点参数
          • 热点 key 限流，对接口的指定参数限流
      • 检验效果
        • HTTP 接口 日志 block 事件
      • 规则持久化
  • 服务网关
    • Zuul
    • gateway
  • 服务配置 & 总线
    • Config
    • Bus
  • 分布式事务
    • Seata
      • 分布式事务解决方案
      • Transaction Coordinator (TC)
        • 事务协调器，维护全局事务的运行状态，负责协调并驱动全局事务的提交或回滚；
      • Transaction Manager (TM)
        • 控制全局事务的边界，负责开启一个全局事务，并最终发起全局提交或全局回滚的决议；
      • Resource Manager (RM)
        • 控制分支事务，负责分支注册、状态汇报，并接收事务协调器的指令，驱动分支（本地）事务的提交和回滚