Spring修炼之路--基础知识

一、核心概念

1.1软件模块化

软件模块化是一种软件开发的设计模式，它将一个大型的软件系统划分成多个独立的模块，每个模块都有自己的功能和接口，并且能够与其他模块独立地工作1. 软件模块化设计可以使软件不至于随着逐渐变大而变得不可控，最终要达到可控、可维护、可扩展的目的2

Model-View-Controller 

将软件用户界面和业务逻.辑分离

再细化 

每一层承担特定的职能，高层依赖于低层辑分离

 具体技术

分布式服务器

 模块化开发可以带来以下好处

• 提高代码的复用性：模块化可以将代码划分成可重用的部分，降低代码的冗余和重复，提高代码的复用性。
• 简化代码的维护和调试：当一个软件系统变得越来越复杂时，进行模块化开发可以使得每个模块都相对独立，这样就可以方便地维护和调试每个模块，而不必考虑整个系统的复杂性。
• 提高代码的可读性：模块化可以使得代码更加结构化，清晰明了，从而提高代码的可读性和可维护性。
• 提高开发效率：模块化开发可以使得团队成员在不同模块上并行开发，从而提高开发效率。
• 降低项目的风险：模块化开发可以使得开发

总之，模块化开发是一种有效的软件开发模式，可以提高软件开发的质量、效率和可维护性，特别是在大型软件系统的开发中，模块化更是必不可少的。

1.2Spring技术栈

Spring技术栈提供了Servlet和反应式这两种Web技术栈，在应用层面充分向异步和非阻塞并发靠拢。Spring MVC为现有的应用程序提供了一些反应式特性。Spring Boot 2内置了反应式Web容器，默认使用的是Netty，当然也可以选择Tomcat、Jetty或Undertow，应用程序可以分别通过Spring MVC（spring-webmvc模块）和Spring WebFlux（spring-webflux模块）来使用这两个技术栈。

 1.3Servlet原理

工作机制

Servlets的作用

• 通讯功能
• Servlet对象的生命周期管理
• 多线程支持
• 安全性支持

Servlet和JSP的区别

Servlet和JSP的区别如下：Servlet在Java代码中可以通过HttpServletResponse对象动态输出HTML内容，而JSP是在静态HTML内容中嵌入Java代码，然后Java代码在被动态执行后生成HTML内容。JSP可以方便地实现页面的动态生成，可以更好地实现MVC模式，而Servlet更适合处理业务逻辑。JSP的执行过程是先编译成Servlet，再由Servlet容器进行执行。因此，JSP的执行效率比Servlet低

1.4Spring容器

Spring容器来负责创建对象并把对象关联起来提供服务。

• 容器提供了公共服务
• 容器依赖于配置信息

Spring框架配置

相关注解

 相关容器

Spring拥有两种类型的容器

BeanFactory
BeanFactorv负责读取bean配置信息，管理bean的加载，实例化，维护bean之间的依赖关系，负责bean的生命周期，每次获取对象时才会创建对象

ApplicationContext
ApplicationContext由BeanFactory派生而来， 同时也继承了容器的高级功能，如：MessageSource（国际化资源接口）、ResourceLoader（资源加载接口）、ApplicationEventPublisher（应用事件发布接口）等，提供了更多面向实际应用的功能。在容器启动时就会创建所有的对象

 生命周期

控制反转

控制反转是指Bean对象之间的依赖不由它们自己管理，而是由Spring容器负责管理对象之间的依赖
Spring容器采用依赖注入（DI）的方式实现控制反转

解释

控制反转和依赖注入是两个相关的软件设计原则，它们的目的是降低代码之间的耦合度，提高可维护性和可测试性。控制反转（Inversion of Control，IoC）是一种思想，它指的是将对象的创建和管理交给一个外部容器，而不是由对象自己控制。依赖注入（Dependency Injection，DI）是实现控制反转的一种常用方法，它指的是在对象创建时，由容器将对象所依赖的其他对象注入到它的属性或构造方法中。这样，对象就不需要自己创建或查找依赖的对象，而只需要声明它们的类型或名称 

举例

例如，假设有一个类A，它依赖于另一个类B。如果没有控制反转和依赖注入，类A可能会在自己的构造方法中使用new关键字来创建一个类B的实例。这样，类A就和类B紧密耦合在一起，如果类B发生了变化，类A也需要修改。而且，这样的代码很难进行单元测试，因为类A无法替换掉类B的实例。

如果使用了控制反转和依赖注入，类A就不需要自己创建类B的实例，而是将它作为一个参数传入自己的构造方法中。这样，类A就只需要知道类B的接口，而不需要关心它的具体实现。而且，这样的代码更容易进行单元测试，因为类A可以使用模拟对象（mock object）来代替类B的实例。

注解方式

@Autowired时，首先在容器中查询对应类型的bean
如果查询结果刚好为一个，就将该bean装配给@Autowired指定的数据
如果查询的结果不止一个，那么@Autowired会根据变量的名称来查找。 

 

1.5 Maven简介 

 Maven文件架构

POM文件

POM文件是Maven项目的配置文件，它用XML格式描述了项目的基本信息、依赖关系、构建设置、报告生成等内容。POM文件通常放在项目的根目录下，命名为pom.xml。POM文件的结构由一个project元素和若干子元素组成，其中最重要的三个子元素是groupId, artifactId和version，它们组成了Maven坐标，用来唯一标识一个项目或者一个构件。

POM文件中还可以定义一些其他的子元素，例如：

• packaging: 项目的打包类型，如jar, war, ear等。
• dependencies: 项目所依赖的其他构件，可以指定依赖的范围、类型、可选性等属性。
• parent: 项目的父项目，可以继承父项目的一些配置信息。
• dependencyManagement: 项目的依赖管理，可以统一管理依赖的版本号等信息。
• modules: 项目的子模块，可以将一个大型项目拆分为多个子模块，方便管理和协作。
• properties: 项目的自定义属性，可以在POM文件中使用${name}引用。
• build: 项目的构建设置，包括插件、目标、资源等信息。
• reporting: 项目的报告生成设置，包括插件、输出目录等信息。
• name, description, url等: 项目的更多信息，用于描述项目的名称、简介、网址等内容。

<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0
                             http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    
    <modelVersion>4.0.0modelVersion>
 
    
    <groupId>com.examplegroupId>
    <artifactId>my-appartifactId>
    <version>1.0-SNAPSHOTversion>
 
    
    <packaging>jarpackaging>
 
    
    <name>My Appname>
    <description>A simple app for demonstrationdescription>
    <url>http://www.example.com/my-appurl>
 
    
    <parent>
        <groupId>com.examplegroupId>
        <artifactId>my-parentartifactId>
        <version>1.0version>
        
        <relativePath>../my-parent/pom.xmlrelativePath>
    parent>
 
    
    <properties>
        
        <maven.compiler.source>1.8maven.compiler.source>
        <maven.compiler.target>1.8maven.compiler.target>
        
        <junit.version>5.7.2junit.version>
        <log4j.version>2.14.1log4j.version>
    properties>
 
    
    
    <repositories>
        
        <repository>
            <id>centralid>
            <name>Maven Central Repositoryname>
            <url>https://repo.maven.apache.org/maven2/url>
            
            
            
            
            <releases>
                <enabled>trueenabled>
                <updatePolicy>neverupdatePolicy>
                <checksumPolicy>warnchecksumPolicy>
            releases>
            <snapshots>
                <enabled>falseenabled>
                <updatePolicy>neverupdatePolicy>
                <checksumPolicy>warnchecksumPolicy>
            snapshots>
        repository>
        
    repositories>
 
    
    <dependencies>
        
        <dependency>
            <groupId>org.junit.jupitergroupId>
            <artifactId>junit-jupiter-apiartifactId>
            <version>${junit.version}version>
            <scope>testscope>
        dependency>
        
    dependencies>
 
    
    <build>
        
        <finalName>my-app-1.0finalName>
 
        
        
        <plugins>
            
            <plugin>
                <groupId>org.apache.maven.pluginsgroupId>
                <artifactId>maven-compiler-pluginartifactId>
                
                <version>3.8.1version>
                
                <configuration>
                    
                    
                    
                    
                    <encoding>UTF-8encoding>
                configuration>
            plugin>
        plugins>
    build>
project>

Maven生命周期

 Maven插件

Maven插件是一些用来执行特定任务的软件组件，它们可以在Maven的生命周期阶段中被调用，也可以直接通过命令行来执行。Maven插件的工作原理是，它们接收一些配置参数，然后根据这些参数来完成一些操作，如编译、打包、测试、部署等。Maven插件通常由一个或多个目标（goal）组成，每个目标都对应一个具体的功能。

Maven插件有两种类型：构建插件（build plugins）和报告插件（reporting plugins）。构建插件在构建过程中执行，并在pom.xml的元素中配置。报告插件在网站生成过程中执行，并在pom.xml的元素中配置。

Maven提供了很多内置的插件，如maven-compiler-plugin, maven-jar-plugin, maven-war-plugin等，它们分别用于编译Java源代码，打包JAR文件，打包WAR文件等。除了内置的插件，还有很多第三方提供的插件，如maven-shade-plugin, maven-checkstyle-plugin, maven-surefire-plugin等，它们分别用于创建Uber-JAR文件，检查代码风格，运行单元测试等

二、Spring介绍

2.1Spring boot

 Spring Boot 是一个基于 Spring Framework 的项目，它可以让您更容易和更快地创建和运行简单或者基于 web 的应用程序。它是一个 Spring 模块，提供了 RAD (快速应用开发) 的特性。Spring Boot 可以根据您的类路径和配置的 bean，自动添加一些缺失的组件和设置。

 Starter功能

• 内嵌Tomcat、Jetty或Undertow
• 采用Starter POM简化Maven的配置
• 提供产品级的运行监控功能

  Starter原理

 相关配置

 在POM文件中定义继承Spring-boot-starter-parent

<parent>
<groupId>org.springframework.bootgroupId>
<artifactId>spring-boot-starter-parentartifactId>
<version>2.1.6.RELEASEversion>
<relativePath/> 

在插件中采用SpringBoot的插件来编译打包应用

<build>
<plugins>
<plugin>
<groupId>org.springframework.bootgroupId>
<artifactId>spring-boot-maven-pluginartifactId>
plugin>
plugins>
build>

@SpringBootApplication是一个复合注解
        @Target(ElementType.TYPE)
        @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
        @Documented
        @Inherited
        @Configuration
        @EnableAutoConfiguration
        @ComponentScan
        @interface
@Configuration 注解，实现配置文件的功能.
@EnableAutoConfiguration：打开自动配置的功能，也可以关闭某个自动配置的选项，如关闭数据源自动配置功能：
@SpringBootApplication(exclude = { DataSourceAutoConfiguration.class }).
@ComponentScan：Spring组件扫描.

SpringBoot使用一个全局的配置文件application.properties或者application.yml(或者是yaml)
        作用是修改SpringBoot自动配置的默认值；

Actuator

Spring 的Actuator是一个用于监控和管理Spring Boot应用的模块，它提供了一系列的端点（endpoints），可以通过HTTP或JMX来访问。通过这些端点，我们可以获取应用的运行状态、健康状况、配置信息、性能指标、日志信息等。

 Actuator的使用非常简单，只需要在pom.xml中添加spring-boot-starter-actuator依赖，就可以开启Actuator的功能。默认情况下，Actuator只会暴露两个端点：/actuator/health和/actuator/info，分别用于查看应用的健康情况和基本信息。如果要暴露更多的端点，需要在application.properties中进行配置。

 2.2RESTful API

RESTful API是一种遵循REST原则的应用程序接口，REST是一种软件架构风格，它定义了网络服务之间和客户端之间应该如何通信。RESTful API使用HTTP方法，如GET, POST, PUT, 和DELETE，来对资源进行操作，资源由统一资源标识符（URI）来标识。RESTful API还支持不同的数据交换格式，如JSON, XML, 或纯文本。RESTful API的目标是简单、可扩展、无状态、和统一的。

使用RESTful API的一些好处有：

• 它易于理解和实现，因为它使用了标准的HTTP协议和常见的数据格式。
• 它灵活和可扩展，因为它允许开发者根据自己的需求选择最合适的工具和技术。
• 它互操作和兼容，因为它可以与任何支持HTTP和数据格式的系统通信。
• 它高性能和可靠，因为它可以利用HTTP的特性，如缓存、压缩、和并发。

URL构成

 RESTful操作

 HTTP五种操作

Get请求

Post请求 

Put请求 

DELETE请求

2.3Spring MVC 

Spring MVC是一个基于Java的Web框架，它遵循模型-视图-控制器（MVC）的设计模式。它实现了Spring框架的核心功能，如控制反转、依赖注入等。Spring MVC通过使用DispatcherServlet来优雅地实现MVC模式。DispatcherServlet是一个类，它接收来自客户端的请求，并将其转发给合适的处理器，如控制器、模型、视图等

 

Spring MVC中的Controller负责接收HTTP Request

• 交给View生成HTML页面 （传统的方式）
• 直接把数据写入到Http Response中（Restful）

RestFul Controller的注解

@RestController 是 Spring Framework 中用于创建 RESTful web services 的注解。它是一个方便的注解，将 @Controller 和 @ResponseBody 注解结合在一起，从而无需在控制器类的每个请求处理方法上使用 @ResponseBody 注解 

@RestController

• 与@Controller标签相同，用于标注在类定义前面，使得类会被认定为Controller对象
• 用于告知Spring容器，该类所有方法的返回值需要以JSON格式写到Response的Body内。

 2.4基于javax.validation的合法性检查

javax.validation是一套JavaBean参数校验的标准，它定义了很多常用的校验注解1。这些注解可以直接加在JavaBean的属性上，以便在需要校验的时候进行校验2。在Spring Boot中，可以使用@Valid注解来启用参数校验1。如果您需要自定义校验注解，可以使用Hibernate Validator

 

2.5跨域访问

跨源资源共享（CORS）是一种基于HTTP头的机制，它通过允许服务器标识除了它自己以外的其他源（域、协议或端口），使得浏览器允许这些源访问加载自己的资源1。CORS机制允许Web应用服务器进行跨源访问控制，从而使跨源数据传输得以安全进行1。现代浏览器支持在API容器中（例如XMLHttpRequest或Fetch）使用CORS，以降低跨源HTTP请求所带来的风险,在Spring Boot中，可以使用addCorsMappings()方法来添加CORS映射

2.6 Tomcat并发原理

Tomcat Connector(Tomcat连接器)有bio、nio、apr三种运行模式。其中，bio（blocking I/O，阻塞式I/O操作）是表示Tomcat使用的是传统的Java I/O操作（即java.io包及其子包）

nio（non-blocking I/O，非阻塞式I/O操作）是一种基于缓冲区、并能提供非阻塞I/O操作的Java API，它拥有比传统I/O操作（BIO）更好的并发运行性能. 在Tomcat中，可以使用org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol协议来启用NIO模式