《Spring框架》课件

框架SpringSpring框架是一个开源的Java平台，提供全面的基础设施来支持各种Java应用程序它是一个轻量级、高度可配置的框架，旨在简化Java开发，并促进应用程序的开发、部署和维护框架概述Spring轻量级框架模块化设计广泛应用Spring框架以其轻量级、非侵入式特性而闻Spring框架采用模块化设计，开发者可以选Spring框架广泛应用于各种Java应用程序，名，它简化了Java应用程序的开发和维护择所需模块，以满足特定项目需求包括企业级应用程序、Web应用程序、移动应用程序等框架发展历程Spring2002年1Rod Johnson首次发布Spring框架，旨在简化企业级Java开发，并解决EJB框架的复杂性问题2004年2Spring

1.0发布，引入了依赖注入DI和面向切面编程AOP等核心概念，并提供了对数据访问、Web MVC等功能的支持2007年3Spring

2.0发布，引入了Spring WebFlow和Spring WebServices，并增强了对注解的支持，简化了配置2010年4Spring

3.0发布，引入了Spring MVC

3.0，全面支持RESTful风格的Web服务开发，并引入了对NoSQL数据库的支持2013年5Spring

4.0发布，支持Java8的新特性，并引入了Spring Boot，简化了Spring应用程序的开发和部署2017年6Spring

5.0发布，支持响应式编程模型，并引入了WebFlux，提高了应用程序的性能和可扩展性框架核心特性Spring控制反转（IoC）依赖注入（DI）面向切面编程（AOP）模板设计模式Spring框架的核心是控制反转依赖注入是IoC的一种实现方Spring提供了强大的面向切面Spring框架大量使用模板设计（IoC）模式IoC让Spring容式Spring容器负责创建对象编程（AOP）支持AOP允模式，例如JDBC模板、事务器管理对象的创建和依赖关系，并将依赖关系注入到目标对许开发者将横切关注点（例如模板等，简化了开发人员的代，而不是开发者在代码中显式象中，使对象之间的耦合度降事务管理、日志记录）从业务码编写，提高了代码的可重用创建对象低逻辑中分离出来，提高代码的性可维护性和可重用性容器Spring IoCSpringIoC容器是Spring框架的核心组件之一，它负责管理应用程序中的对象生命周期和依赖关系IoC容器使用依赖注入（DI）模式，将对象的创建和管理委托给容器，应用程序代码无需直接创建或管理对象，而是通过容器获取所需的依赖IoC容器提供了多种配置方式，例如基于XML配置文件、注解配置和Java配置，灵活地管理应用程序对象的生命周期管理Bean实例化Spring容器根据配置信息，使用反射机制创建Bean实例属性注入将Bean的属性值和依赖关系注入到Bean实例中初始化方法调用Bean的初始化方法，执行必要的初始化操作Bean使用Bean实例化完成，可以被其他组件使用销毁方法容器关闭时，调用Bean的销毁方法，释放资源依赖注入Spring依赖反转将对象的创建和管理委托给Spring容器，避免应用程序直接创建对象依赖注入Spring容器在运行时将依赖关系注入到对象中，无需手动创建对象灵活配置通过配置文件或注解的方式灵活配置依赖关系，提高代码的可维护性和可扩展性面向切面编程Spring AOP

11.核心概念

22.主要功能AOP是一种编程范式，它允许AOP主要用于实现日志记录、开发者将横切关注点与业务逻事务管理、安全控制和性能监辑分离，提高代码模块化和可控等功能维护性

33.实现机制

44.应用场景Spring AOP基于代理模式实现AOP广泛应用于企业级应用程，它通过代理对象拦截目标对序开发中，用于增强应用程序象的调用，并在调用前后执行的功能和性能横切逻辑事务管理Spring事务隔离级别事务传播行为Spring支持多种事务隔离级别，例如Spring提供7种事务传播行为，例如READ_UNCOMMITTED、PROPAGATION_REQUIRED、READ_COMMITTED、REPEATABLE_READ PROPAGATION_REQUIRES_NEW，用于控、SERIALIZABLE，开发者可根据应用需求制事务在不同方法调用之间的传播方式选择合适的级别事务超时设置声明式事务管理Spring允许设置事务超时时间，防止事务长Spring支持声明式事务管理，开发者可以通时间运行造成系统资源占用过注解或XML配置来定义事务边界，简化事务管理代码模块Spring JDBC简化数据库操作模板模式事务管理数据源配置Spring JDBC模块提供了一个抽使用JdbcTemplate模板类，可Spring JDBC模块提供了方便的Spring JDBC模块支持多种数据象层，简化了数据库连接和操以方便地执行SQL语句、存储过事务管理机制，确保数据库操源，并提供了灵活的配置方式作，避免了繁琐的JDBC代码编程，以及进行批处理操作作的原子性和一致性，便于连接不同的数据库系统写框架Spring MVCSpring MVC框架是Spring框架中用于构建Web应用程序的模块它提供了一个基于模型-视图-控制器（MVC）模式的架构，用于将应用程序逻辑、数据模型和表示层分离SpringMVC框架提供了丰富的特性，包括请求映射、数据绑定、验证、异常处理、国际化等它还支持各种视图技术，例如JSP、Thymeleaf和FreeMarker服务Spring WebRESTful Web服务基于XML的配置Spring提供强大的RESTfulWeb服务支持，用于构建现代化的APISpring支持传统的基于XML的配置方式基于注解驱动的配置，简化开发过程提供灵活性和可扩展性，适用于复杂场景安全框架Spring Security身份验证授权安全配置认证机制验证用户的身份和权限，确保根据用户的身份和权限，控制提供灵活的安全配置选项，以•HTTP BasicAuthentication只有授权用户可以访问系统资用户对系统资源的访问权限满足不同应用程序的安全需求•HTTP DigestAuthentication源•OAuth

2.0简介Spring Boot快速开发轻量级简化Spring应用开发，提供自动配置，减少样板代码嵌入式Web服务器，无需外部依赖，方便部署约定优于配置生产就绪提供默认配置，减少开发人员手动配置提供监控、日志、安全等生产环境所需功能自动配置Spring Boot自动配置1通过Spring Boot的自动配置功能，可以自动配置应用程序中常用的组件，简化应用程序的开发约定优于配置2Spring Boot通过约定优于配置的原则，减少应用程序开发中的配置工作Starter依赖3Spring Boot提供一系列Starter依赖，可以快速添加应用程序需要的功能自定义配置4Spring Boot允许开发人员通过配置文件或代码对自动配置进行调整Spring Boot自动配置是Spring Boot框架的重要特性，可以简化应用程序开发，提高开发效率开发部署Spring Boot打包1使用Maven或Gradle打包应用程序部署2将打包后的应用程序部署到服务器运行3启动应用程序，并开始提供服务Spring Boot提供了简便的开发部署流程，可以快速将应用程序部署到生产环境中Spring Boot提供了多种部署方式，例如使用JAR包、WAR包或Docker容器等微服务架构Spring Cloud

11.服务拆分

22.分布式管理将应用程序分解成多个独立的通过服务注册中心和负载均衡服务，每个服务负责特定的业器，协调不同服务之间的通信务功能和资源分配

33.轻量级通信

44.独立部署使用RESTful API或消息队列等每个微服务可以独立部署、升机制进行服务间通信，提高系级和扩展，提高系统的灵活性统灵活性和可维护性服务注册与发现Spring Cloud服务注册中心•负责存储服务信息•提供查询服务接口服务发现•消费者查询服务•获取服务地址负载均衡•多台服务实例•均衡请求负载配置管理Spring Cloud集中式配置管理分布式配置管理动态配置更新Spring Cloud提供集中式配置管理解决方案Spring Cloud配置中心支持分布式部署，可Spring Cloud配置中心允许动态更新配置，，方便管理和更新微服务配置用于管理多个微服务的配置信息无需重启微服务即可生效服务熔断机制Spring Cloud防止级联故障提高系统容错性服务熔断机制能有效防止单个服务的错误导致整个系统崩溃，从而熔断机制通过快速失败的方式，将故障隔离，并提供备用方案，有保证系统的稳定性和可靠性效提高系统的容错能力降低系统延迟提升系统性能熔断机制通过快速失败的方式，避免了长时间等待响应，从而降低熔断机制能有效减少因故障带来的资源消耗，提升系统性能，提高系统延迟，提升用户体验整体效率服务网关Spring Cloud统一入口路由转发12Spring CloudGateway是网关接收外部请求，根据配置Spring Cloud提供的网关服务规则将请求转发到不同的微服，统一管理微服务请求入口务实例安全控制监控分析34网关可以进行安全控制，例如网关可以记录请求信息，并进身份验证、授权和防攻击行分析，帮助定位问题和优化性能消息驱动Spring Cloud异步通信消息中间件消息驱动架构中，各个微服务通过消息队Spring Cloud集成常用的消息中间件，如列进行异步通信，提高系统性能和可扩展RabbitMQ、Kafka，简化消息驱动的开发性消息队列解耦服务之间的依赖关系，避免开发人员可以方便地使用消息模板发送和相互阻塞，提高系统容错能力接收消息，实现微服务之间的异步通信概述Spring Data简化数据访问支持多种数据存储12Spring Data简化了应用程序对Spring Data支持多种数据存储不同数据存储的访问，提供一，包括关系数据库、NoSQL数致的编程模型和简化的API据库、搜索引擎等，使开发人员可以使用最适合其应用程序需求的存储技术3提供便捷的CRUD操作4支持自定义查询Spring Data提供简单易用的接Spring Data允许开发人员使用口，方便开发人员进行增删改基于方法命名约定或查操作，无需编写大量重复代JPQL/Criteria API的方式定义码自定义查询，提高代码可读性和可维护性Spring DataJPA持久层JPA规范Spring DataJPA是Spring框架提供的一个持久Spring DataJPA基于Java持久化API（JPA）层框架，简化了与数据库交互的代码规范，提供了一个面向对象的持久化方案，支持多种数据库代码简化事务管理通过声明式的方式，Spring DataJPA自动生成Spring DataJPA集成了Spring的事务管理机制数据访问层代码，减少了繁琐的代码编写，简化了事务控制，保证数据一致性Spring DataMongoDBMongoDB驱动对象映射Spring DataMongoDB提供了一个Spring DataMongoDB支持将方便的API来访问MongoDB数据Java对象映射到MongoDB文档，库，简化了数据访问操作并反向映射到Java对象，简化了数据持久化和查询模板和存储库查询功能Spring DataMongoDB提供了模板Spring DataMongoDB支持丰富的类和存储库接口，方便开发人员查询功能，包括基于属性的查询快速构建数据访问层、聚合操作以及全文搜索Spring Data RedisSpring DataRedis简介缓存管理与Spring Boot集成数据结构Spring DataRedis提供了一个Spring DataRedis提供了方便Spring DataRedis与Spring SpringDataRedis支持Redis简化的API用于访问Redis缓的缓存管理工具，可用于缓存Boot无缝集成，简化了Redis的各种数据结构，包括字符串存数据库它支持各种Redis数据并提高应用程序的性能集成和配置、哈希、列表、集合和有序集功能，包括键值存储、列表、合集合、有序集合和发布/订阅集成第三方框架Spring集成方式常见集成框架Spring提供了多种集成第三方框架的方式Spring可以轻松集成其他框架，如，包括使用Spring的集成框架，或者使用Hibernate、MyBatis、Quartz、ActiveMQ第三方框架提供的Spring集成等，方便开发人员构建复杂的应用程序单元测试Spring测试用例测试用例设计、编写和运行测试用例，验证代码功能单元测试框架Spring提供了JUnit、Mockito等单元测试框架支持模拟对象使用Mock对象模拟依赖组件，隔离测试目标代码压力测试Spring测试系统性能性能指标分析压力测试工具评估系统在高负载下的表现，识别瓶颈和潜监控CPU使用率、内存占用、响应时间等关选择合适的压力测试工具，如JMeter、在问题键指标，确定系统承受能力LoadRunner等，模拟真实用户行为性能优化Spring优化配置数据库优化12合理的配置可以提升Spring应对数据库进行索引优化、SQL用程序的运行效率，例如调整语句优化，以及使用合适的数线程池大小、缓存策略等据库连接池等，能够显著提升性能代码优化监控工具34避免不必要的对象创建、使用使用性能监控工具可以帮助发缓存机制、减少数据库访问次现和解决性能瓶颈，例如数等优化措施可以有效提升代Spring BootActuator、码效率JProfiler等最佳实践Spring代码规范单元测试遵循Spring代码风格指南，提高代码可读性和可维护性编写全面的单元测试，确保代码质量和稳定性依赖注入日志记录使用依赖注入来降低耦合度，提高代码可测试性和可扩展性使用Spring日志框架记录应用程序运行时的信息，便于问题排查和性能分析总结与展望Spring框架作为Java领域最受欢迎的框架之一，拥有强大的功能和活跃的社区随着技术的不断发展，Spring框架也在不断进化，未来将继续在微服务、云原生、人工智能等领域发挥重要作用。