Java系列11Spring原理

　　Spring原理
　　它是一个全面的、企业应用开发一站式的解决方案，贯穿表现层、业务层、持久层。但是Spring仍然可以和其他的框架无缝整合。
　　1。Spring特点轻量级控制反转面向切面容器
　　框架集合
　　2。Spring核心组件
　　3。Spring常用模块
　　4。Spring主要包
　　5。Spring常用注解
　　bean注入与装配的的方式有很多种，可以通过xml，getset方式，构造函数或者注解等。简单易用的方式就是使用Spring的注解了，Spring提供了大量的注解方式。
　　6。Spring第三方结合
　　7。SpringIOC原理
　　7。1。概念
　　Spring通过一个配置文件描述Bean及Bean之间的依赖关系，利用Java语言的反射功能实例化Bean并建立Bean之间的依赖关系。Spring的IoC容器在完成这些底层工作的基础上，还提供了Bean实例缓存、生命周期管理、Bean实例代理、事件发布、资源装载等高级服务。
　　7。2。Spring容器高层视图
　　Spring启动时读取应用程序提供的Bean配置信息，并在Spring容器中生成一份相应的Bean配置注册表，然后根据这张注册表实例化Bean，装配好Bean之间的依赖关系，为上层应用提供准备就绪的运行环境。其中Bean缓存池为HashMap实现
　　7。3。IOC容器实现
　　BeanFactory框架基础设施
　　BeanFactory是Spring框架的基础设施，面向Spring本身；ApplicationContext面向使用Spring框架的开发者，几乎所有的应用场合我们都直接使用ApplicationContext而非底层的BeanFactory。
　　BeanDefinitionRegistry注册表
　　1。Spring配置文件中每一个节点元素在Spring容器里都通过一个BeanDefinition对象表示，它描述了Bean的配置信息。而BeanDefinitionRegistry接口提供了向容器手工注册BeanDefinition对象的方法。
　　BeanFactory顶层接口
　　2。位于类结构树的顶端，它最主要的方法就是getBean（StringbeanName），该方法从容器中返回特定名称的Bean，BeanFactory的功能通过其他的接口得到不断扩展：
　　ListableBeanFactory
　　3。该接口定义了访问容器中Bean基本信息的若干方法，如查看Bean的个数、获取某一类型Bean的配置名、查看容器中是否包括某一Bean等方法；
　　HierarchicalBeanFactory父子级联
　　4。父子级联IoC容器的接口，子容器可以通过接口方法访问父容器；通过HierarchicalBeanFactory接口，Spring的IoC容器可以建立父子层级关联的容器体系，子容器可以访问父容器中的Bean，但父容器不能访问子容器的Bean。Spring使用父子容器实现了很多功能，比如在SpringMVC中，展现层Bean位于一个子容器中，而业务层和持久层的Bean位于父容器中。这样，展现层Bean就可以引用业务层和持久层的Bean，而业务层和持久层的Bean则看不到展现层的Bean。
　　ConfigurableBeanFactory
　　5。是一个重要的接口，增强了IoC容器的可定制性，它定义了设置类装载器、属性编辑器、容器初始化后置处理器等方法；
　　AutowireCapableBeanFactory自动装配
　　6。定义了将容器中的Bean按某种规则（如按名字匹配、按类型匹配等）进行自动装配的方法；
　　SingletonBeanRegistry运行期间注册单例Bean
　　7。定义了允许在运行期间向容器注册单实例Bean的方法；对于单实例（singleton）的Bean来说，BeanFactory会缓存Bean实例，所以第二次使用getBean（）获取Bean时将直接从IoC容器的缓存中获取Bean实例。Spring在DefaultSingletonBeanRegistry类中提供了一个用于缓存单实例Bean的缓存器，它是一个用HashMap实现的缓存器，单实例的Bean以beanName为键保存在这个HashMap中。
　　依赖日志框框
　　8。在初始化BeanFactory时，必须为其提供一种日志框架，比如使用Log4J，即在类路径下提供Log4J配置文件，这样启动Spring容器才不会报错。
　　ApplicationContext面向开发应用
　　ApplicationContext由BeanFactory派生而来，提供了更多面向实际应用的功能。ApplicationContext继承了HierarchicalBeanFactory和ListableBeanFactory接口，在此基础上，还通过多个其他的接口扩展了BeanFactory的功能：
　　1。ClassPathXmlApplicationContext：默认从类路径加载配置文件
　　2。FileSystemXmlApplicationContext：默认从文件系统中装载配置文件
　　3。ApplicationEventPublisher：让容器拥有发布应用上下文事件的功能，包括容器启动事件、关闭事件等。
　　4。MessageSource：为应用提供i18n国际化消息访问的功能；
　　5。ResourcePatternResolver：所有ApplicationContext实现类都实现了类似于PathMatchingResourcePatternResolver的功能，可以通过带前缀的Ant风格的资源文件路径装载Spring的配置文件。
　　6。LifeCycle：该接口是Spring2。0加入的，该接口提供了start（）和stop（）两个方法，主要用于控制异步处理过程。在具体使用时，该接口同时被ApplicationContext实现及具体Bean实现，ApplicationContext会将startstop的信息传递给容器中所有实现了该接口的Bean，以达到管理和控制JMX、任务调度等目的。
　　7。ConfigurableApplicationContext扩展于ApplicationContext，它新增加了两个主要的方法：refresh（）和close（），让ApplicationContext具有启动、刷新和关闭应用上下文的能力。在应用上下文关闭的情况下调用refresh（）即可启动应用上下文，在已经启动的状态下，调用refresh（）则清除缓存并重新装载配置信息，而调用close（）则可关闭应用上下文。
　　WebApplication体系架构
　　WebApplicationContext是专门为Web应用准备的，它允许从相对于Web根目录的路径中装载配置文件完成初始化工作。从WebApplicationContext中可以获得ServletContext的引用，整个Web应用上下文对象将作为属性放置到ServletContext中，以便Web应用环境可以访问Spring应用上下文。
　　7。4。SpringBean作用域
　　Spring3中为Bean定义了5中作用域，分别为singleton（单例）、prototype（原型）、request、session和globalsession，5种作用域说明如下：
　　singleton：单例模式（多线程下不安全）
　　1。singleton：单例模式，SpringIoC容器中只会存在一个共享的Bean实例，无论有多少个Bean引用它，始终指向同一对象。该模式在多线程下是不安全的。Singleton作用域是Spring中的缺省作用域，也可以显示的将Bean定义为singleton模式，配置为：
　　prototype：原型模式每次使用时创建
　　2。prototype：原型模式，每次通过Spring容器获取prototype定义的bean时，容器都将创建一个新的Bean实例，每个Bean实例都有自己的属性和状态，而singleton全局只有一个对象。根据经验，对有状态的bean使用prototype作用域，而对无状态的bean使用singleton作用域。
　　Request：一次request一个实例
　　3。request：在一次Http请求中，容器会返回该Bean的同一实例。而对不同的Http请求则会产生新的Bean，而且该bean仅在当前HttpRequest内有效，当前Http请求结束，该bean实例也将会被销毁。
　　session
　　4。session：在一次HttpSession中，容器会返回该Bean的同一实例。而对不同的Session请求则会创建新的实例，该bean实例仅在当前Session内有效。同Http请求相同，每一次session请求创建新的实例，而不同的实例之间不共享属性，且实例仅在自己的session请求内有效，请求结束，则实例将被销毁。
　　globalSession
　　5。globalSession：在一个全局的HttpSession中，容器会返回该Bean的同一个实例，仅在使用portletcontext时有效。
　　7。5。SpringBean生命周期
　　实例化
　　1。实例化一个Bean，也就是我们常说的new。
　　IOC依赖注入
　　2。按照Spring上下文对实例化的Bean进行配置，也就是IOC注入。setBeanName现
　　3。如果这个Bean已经实现了BeanNameAware接口，会调用它实现的setBeanName（String）方法，此处传递的就是Spring配置文件中Bean的id值
　　BeanFactoryAware实现
　　4。如果这个Bean已经实现了BeanFactoryAware接口，会调用它实现的setBeanFactory，setBeanFactory（BeanFactory）传递的是Spring工厂自身（可以用这个方式来获取其它Bean，只需在Spring配置文件中配置一个普通的Bean就可以）。
　　ApplicationContextAware实现
　　5。如果这个Bean已经实现了ApplicationContextAware接口，会调用setApplicationContext（ApplicationContext）方法，传入Spring上下文（同样这个方式也可以实现步骤4的内容，但比4更好，因为ApplicationContext是BeanFactory的子接口，有更多的实现方法）postProcessBeforeInitialization接口实现初始化预处理
　　6。如果这个Bean关联了BeanPostProcessor接口，将会调用postProcessBeforeInitialization（Objectobj，Strings）方法，BeanPostProcessor经常被用作是Bean内容的更改，并且由于这个是在Bean初始化结束时调用那个的方法，也可以被应用于内存或缓存技术。
　　initmethod
　　7。如果Bean在Spring配置文件中配置了initmethod属性会自动调用其配置的初始化方法。postProcessAfterInitialization
　　8。如果这个Bean关联了BeanPostProcessor接口，将会调用postProcessAfterInitialization（Objectobj，Strings）方法。
　　注：以上工作完成以后就可以应用这个Bean了，那这个Bean是一个Singleton的，所以一般情况下我们调用同一个id的Bean会是在内容地址相同的实例，当然在Spring配置文件中也可以配置非Singleton。Destroy过期自动清理阶段
　　9。当Bean不再需要时，会经过清理阶段，如果Bean实现了DisposableBean这个接口，会调用那个其实现的destroy（）方法；destroymethod自配置清理
　　10。最后，如果这个Bean的Spring配置中配置了destroymethod属性，会自动调用其配置的销毁方法。
　　11。bean标签有两个重要的属性（initmethod和destroymethod）。用它们你可以自己定制初始化和注销方法。它们也有相应的注解（PostConstruct和PreDestroy）。
　　7。6。Spring依赖注入四种方式
　　造器注入
　　带参数，方便利用构造器进行注入
　　publicCatDaoImpl（Stringmessage）｛
　　this。messagemessage；
　　｝
　　bean
　　setter方法注入
　　publicclassId｛
　　privateintid；
　　publicintgetId（）｛returnid；｝
　　publicvoidsetId（intid）｛this。idid；｝
　　｝
　　静态工厂注入
　　静态工厂顾名思义，就是通过调用静态工厂的方法来获取自己需要的对象，为了让spring管理所有对象，我们不能直接通过工程类。静态方法（）来获取对象，而是依然通过spring注入的形式获取：
　　publicclassDaoFactory｛静态工厂
　　publicstaticfinalFactoryDaogetStaticFactoryDaoImpl（）｛
　　returnnewStaticFacotryDaoImpl（）；
　　｝
　　｝
　　publicclassSpringAction｛
　　privateFactoryDaostaticFactoryDao；注入对象
　　注入对象的set方法
　　publicvoidsetStaticFactoryDao（FactoryDaostaticFactoryDao）｛
　　this。staticFactoryDaostaticFactoryDao；
　　｝
　　｝
　　factorymethodgetStaticFactoryDaoImpl指定调用哪个工厂方法
　　bean
　　实例工厂
　　实例工厂的意思是获取对象实例的方法不是静态的，所以你需要首先new工厂类，再调用普通的实例方法：
　　publicclassDaoFactory｛实例工厂
　　publicFactoryDaogetFactoryDaoImpl（）｛
　　returnnewFactoryDaoImpl（）；
　　｝
　　｝
　　publicclassSpringAction｛
　　privateFactoryDaofactoryDao；注入对象
　　publicvoidsetFactoryDao（FactoryDaofactoryDao）｛
　　this。factoryDaofactoryDao；
　　｝
　　｝
　　bean
　　7。7。5种不同方式的自动装配
　　Spring装配包括手动装配和自动装配，手动装配是有基于xml装配、构造方法、setter方法等自动装配有五种自动装配的方式，可以用来指导Spring容器用自动装配方式来进行依赖注入。
　　1。no：默认的方式是不进行自动装配，通过显式设置ref属性来进行装配。
　　2。byName：通过参数名自动装配，Spring容器在配置文件中发现bean的autowire属性被设置成byname，之后容器试图匹配、装配和该bean的属性具有相同名字的bean。
　　3。byType：通过参数类型自动装配，Spring容器在配置文件中发现bean的autowire属性被设置成byType，之后容器试图匹配、装配和该bean的属性具有相同类型的bean。如果有多个bean符合条件，则抛出错误。
　　4。constructor：这个方式类似于byType，但是要提供给构造器参数，如果没有确定的带参数的构造器参数类型，将会抛出异常。
　　5。autodetect：首先尝试使用constructor来自动装配，如果无法工作，则使用byType方式。
　　8。SpringAPO原理
　　8。1。概念
　　横切的技术，剖解开封装的对象内部，并将那些影响了多个类的公共行为封装到一个可重用模块，并将其命名为Aspect，即切面。所谓切面，简单说就是那些与业务无关，却为业务模块所共同调用的逻辑或责任封装起来，便于减少系统的重复代码，降低模块之间的耦合度，并有利于未来的可操作性和可维护性。
　　使用横切技术，AOP把软件系统分为两个部分：核心关注点和横切关注点。业务处理的主要流程是核心关注点，与之关系不大的部分是横切关注点。横切关注点的一个特点是，他们经常发生在核心关注点的多处，而各处基本相似，比如权限认证、日志、事物。AOP的作用在于分离系统中的各种关注点，将核心关注点和横切关注点分离开来。
　　AOP主要应用场景有：
　　1。Authentication权限
　　2。Caching缓存
　　3。Contextpassing内容传递
　　4。Errorhandling错误处理
　　5。Lazyloading懒加载
　　6。Debugging调试
　　7。logging，tracing，profilingandmonitoring记录跟踪优化校准
　　8。Performanceoptimization性能优化
　　9。Persistence持久化
　　10。Resourcepooling资源池
　　11。Synchronization同步
　　12。Transactions事务
　　8。2。AOP核心概念
　　1、切面（aspect）：类是对物体特征的抽象，切面就是对横切关注点的抽象
　　2、横切关注点：对哪些方法进行拦截，拦截后怎么处理，这些关注点称之为横切关注点。
　　3、连接点（joinpoint）：被拦截到的点，因为Spring只支持方法类型的连接点，所以在Spring中连接点指的就是被拦截到的方法，实际上连接点还可以是字段或者构造器。
　　4、切入点（pointcut）：对连接点进行拦截的定义
　　5、通知（advice）：所谓通知指的就是指拦截到连接点之后要执行的代码，通知分为前置、后置、异常、最终、环绕通知五类。
　　6、目标对象：代理的目标对象
　　7、织入（weave）：将切面应用到目标对象并导致代理对象创建的过程
　　8、引入（introduction）：在不修改代码的前提下，引入可以在运行期为类动态地添加一些方法或字段。
　　8。3。AOP两种代理方式
　　Spring提供了两种方式来生成代理对象：JDKProxy和Cglib，具体使用哪种方式生成由AopProxyFactory根据AdvisedSupport对象的配置来决定。默认的策略是如果目标类是接口，则使用JDK动态代理技术，否则使用Cglib来生成代理。
　　JDK动态接口代理
　　1。JDK动态代理主要涉及到java。lang。reflect包中的两个类：Proxy和InvocationHandler。InvocationHandler是一个接口，通过实现该接口定义横切逻辑，并通过反射机制调用目标类的代码，动态将横切逻辑和业务逻辑编制在一起。Proxy利用InvocationHandler动态创建一个符合某一接口的实例，生成目标类的代理对象。CGLib动态代理
　　2。：CGLib全称为CodeGenerationLibrary，是一个强大的高性能，高质量的代码生成类库，可以在运行期扩展Java类与实现Java接口，CGLib封装了asm，可以再运行期动态生成新的class。和JDK动态代理相比较：JDK创建代理有一个限制，就是只能为接口创建代理实例，而对于没有通过接口定义业务方法的类，则可以通过CGLib创建动态代理。
　　Aspect
　　publicclassTransactionDemo｛
　　Pointcut（valueexecution（com。yangxin。core。service。。。（。。）））
　　publicvoidpoint（）｛
　　｝
　　Before（valuepoint（））
　　publicvoidbefore（）｛
　　System。out。println（transactionbegin）；
　　｝
　　AfterReturning（valuepoint（））
　　publicvoidafter（）｛
　　System。out。println（transactioncommit）
　　｝
　　Around（point（））
　　publicvoidaround（ProceedingJoinPointjoinPoint）throwsThrowable｛
　　System。out。println（transactionbegin）；
　　joinPoint。proceed（）；
　　System。out。println（transactioncommit）；
　　｝
　　｝
　　9。SpringMVC原理
　　Spring的模型视图控制器（MVC）框架是围绕一个DispatcherServlet来设计的，这个Servlet会把请求分发给各个处理器，并支持可配置的处理器映射、视图渲染、本地化、时区与主题渲染等，甚至还能支持文件上传。
　　9。1。MVC流程
　　Http请求到DispatcherServlet
　　（1）客户端请求提交到DispatcherServlet。
　　HandlerMapping寻找处理器
　　（2）由DispatcherServlet控制器查询一个或多个HandlerMapping，找到处理请求的Controller。
　　调用处理器Controller
　　（3）DispatcherServlet将请求提交到Controller。
　　Controller调用业务逻辑处理后，返回ModelAndView
　　（4）（5）调用业务处理和返回结果：Controller调用业务逻辑处理后，返回ModelAndView。
　　DispatcherServlet查询ModelAndView
　　（6）（7）处理视图映射并返回模型：DispatcherServlet查询一个或多个ViewResoler视图解析器，找到ModelAndView指定的视图。
　　ModelAndView反馈浏览器HTTP
　　（8）Http响应：视图负责将结果显示到客户端。
　　9。1。MVC常用注解
　　10。SpringBoot原理
　　SpringBoot是由Pivotal团队提供的全新框架，其设计目的是用来简化新Spring应用的初始搭建以及开发过程。该框架使用了特定的方式来进行配置，从而使开发人员不再需要定义样板化的配置。通过这种方式，SpringBoot致力于在蓬勃发展的快速应用开发领域（rapidapplicationdevelopment）成为领导者。其特点如下：
　　1。创建独立的Spring应用程序
　　2。嵌入的Tomcat，无需部署WAR文件
　　3。简化Maven配置
　　4。自动配置Spring
　　5。提供生产就绪型功能，如指标，健康检查和外部配置
　　6。绝对没有代码生成和对XML没有要求配置〔1〕
　　11。JPA原理
　　11。1。事务
　　事务是计算机应用中不可或缺的组件模型，它保证了用户操作的原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）和持久性（Durabilily）。
　　11。2。本地事务
　　紧密依赖于底层资源管理器（例如数据库连接），事务处理局限在当前事务资源内。此种事务处理方式不存在对应用服务器的依赖，因而部署灵活却无法支持多数据源的分布式事务。在数据库连接中使用本地事务示例如下：
　　publicvoidtransferAccount（）｛
　　Connectionconnnull；
　　Statementstmtnull；
　　try｛
　　conngetDataSource（）。getConnection（）；
　　将自动提交设置为false，若设置为true则数据库将会把每一次数据更新认定为一个事务并自动提交
　　conn。setAutoCommit（false）；
　　stmtconn。createStatement（）；
　　将A账户中的金额减少500
　　stmt。execute（updatetaccountsetamountamount500whereaccountidA）；
　　将B账户中的金额增加500
　　stmt。execute（updatetaccountsetamountamount500whereaccountidB）；
　　提交事务
　　conn。commit（）；
　　事务提交：转账的两步操作同时成功
　　｝catch（SQLExceptionsqle）｛
　　发生异常，回滚在本事务中的操做
　　conn。rollback（）；
　　事务回滚：转账的两步操作完全撤销
　　stmt。close（）；
　　conn。close（）；
　　｝
　　｝
　　11。3。分布式事务
　　Java事务编程接口（JTA：JavaTransactionAPI）和Java事务服务（JTS；JavaTransactionService）为J2EE平台提供了分布式事务服务。分布式事务（DistributedTransaction）包括事务管理器（TransactionManager）和一个或多个支持XA协议的资源管理器（ResourceManager）。我们可以将资源管理器看做任意类型的持久化数据存储；事务管理器承担着所有事务参与单元的协调与控制。
　　publicvoidtransferAccount（）｛
　　UserTransactionuserTxnull；
　　ConnectionconnAnull；StatementstmtAnull；
　　ConnectionconnBnull；StatementstmtBnull；
　　try｛
　　获得Transaction管理对象
　　userTx（UserTransaction）getContext（）。lookup（java：compUserTransaction）；
　　connAgetDataSourceA（）。getConnection（）；从数据库A中取得数据库连接
　　connBgetDataSourceB（）。getConnection（）；从数据库B中取得数据库连接
　　userTx。begin（）；启动事务
　　stmtAconnA。createStatement（）；将A账户中的金额减少500
　　stmtA。execute（updatetaccountsetamountamount500whereaccountidA）；
　　将B账户中的金额增加500
　　stmtBconnB。createStatement（）；
　　stmtB。execute（updatetaccountsetamountamount500whereaccountidB）；
　　userTx。commit（）；提交事务
　　事务提交：转账的两步操作同时成功（数据库A和数据库B中的数据被同时更新）
　　｝catch（SQLExceptionsqle）｛
　　发生异常，回滚在本事务中的操纵
　　userTx。rollback（）；事务回滚：数据库A和数据库B中的数据更新被同时撤销
　　｝catch（Exceptionne）｛｝
　　｝
　　11。4。两阶段提交
　　两阶段提交主要保证了分布式事务的原子性：即所有结点要么全做要么全不做，所谓的两个阶段是指：第一阶段：准备阶段；第二阶段：提交阶段。
　　1准备阶段
　　事务协调者（事务管理器）给每个参与者（资源管理器）发送Prepare消息，每个参与者要么直接返回失败（如权限验证失败），要么在本地执行事务，写本地的redo和undo日志，但不提交，到达一种万事俱备，只欠东风的状态。
　　2提交阶段：
　　如果协调者收到了参与者的失败消息或者超时，直接给每个参与者发送回滚（Rollback）消息；否则，发送提交（Commit）消息；参与者根据协调者的指令执行提交或者回滚操作，释放所有事务处理过程中使用的锁资源。（注意：必须在最后阶段释放锁资源）将提交分成两阶段进行的目的很明确，就是尽可能晚地提交事务，让事务在提交前尽可能地完成所有能完成的工作。
　　12。Mybatis缓存
　　Mybatis中有一级缓存和二级缓存，默认情况下一级缓存是开启的，而且是不能关闭的。一级缓存是指SqlSession级别的缓存，当在同一个SqlSession中进行相同的SQL语句查询时，第二次以后的查询不会从数据库查询，而是直接从缓存中获取，一级缓存最多缓存1024条SQL。二级缓存是指可以跨SqlSession的缓存。是mapper级别的缓存，对于mapper级别的缓存不同的sqlsession是可以共享的。
　　12。1。Mybatis的一级缓存原理（sqlsession级别）
　　第一次发出一个查询sql，sql查询结果写入sqlsession的一级缓存中，缓存使用的数据结构是一个map。
　　key：MapperIDoffsetlimitSql所有的入参
　　value：用户信息
　　同一个sqlsession再次发出相同的sql，就从缓存中取出数据。如果两次中间出现commit操作（修改、添加、删除），本sqlsession中的一级缓存区域全部清空，下次再去缓存中查询不到所以要从数据库查询，从数据库查询到再写入缓存。
　　12。2。二级缓存原理（mapper基本）
　　二级缓存的范围是mapper级别（mapper同一个命名空间），mapper以命名空间为单位创建缓存数据结构，结构是map。mybatis的二级缓存是通过CacheExecutor实现的。CacheExecutor其实是Executor的代理对象。所有的查询操作，在CacheExecutor中都会先匹配缓存中是否存在，不存在则查询数据库。
　　key：MapperIDoffsetlimitSql所有的入参
　　具体使用需要配置：
　　1。Mybatis全局配置中启用二级缓存配置
　　2。在对应的Mapper。xml中配置cache节点
　　3。在对应的select查询节点中添加useCachetrue