简介
本文主要整理一些Spring & SpringBoot应用时和相关原理的知识点，对于源码不做没有深入的讲解。
1. 思维导图
右键新窗口打开可以放大。
说明
- 使用@Configuration在java代码中声明一个bean——而不是使用xml——实际上很早就有了（至少在《Spring实战(第3版)》出版时，也就是Spring3.0时），我一直以为是SpringBoot的新特性。
2. Spring
2.1 AOP术语
- 通知Advice —— 切面要做什么，何时执行。何时，包括方法调用前、方法调用后、方法成功调用后、方法调用抛异常后、环绕(Around)。环绕允许提供一些需要跨越方法调用前后的功能，如计算调用耗时。
- 连接点Joinpoint —— 应用执行时能插入切面的点。实际上是一个逻辑概念，不体现在配置中。
- 切点Pointcut —— 执行通知的具体的连接点。
- 切面Aspect —— 通知+切点
- 引入Introduction —— 允许为类添加新的方法或属性。（个人理解即应用使用切面中的方法和属性，就好像这些方法和属性是原生的一样。可以参考<aop:declare-parents>元素）
- 织入Weaving —— 将切面应用到目标对象创建新的代理对象的过程，Spring使用的是运行时。编译期和类加载时是其他的方式。
2.2 Bean的生命周期
虽然被称为生命周期，实际上指的是bean在初始化、回收期间调用了哪些方法。如果只看《Spring实战》，可以看到类似下面的图（图源：参考文献[3]）
具体哪一步做了什么？其实这些方法都是可选的，自定义的bean可以实现，也可以不实现，实现里写什么似乎都没问题，参考文献[3]中的测试代码展示了这些方法在bean生命周期中的执行顺序。
但是对于Spring框架的bean，就有必要的用途了。这里没有深入研究，有兴趣可以自行读源码。
2.3 Cglib和JdkProxy
2.3.1 与Spring的关系
这是Spring AOP的两种实现方式。根据官方文档：
- 默认使用JdkProxy
- 对于被代理对象没有实现任何接口，使用Cglib
- 可以强制指定使用Cglib。
这样就可以解释为什么有的bean实现了接口，有的没有，但是在同一个工程中可以并存了。
2.3.2 示例代码
本节代码改写自参考文献[5]。
//用户管理接口
public interface UserManager {
//新增用户抽象方法
void addUser(String userName,String password);
//删除用户抽象方法
void delUser(String userName);
}
//用户管理实现类,实现用户管理接口
public class UserManagerImpl implements UserManager{
@Override
public void addUser(String userName) {
System.out.println("调用了新增的方法！");
System.out.println("传入参数为 userName: "+userName+" password: "+password);
}
@Override
public void delUser(String userName) {
System.out.println("调用了删除的方法！");
System.out.println("传入参数为 userName: "+userName);
}
}
import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;
import com.lf.shejimoshi.proxy.entity.UserManager;
import com.lf.shejimoshi.proxy.entity.UserManagerImpl;
//JDK动态代理实现InvocationHandler接口
public class JdkProxy implements InvocationHandler {
private Object target ;//需要代理的目标对象
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
System.out.println("JDK动态代理，监听开始！");
Object result = method.invoke(target, args);
System.out.println("JDK动态代理，监听结束！");
return result;
}
//定义获取代理对象方法
// 因为只是在main()里测试，声明为private了
private Object getJDKProxy(Object targetObject){
this.target = targetObject;
return Proxy.newProxyInstance(targetObject.getClass().getClassLoader(), targetObject.getClass().getInterfaces(), this);
}
public static void main(String[] args) {
JdkProxy jdkProxy = new JdkProxy();
UserManager user = (UserManager) jdkProxy.getJDKProxy(new UserManagerImpl());//获取代理对象
user.addUser("admin");
}
}
import java.lang.reflect.Method;
import com.lf.shejimoshi.proxy.entity.UserManager;
import com.lf.shejimoshi.proxy.entity.UserManagerImpl;
import net.sf.cglib.proxy.Enhancer;
import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor;
import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy;
//Cglib动态代理，实现MethodInterceptor接口
public class CglibProxy implements MethodInterceptor {
private Object target;//需要代理的目标对象
//重写拦截方法
@Override
public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] arr, MethodProxy proxy) throws Throwable {
System.out.println("Cglib动态代理，监听开始！");
Object invoke = method.invoke(target, arr);//方法执行，参数：target 目标对象 arr参数数组
System.out.println("Cglib动态代理，监听结束！");
return invoke;
}
//定义获取代理对象方法
public Object getCglibProxy(Object objectTarget){
//为目标对象target赋值
this.target = objectTarget;
Enhancer enhancer = new Enhancer();
//设置父类,因为Cglib是针对指定的类生成一个子类，所以需要指定父类
enhancer.setSuperclass(objectTarget.getClass());
enhancer.setCallback(this);// 设置回调
Object result = enhancer.create();//创建并返回代理对象
return result;
}
public static void main(String[] args) {
CglibProxy cglib = new CglibProxy();
UserManager user = (UserManager) cglib.getCglibProxy(new UserManagerImpl());
user.delUser("admin");
}
}
2.3.3 比较
比较一下两者的区别，这也是常见的面试问题。
| JdkProxy | Cglib | |
|---|---|---|
| 依赖 | 被代理对象实现了接口（所有接口的方法数总和必须>0[4]） | 引入asm、cglib jar ；不能是final类和方法 |
| 原理 | 反射，实现被代理对象接口的匿名内部类，通过InvocationHandler.invoke()包围被代理对象的方法 | 引入asm、cglib jar，代理类实现MethodInterceptor，通过底层重写字节码来实现 |
| 效率 | 创建快，运行慢(见下方说明2) | 创建慢，运行快 |
说明
- Cglib是如何修改字节码，从代码上是看不出来的。使用的是ASM技术，修改class文件，可以自行查阅。
- JDK1.8及以后，JdkProxy的运行速度已经比Cglib快了（之前则是慢于Cglib），测试代码可见参考文献[6]。
2.3.4 关于org.apoalliance.intercept.MethodInterceptor
我读了一下之前所用的日志拦截器源码，发现其实现的是这节标题的接口：
class CommonInterceptor implements MethodInterceptor {
@Override
public Object invoke(MethodInvocation invocation) throws Throwable {
try {
// 拦截器内部逻辑
result = invoication.proceed();
catch(Throwable e) {
// 异常处理
}
return result;
}
}
声明代理链
@Configuration
public class InterceptorConfig {
@Bean
public CommonInterceptor serviceInterceptor() {
CommonInterceptor bean = new CommonInterceptor();
return bean;
}
// 代理名称后缀为servie的实现类
@Bean
public BeanNameAutoProxyCreator servieBeanNameAutoProxyCreator() {
BeanNameAutoProxyCreator creator = new BeanNameAutoProxyCreator();
creator.setName("*ServieImpl");
creator.setInterceptorNames("serviceInterceptor");
creator.setProxyTargetClass(true);
return creator;
}
}
查了一些资料，apoalliance包下只是aop的接口规范，不是具体的实现，不要把这里的MethodInterceptor和cglib的MethodInterceptor搞混。
2.4 构造方法注入和设值注入的区别
注：设值注入指的是通过setter注入。
之前看参考文献[7]，感觉很难懂，试着改换了一种说法：
- 如果只设置基本类型(int、long等)的值，建议设置默认值而不是通过任何一种注入完成
- 构造注入不支持大部分的依赖注入。构造注入仅在创建时执行，设值注入的值在后续也可以变化。
- 设值注入可以支持尚未完整的被依赖的对象，构造注入则不行。可以通过构造注入决定依赖关系，因此如果依赖关系不会发生变更也可以选择依赖注入。
2.5 ApplicationContext事件
可以通过实现ApplicationEvent类和ApplicationListener接口，进行ApplicationContext的事件处理。这是标准的发送者-监听者的模型，可以用来处理业务逻辑，将代码解耦。
但是，发送和接收实际上是同步的，如果有事务，会在同一个事务内，并不能作为异步处理机制[8]。
示例代码见参考文献[9]。
3. SpringBoot
注：工作中我对SpringBoot是偏应用的，研究并不是很深入。
3.1 如何快速搭建一个SpringBoot项目
见参考文献[10]。实际的过程是借助Spring Initializer这个网络应用程序来生成SpringBoot项目。
3.2 SpringBoot的关键注解
所谓核心注解，这里指的是相对Spring本身新增的一些注解，来看看它们有什么作用。
恰好这里提到的注解，都可以打在SpringBoot的启动类（不限于启动类），用下面的代码片段来进行说明。
3.2.1 代码示例
package com.example.demo;
import org.mybatis.spring.annotation.MapperScan;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.context.annotation.Import;
import org.springframework.context.annotation.PropertySource;
@PropertySource(value = "classpath:application.properties")
@MapperScan("com.example.demo.dal")
@SpringBootApplication(scanBasePackages = {"com.example.demo"})
@Import({DemoConfig1.class, DemoConfig2.class,})
public class DemoApplication {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(DemoApplication.class, args);
}
}
3.2.2 @PropertySource
从指定的文件读取变量。示例代码会从resource目录下读取application.properties变量的值。文件的格式如下，既可以用常量，也可以用变量替换，来对不同环境的值作区分。
name=value
env.name=$env.value
如何使用这个值？在要使用的地方获取即可。
@PropertySource(value = "classpath:application.properties")
class TestClass {
@Resource
private Environment environment;
@Test
public void test() {
String value = environment.getProperty("name"));
}
}
3.2.2.1 与@Value配合使用
使用@Value可以把配置文件的值直接注入到成员变量中。
@PropertySource("classpath:application.properties")
public class PropertyConfig {
@Value("${name}")
private String value;
...
}
3.2.2.2 通过@Import引用
3.2.1的示例代码中，如果类上没有@PropertySource，但DemoConfig1或DemoConfig2中有@PropertySource，通过@Import可以将它们加载的变量也读出来。
@Import的作用在下文会继续介绍。
3.2.2.3 .properties和.yml配置文件
@PropertySource只能导入.properties配置文件里的内容，对于.yml是不支持的。看了一些文章，得出结论是yml文件是不需要注解就能导入，但是需要路径。
Springboot有两种核心配置文件，application和bootstrap，都可以用properties或yml格式。区别在于bootstrap比application优先加载，并且不可覆盖。
3.2.3 @MapperScan
这实际上是一个mybatis注解，作用是为指定路径下的DAO接口，通过sqlmapping.xml文件，生成实现类。
3.2.4 @SpringBootApplication
@SpringBootApplication是由多个注解组合成的。源码如下：
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
@SpringBootConfiguration
@EnableAutoConfiguration
@ComponentScan(excludeFilters = { @Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = TypeExcludeFilter.class),
@Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = AutoConfigurationExcludeFilter.class) })
public @interface SpringBootApplication {
// 略
}
简单介绍一下这些注解。
3.2.4.1 元注解
最上面四行都是元注解。回忆一下它们的作用[12]：
- @Target 注解可以用在哪。TYPE表示类型，如类、接口、枚举
- @Retention 注解的保留时间期限。只有RUNTIME类型可以在运行时通过反射获取其值
- @Documented 该注解在生成javadoc文档时是否保留
- @Inherited 被注解的元素，是否具有继承性，如子类可以继承父类的注解而不必显式的写下来。
3.2.4.2 @SpringBootConfiguration
标注这是一个SpringBoot的配置类，和@Configuration功能是相通的，从源码也可以看出它直接使用了@Configuration。
回忆一下，@Configuration注解的作用是，整合相关的@Bean来实现实例的声明，用以代替xml的形式。
3.2.4.3 @EnableAutoConfiguration
这个注解是实现自动化配置的核心注解，定义如下
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
@AutoConfigurationPackage
@Import(AutoConfigurationImportSelector.class)
public @interface EnableAutoConfiguration {
// 略
}
借助@Import引入的AutoConfigurationImportSelector，SpringBoot应用将所有符合条件的@Configuration配置都加载到当前SpringBoot创建并使用的IoC容器。
具体的细节这里不展开了，简单提一句，加载的是指定的配置文件中META-INF/spring.factories的配置，。
3.2.4.4 @ComponentScan
扫描@Service、@Repository、@Component、@Controller等标注的类，创建bean。
可以设置扫描范围，决定类哪些生成bean，哪些类不生成。
3.2.5 @Import
将外部资源（bean、@Configuration配置类）导入到当前IOC容器中。
使用@Import便可以实例化引用的jar中定义的bean了。
3.3 Starter
指的是在依赖中引用的各种starter包。starter可以看作是“依赖jar+配置”打包的结果，目的是降低开发者引入组件的成本，不用自己梳理依赖、编写配置文件。
starter遵循“约定大于配置”的原则，使用的组件的配置大部分都有默认值，不声明也可以直接用。
创建一个Spring boot的简易步骤（完整的可以看参考文献[14]）:
- 创建maven项目
- 创建proterties类来保存配置信息
- 编写业务功能类（包含会实例化为bean的类）
- 编写Configuration类，定义bean
- 在resources 文件夹下新建目录 META-INF，在目录中新建 spring.factories 文件，并且在 spring.factories 中配置AutoConfiguration
- 打包
3.4 war包
3.4.1 和jar包的区别
- jar 把类和相关的资源封装
- war 代表了一个可部署的Web应用程序
3.4.2 SpringBoot项目打war包部署
通用步骤如下，其中1可能需要移除内嵌tomcat，2有其他形式，因为我工作时都是拿线程脚本打包的，没有实际操作过，下面步骤仅供参考。
- pom.xml修改为按war打包
- 修改main入口方法，继承一个SpringBootServletInitializer类，并且覆盖configure方法
- maven打包
- 复制到tomcat路径下（tomcat需要预先配置），使用startup启动
3.5 Springboot面试题补充
本节内容结合了参考文献[16]进行补充，上面提到的知识不再重复。
3.5.1 使用Springboot的两种方式
- 继承spring-boot-starter-parent项目
<parent>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
<version>1.5.6.RELEASE</version>
</parent>
- 导入spring-boot-dependencies项目依赖
<dependencyManagement>
<dependencies>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-dependencies</artifactId>
<version>1.5.6.RELEASE</version>
<type>pom</type>
<scope>import</scope>
</dependency>
</dependencies>
</dependencyManagement>
3.5.2 SpringBoot 需要独立的容器运行吗？
可以不需要，内置了 Tomcat/Jetty等容器。
如何使用Jetty？排除掉Tomcat依赖并引入Jetty，并更改一些application配置。两种容器的比较和替换方式见参考文献[17]。
3.5.3 运行 SpringBoot 有哪几种方式？
- 打包用命令或者放到容器中运行
- 用 Maven/ Gradle 插件运行
- 直接执行 main 方法运行
3.5.4 SpringBoot启动时运行特定代码的方式
Bean实现接口 ApplicationRunner或者CommandLineRunner即可。
3.5.5 SpringBoot实现热部署有哪几种方式？
主要有两种
- Spring Loaded —— 引用依赖（maven plugin）。对于注解和xml变动无法感知需要重启
- Spring-boot-devtools —— 引用依赖、更改配置（可选）、启动idea的自动编译。注意生产环境插件可能导致gc
3.5.6 Spring Boot 可以兼容老 Spring 项目吗，如何做？
可以兼容，使用 @ImportResource 注解导入老 Spring 项目配置文件。
4. SpringBoot启动原理
SpringBoot的启动入口在main方法的SpringApplication.run(XXXApplication.class, args)处。
启动图（https://www.processon.com/view/link/59812124e4b0de2518b32b6e）如下：
各步是怎么做的，可以看参考文献[18]，简单总结下：
- 注册各种环境变量配置
- 注册各种工厂
- 注册各种监听器
- 创建上下文，初始化各种bean
参考文献
1.AOP -连接点和切点的区别
2.Spring AOP术语：连接点和切点的区别。
3.深究Spring中Bean的生命周期
4.Spring AOP代理用的到底是CGLIB还是JDK动态代理
5. Spring的两种动态代理：Jdk和Cglib 的区别和实现
6. Spring AOP中的JDK和CGLib动态代理哪个效率更高？
7. 经典面试题-构造方法注入和设值注入有什么区别？
8. Spring的ApplicationEvent
9. spring-第三篇之ApplicationContext的事件机制
10. 使用IDEA搭建一个简单的SpringBoot项目——详细过程
11. 浅析PropertySource 基本使用
12. JAVA核心知识点--元注解详解
13. 简单讲讲@SpringBootApplication
14. Spring Boot Starters
15. SpringBoot 打包成war
16. 吐血整理 20 道 Spring Boot 面试题，我经常拿来面试别人！
17. SpringBoot2使用Jetty容器（替换默认Tomcat）
18. SpringBoot启动流程解析