1. SpringBoot
1.1 web服务器
Spring Boot 的 web 服务器原理主要基于其嵌入式服务器的概念,这意味着它内嵌了一个 web 服务器,无需部署到外部服务器上。Spring Boot 内嵌了如 Tomcat 、Jetty 或 Undertow 等 servlet 容器。
1.2 servlet
Servlet(Server Applet)是 Java EE(Java Enterprise Edition)规范的一部分,它是一个运行在服务器端的Java程序,用于生成动态网页。Servlet 容器(如 Tomcat)负责管理 Servlet 的生命周期和执行。以下是 Servlet 编程的基本原理:
-
Servlet 接口 :Servlet 必须实现
javax.servlet.Servlet
接口,该接口定义了五个方法:init()
,service()
,getServletConfig()
,getServletInfo()
, 和destroy()
。 -
Servlet 生命周期 : Servlet 的生命周期从实例化开始,通过
init()
方法初始化,然后可以接收服务请求,最后通过destroy()
方法销毁。 -
请求处理 : Servlet 容器接收到客户端的请求后,会调用 Servlet 的
service()
方法,该方法根据请求的类型(如 GET 或 POST)决定调用doGet()
或doPost()
方法。 -
多线程:Servlet 容器支持多线程,Servlet 容器可以创建多个 Servlet 实例或使用同一个 Servlet 实例的多个线程来处理并发请求。
-
Servlet 映射 : Servlet 映射定义了 URL 到 Servlet 的映射关系。映射可以在 web.xml 文件中配置,也可以使用注解(如
@WebServlet
)。 -
请求和响应对象 : Servlet 使用
HttpServletRequest
和HttpServletResponse
对象来与客户端进行交互。HttpServletRequest
包含了请求信息,而HttpServletResponse
用于构造响应。 -
事件监听器 : Servlet API 提供了多种事件监听器,如
ServletContextListener
、HttpSessionListener
等,它们可以在 Servlet 生命周期的关键时刻执行特定的操作。 -
过滤器 : Servlet 容器允许开发者实现
javax.servlet.Filter
接口来拦截请求和响应,进行预处理或后处理。 -
会话管理 : Servlet API 通过
HttpSession
对象支持会话管理,允许在多个页面请求之间保持状态。 -
安全: Servlet 容器和 Servlet 可以配置安全性,如使用声明式和编程式安全控制对资源的访问。
-
Servlet 3.0 异步处理:Servlet 3.0 引入了异步处理机制,允许 Servlet 方法异步执行,不阻塞容器线程,提高应用程序的并发处理能力。
-
依赖注入: Servlet 3.0 还支持依赖注入(DI),可以直接在 Servlet 中注入服务和管理 Bean。
Servlet 编程模型为构建基于 Java 的服务器端应用程序提供了一种简单、一致和可扩展的方式。通过 Servlet,开发者可以生成动态内容、处理表单提交、与数据库交互等。
1.3 不依赖框架可以怎么做?
不使用 Spring 框架,您仍然可以使用 Java 的标准库 java.net
或 javax.servlet
来提供 HTTP 接口。以下是两种常见的方法:
1.3.1 使用 java.net
包
Java 的 java.net
包提供了基本的网络通信能力,可以用来创建简单的 HTTP 服务器。以下是一个使用 ServerSocket
和 Socket
来处理 HTTP 请求的简单示例:
java
import java.io.*;
import java.net.*;
public class SimpleHttpServer {
public static void main(String[] args) throws IOException {
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8080);
System.out.println("Server is listening on port 8080...");
while (true) {
Socket socket = serverSocket.accept();
BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
BufferedWriter out = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream()));
String inputLine;
while ((inputLine = in.readLine()) != null) {
if (!inputLine.isEmpty()) {
break;
}
}
// 简单的请求处理逻辑
String response = "HTTP/1.1 200 OK\r\nContent-Type: text/plain\r\n\r\nHello, World!";
out.write(response);
out.flush();
// 关闭连接
in.close();
out.close();
socket.close();
}
}
}
这个示例创建了一个在 8080 端口上监听的 HTTP 服务器,对于每个连接,它发送一个简单的响应 "Hello, World!"。
1.3.2 使用 javax.servlet
包
如果您想使用更接近现代 Web 应用的方法,可以使用 javax.servlet
包来创建一个基于 Servlet 的 HTTP 服务器。以下是一个使用 HttpServlet
和 HttpServer
的示例:
java
import javax.servlet.*;
import javax.servlet.http.*;
import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;
public class MyServlet extends HttpServlet {
@Override
protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
response.setContentType("text/plain");
PrintWriter out = response.getWriter();
out.println("Hello, World!");
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
HttpServer server = HttpServer.create(new InetSocketAddress(8080), 0);
Context context = server.createContext("/myapp", (servletRequest, servletResponse) -> {
new MyServlet().doGet(servletRequest, servletResponse);
});
server.start();
System.out.println("Server is started at port 8080...");
}
}
这个示例创建了一个 Servlet,它在接收到 GET 请求时返回 "Hello, World!"。然后使用 HttpServer
来启动服务器,并定义了 URL 路径 /myapp
来映射到我们的 Servlet。
请注意,这些示例都是非常简单的基础示例,用于演示如何不使用 Spring 框架来提供 HTTP 接口。在实际开发中,您可能需要考虑更多的因素,比如请求解析、路由、错误处理、安全性、并发处理等。对于更复杂的应用,您可能需要使用更高级的 Web 服务器或框架。
2. Gin
2.1 web服务器
Gin 是一个用 Go 语言编写的 Web 框架,以其高性能和快速的开发效率而闻名。Gin 框架本身并不内嵌 Web 服务器,而是使用 Go 标准库中的 net/http
包来处理 HTTP 请求和响应。net/http
包提供了一个非常轻量级的 HTTP 服务器,它足以应对大多数 Web 应用的需求。
以下是 Gin 框架启动服务器的基本步骤:
-
创建路由: 使用 Gin 创建路由,定义应用程序的端点和对应的处理函数。
-
设置中间件: 可以设置中间件来处理跨域请求、日志记录、请求验证等。
-
启动服务器 : 使用
gin.Default()
或gin.New()
创建一个 Gin 实例,然后调用Run
方法来启动服务器。Run
方法接受一个字符串参数,表示服务器监听的地址和端口。 -
监听端口 : Gin 使用
http.ListenAndServe
函数来监听指定的端口,等待客户端的连接。 -
处理请求: 当客户端发起请求时,Gin 会根据定义的路由规则将请求分发到对应的处理函数。
-
响应客户端: 处理函数执行完成后,Gin 会构造 HTTP 响应并发送给客户端。
下面是一个简单的 Gin 应用启动服务器的例子:
go
package main
import (
"github.com/gin-gonic/gin"
)
func main() {
router := gin.Default() // 创建一个默认的 Gin 路由器
// 定义路由
router.GET("/", func(c *gin.Context) {
c.JSON(200, gin.H{
{ "message": "hello world"}
})
})
// 启动服务器,默认在 8080 端口监听
router.Run(":8080")
}
在这个例子中,Gin 应用定义了一个处理根 URL (/
) 的路由,当访问这个路由时,它会返回一个 JSON 响应。然后,使用 router.Run(":8080")
启动服务器,监听 8080 端口。
2.2 不依赖框架如何提供HTTP接口?
在 Go 语言中,即使不使用 Gin 框架,也可以通过标准库 net/http
来提供 HTTP 接口。以下是如何使用 Go 的 net/http
包来创建一个简单的 HTTP 服务器并提供接口的示例:
go
package main
import (
"fmt"
"log"
"net/http"
)
// 定义一个处理函数,它响应客户端请求
func myHandler(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
// 设置响应的头部,指明返回的内容类型
w.Header().Set("Content-Type", "text/plain")
// 响应客户端请求
fmt.Fprintf(w, "Hello, World! This is a simple HTTP interface.")
}
func main() {
// 设置路由,将"/"路径的请求映射到myHandler处理函数
http.HandleFunc("/", myHandler)
// 定义服务器监听的端口
port := "8080"
// 启动服务器,阻塞等待请求
log.Printf("Server starting on port %s", port)
if err := http.ListenAndServe(":"+port, nil); err != nil {
log.Fatal("ListenAndServe error: ", err)
}
}
在这个示例中,我们首先定义了一个 myHandler
函数,它接收 http.ResponseWriter
和 *http.Request
作为参数。http.ResponseWriter
用于构造 HTTP 响应,*http.Request
包含了请求的信息。
然后,我们使用 http.HandleFunc
来设置路由,将根路径("/")的请求映射到 myHandler
函数。
最后,我们使用 http.ListenAndServe
来启动服务器,它接受一个端口号和一个处理器(这里是 nil
,因为我们已经使用 HandleFunc
设置了处理器)。服务器将阻塞等待请求,并在接收到请求时调用相应的处理函数。
这个简单的服务器将响应所有到根路径的 GET 请求,并返回 "Hello, World! This is a simple HTTP interface." 文本。
Go 的 net/http
包非常强大,它支持路由、中间件、文件服务、静态文件处理等,可以满足大多数 Web 服务的需求。对于更高级的用例,比如参数解析、JSON 响应、请求验证等,你可能需要编写更多的逻辑或使用第三方库。
3. MyBatis
3.1 MyBatis 原理
MyBatis 是一个半自动的持久层框架,用于在 Java 应用程序中简化数据库操作。它提供了简单的 API 和映射配置,以实现类型安全、对象关系映射(ORM)和 SQL 映射。以下是 MyBatis 的一些核心原理:
(1)SqlSessionFactory : SqlSessionFactory
是 MyBatis 的核心对象,负责创建 SqlSession
。它通过 XMLConfigBuilder
或 XMLMapperBuilder
加载配置文件和映射文件来构建。
(2)SqlSession :SqlSession
是 MyBatis 工作的主要执行者,提供了执行命令对象(如 update
, select
, delete
, insert
)的方法,以及提交和回滚事务的功能。
(3)映射文件:MyBatis 使用 XML 或注解来映射 SQL 语句和 Java 类。这些映射文件定义了 SQL 语句和 Java 对象之间的映射关系。
(4)动态 SQL:MyBatis 支持动态 SQL,允许使用 if、choose、when、otherwise、trim、set 等元素来构建条件 SQL。
(5)参数映射:MyBatis 支持自动将 Java 对象的属性映射到 SQL 语句的参数上。
(6)结果映射 :MyBatis 支持将查询结果映射到 Java 对象。可以通过 <resultMap>
元素定义复杂的结果映射。
(7)一级缓存和二级缓存:
SqlSession
提供了一级缓存,它是会话级别的缓存,用于存储查询结果。- MyBatis 还支持二级缓存,它是全局的,可以被多个
SqlSession
共享。
(8)插件机制:MyBatis 允许开发者编写插件来拦截方法的执行,实现自定义逻辑,如分页、审计等。
(9)配置和映射的分离:MyBatis 支持将配置和映射分离,使得 SQL 映射可以独立于配置文件存在。
(10)事务管理:MyBatis 支持声明式事务和编程式事务管理。
(11)MyBatis Generator:MyBatis 提供了代码生成器,可以根据数据库表结构自动生成映射文件和 Java 模型类。
(12)MyBatis 3 增强的映射特性 :MyBatis 3 引入了新的映射特性,如 @SelectProvider
, @UpdateProvider
, @InsertProvider
, 和 @DeleteProvider
注解,允许使用 Java 代码提供 SQL 语句。
MyBatis 的设计哲学是提供足够的灵活性,让开发者可以编写高效的 SQL 语句,同时保持代码的简洁性和可维护性。通过 MyBatis,开发者可以避免大量的样板代码,并能够更精细地控制数据库操作。
3.2 不使用框架该怎么做?
使用 Java 的 JDBC API 直接操作数据库。JDBC 是 Java 语言中用来规范客户端程序如何访问数据库的应用程序接口,通过 JDBC 可以连接任何符合 SQL 数据库。
4. Gorm
4.1 Gorm原理
Gorm 是 Go 语言的一个对象关系映射(ORM)库,用于操作各种 SQL 数据库系统。它提供了一个简单易用的 API 来与数据库进行交互,同时隐藏了底层 SQL 语句的复杂性。以下是 Gorm 的一些核心原理:
(1)连接管理 :Gorm 管理数据库连接,允许配置多个数据源,并在它们之间进行切换。
(2)自动迁移 :Gorm 支持自动迁移功能,可以自动创建或修改数据库表结构以匹配 Go 结构体的定义。
(3)事务处理 :提供了事务的支持,可以确保数据的一致性和完整性。
(4)关联处理 :支持定义模型之间的关联关系,如一对一、一对多和多对多。
(5)预加载 :支持预加载(Eager Loading)关联数据,以减少数据库查询次数。
(6)懒加载 :支持懒加载(Lazy Loading)关联数据,按需从数据库加载数据。
(7)条件查询 :支持链式调用,可以方便地构建复杂的查询条件。
(8)批量操作 :支持批量创建、更新和删除记录。
(9)事务回滚 :在发生错误时,可以回滚事务,保证数据操作的原子性。
(10)自定义操作 :允许自定义 SQL 语句或使用原生数据库驱动的函数。
(11)日志记录 :提供了详细的 SQL 日志记录功能,方便调试。
(12)结果映射 :将查询结果映射到 Go 结构体中,简化了结果处理。
(13)插件系统 :Gorm 拥有丰富的插件系统,可以扩展其功能,如添加新的数据库类型支持。
(14)接口和抽象 :Gorm 提供了一系列接口和抽象,使得替换底层数据库驱动或自定义行为变得简单。
(15)兼容性:支持多种 SQL 数据库,如 MySQL, PostgreSQL, SQLite, SQL Server 等。
Gorm 的工作原理基于以下几个步骤:
- 定义模型:使用 Go 的结构体定义数据模型,Gorm 会根据这些结构体来生成和操作数据库表。
- 连接数据库 :使用 Gorm 的
gorm.Open()
方法连接到数据库。 - 创建/更新记录 :使用
Create()
,Save()
,Update()
等方法操作数据库记录。 - 查询记录 :使用
Find()
,First()
,Scan()
等方法查询数据库。 - 删除记录 :使用
Delete()
方法从数据库中删除记录。 - 关闭数据库连接 :操作完成后,使用
Close()
方法关闭数据库连接。
Gorm 通过简化数据库操作,让开发者能够更专注于业务逻辑,而不是底层的 SQL 语句。同时,它保留了足够的灵活性,允许在需要时执行自定义的 SQL 操作。
4.2 不使用框架该怎么做?
如果不使用 Gorm 框架,你仍然可以使用 Go 语言的 database/sql
标准库来直接与数据库进行交互。以下是不使用 Gorm 框架实现数据库操作的一些基本步骤:
(1)导入包 :导入 database/sql
包以及其他可能需要的包,如 fmt
用于格式化输出,log
用于记录日志。
(2)配置数据源 :使用正确的驱动和连接字符串配置数据源。
(3)创建数据库连接 :使用 sql.Open()
函数创建到数据库的连接。
(4)准备 SQL 语句 :使用 db.Prepare()
准备 SQL 语句,这有助于提高性能并防止 SQL 注入。
(5)执行 SQL 语句 :使用 Exec()
, Query()
或 QueryRow()
执行 SQL 语句。
(6)处理结果 :使用 Rows
或 Row
对象来迭代查询结果。
(7)错误处理 :检查并处理可能发生的错误。
(8)关闭资源 :使用 Close()
方法关闭 Rows
, Stmt
和 DB
对象以释放资源。
(9)事务处理 :使用 Tx
对象管理事务。
下面是一个简单的示例,演示了如何使用 database/sql
包执行一个查询并将结果打印出来:
go
package main
import (
"database/sql"
"fmt"
"log"
_ "github.com/go-sql-driver/mysql" // 导入 MySQL 驱动
)
func main() {
// 配置数据源
dsn := "username:password@/dbname?charset=utf8&parseTime=True&loc=Local"
db, err := sql.Open("mysql", dsn)
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
defer db.Close()
// 测试连接
err = db.Ping()
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
// 准备 SQL 语句
rows, err := db.Query("SELECT id, name FROM users")
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
defer rows.Close()
// 处理结果
var id int
var name string
for rows.Next() {
err = rows.Scan(&id, &name)
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
fmt.Printf("ID: %d, Name: %s\n", id, name)
}
// 检查可能的错误
err = rows.Err()
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
}
在这个示例中,我们首先导入了 MySQL 的驱动(需要使用 go get
命令安装),然后配置了数据源字符串(DSN),接着创建了数据库连接并测试了连接的有效性。之后,我们准备并执行了一个 SQL 查询,迭代结果集并打印出每行的数据。最后,我们检查并处理了可能发生的错误。
请注意,实际开发中还需要考虑 SQL 注入防护、更复杂的错误处理、日志记录、配置和查询参数化等因素。此外,你可能需要编写额外的代码来处理数据库迁移、模型定义、关联关系等高级功能。