专题一： Spring生态初探

咱们先从整体脉络上看下Spring有哪些模块，重要的概念有个直观印象。从Spring框架的整体架构和组成对整体框架有个认知。

Spring框架基础概念

Spring基础 - Spring和Spring框架组成

上图是从官网4.2.x获取的原图，目前我们使用最广法的版本应该都是5.x，5版本移除了Web模块中的Portlet子模块，新增了WebFlux模块，同时新增了公共的JCl日志管理模块。

我们JVM专题模块，通过一张图大概了解Java是如何运行的，如何通过将我们编写的Java代码编译成JVM可以认识的字节码的如何实现跨平台运行的。

同样Spring咱们也来瞅瞅Spring是将我们编写的Xml、注解或者其他配置文件编程Spring可以管理的Bean的？

在正式进入Spring专题之前，咱们先熟悉一下相关概念

Spring框架是一个开源的Java平台，它提供了全面的基础设施支持，以便您可以更容易地开发Java应用程序。Spring处理了基础设施，这样您就可以专注于您的应用程序。以下是对Spring框架整体架构和组成的概述：

控制反转（IoC）和依赖注入（DI）

Spring 框架的核心是其控制反转（IoC）容器，该容器管理应用程序对象（称为 bean）的创建、配置和生命周期。依赖注入（DI）是一种实现 IoC 的设计模式，容器在运行时注入对象的依赖关系，减少组件之间的耦合，增强模块化。

Bean 配置

Spring 中的 Bean 可以使用 XML、注解或基于 Java 的配置进行配置。

下面是Xml模式：

java 复制代码

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
	   xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
	   xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">

	<bean id="jmUser" class="org.springframework.dto.JmUser">
		<property name="name" value="测试一" />
		<property name="age" value="18" />
	</bean>

</beans>

以下是使用注解的示例：

java 复制代码

@Configuration
public class AppConfig {
    @Bean
    public MyService myService() {
        return new MyServiceImpl();
    }
}

面向切面编程（AOP）

Spring 的 AOP 框架允许模块化处理日志记录、安全性和事务管理等关注点。切面使得横切关注点与主要业务逻辑分离。

定义切面

切面可以使用注解或 XML 定义。以下是使用注解的示例：

java 复制代码

@Aspect
@Component
public class LoggingAspect {
    @Before("execution(* com.example.service.*.*(..))")
    public void logBefore(JoinPoint joinPoint) {
        System.out.println("Method Called: " + joinPoint.getSignature().getName());
    }
}

Spring 模块

Spring MVC

Spring MVC 是一个用于构建 Web 应用程序的框架。它遵循模型-视图-控制器（MVC）设计模式，促进关注点的清晰分离。

控制器

Spring MVC 中的控制器负责处理用户请求并返回适当的响应。

java 复制代码

@Controller
public class HomeController {
    @GetMapping("/")
    public String home(Model model) {
        model.addAttribute("message", "Welcome to Spring MVC");
        return "home";
    }
}

视图

Spring MVC 中的视图可以使用 JSP、Thymeleaf 或 FreeMarker 等技术实现。以下是使用 Thymeleaf 的示例：

html 复制代码

<!DOCTYPE html>
<html xmlns:th="http://www.thymeleaf.org">
<head>
    <title>Home</title>
</head>
<body>
    <h1 th:text="${message}">Welcome</h1>
</body>
</html>

Spring Data

Spring Data 简化了数据访问，提供了一致的编程模型来访问不同的数据存储。它包括用于关系数据库（Spring Data JPA）、NoSQL 数据库（Spring Data MongoDB）等的模块。

Spring Data 仓库抽象了数据访问层，减少了样板代码。以下是一个 JPA 仓库的示例：

java 复制代码

public interface UserRepository extends JpaRepository<User, Long> {
    List<User> findByLastName(String lastName);
}

Spring Security

Spring Security 是一个功能强大且可定制的认证和访问控制框架。它为 Java 应用程序提供全面的安全服务。

安全配置

Spring 中的安全配置可以使用基于 Java 的配置进行定义：

java 复制代码

@EnableWebSecurity
public class SecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {
    @Override
    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
        http
        .authorizeRequests()
        .antMatchers("/admin/**").hasRole("ADMIN")
        .antMatchers("/**").permitAll()
        .and()
        .formLogin();
    }
}

Spring Boot

Spring Boot 通过提供约定优于配置和嵌入式服务器来简化 Spring 应用程序的开发。

创建 Spring Boot 应用程序

一个典型的 Spring Boot 应用程序可以用最少的配置创建：

java 复制代码

@SpringBootApplication
public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(Application.class, args);
    }
}

Spring Cloud

Spring Cloud 提供构建分布式系统的工具，包括服务发现、断路器和配置管理。

Spring Cloud 通过其工具套件促进微服务的开发。以下是使用 Eureka 的服务注册示例：

java 复制代码

@EnableEurekaServer
@SpringBootApplication
public class EurekaServerApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(EurekaServerApplication.class, args);
    }
}

1. 客户端

IoT、Mobile、Browser：这些是访问微服务系统的不同客户端设备。它们通过 API Gateway 来访问系统中的微服务。

2. API Gateway

API Gateway：API 网关是客户端与微服务之间的唯一入口。它负责请求路由、安全认证、负载均衡、监控和流量管理等功能。通过 API 网关，客户端可以统一地访问不同的微服务，而不需要直接与每个微服务进行交互。

3. 微服务

Microservices：微服务是系统的核心业务逻辑，每个微服务都是一个独立的功能模块，负责特定的业务功能。微服务之间通过轻量级的通信协议（如 HTTP 或消息队列）进行交互。

4. 服务注册与发现

Service Registry：服务注册中心用于管理微服务的注册和发现。每个微服务启动时，会将自己的地址和端口注册到服务注册中心。其他微服务通过查询服务注册中心来找到需要调用的微服务地址。常用的服务注册中心有 Eureka、Consul、Zookeeper 等。

5. 配置管理

Config Server：配置服务器用于集中管理微服务的配置文件。微服务启动时会从配置服务器获取配置，这样可以确保所有微服务使用一致的配置，并且可以在不重启微服务的情况下动态更新配置。

6. 分布式跟踪

Distributed Tracing：分布式追踪系统用于监控和分析微服务之间的调用链路，帮助开发和运维人员追踪请求的流转路径，识别性能瓶颈和故障点。常用的分布式追踪系统有 Zipkin、Jaeger 等。

小结

这张图展示了一个典型的基于 Spring Cloud 的微服务架构，包括了 API 网关、服务注册中心、配置服务器、分布式追踪和微服务模块。客户端通过 API 网关与系统交互，API 网关负责请求路由和安全管理；微服务通过服务注册中心实现动态的服务发现和调用；配置服务器集中管理微服务的配置；分布式追踪系统帮助监控和分析微服务的调用链路。

这种架构设计使得系统具有良好的扩展性和灵活性，能够支持大规模的分布式应用，并且易于管理和维护。

高级主题

事务管理

Spring 的事务管理框架抽象了事务管理的复杂性，允许声明式事务管理。

@Service
public class TransactionalService {
    @Transactional
    public void performTransaction() {
        // 业务逻辑
    }
}

使用 Spring 的消息传递

Spring Integration 和 Spring AMQP 提供了对消息传递的支持，使得开发消息驱动的应用程序成为可能。

Spring Integration 示例

java 复制代码

@MessagingGateway
public interface MyGateway {
    @Gateway(requestChannel = "inputChannel")
    void sendToChannel(String data);
}

@Configuration
public class IntegrationConfig {
    @Bean
    public IntegrationFlow integrationFlow() {
        return IntegrationFlows.from("inputChannel")
                .handle(System.out::println)
                .get();
    }
}

总结

Spring 框架是企业级 Java 开发的一个多功能且全面的框架。通过理解其核心概念和模块，开发人员可以利用其强大的功能构建健壮、可扩展且易维护的应用程序。