SpringBoot3核心特性-核心原理

蓝影铁哥2024-09-23 14:44

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前言

由于面试问到的比较多，而且做java开发这块还是需要真正掌握的。

现有笔记尚硅谷雷锋阳老师的：SpringBoot3全栈指南，是我目前见过的最好笔记了。

参考视频尚硅谷雷锋阳老师的：SpringBoot零基础教程，面试&加薪必会，视频是24小时31分钟的高质量教程。

参考代码：https://gitee.com/leifengyang/spring-boot-3

最经典的20个Spring Boot面试题，95%以上会被问到，不服来战

为了防止雷锋阳老师的日志查看不到，这里分类整理一下。下面文章不定时更新

SpringBoot3核心特性-快速入门

SpringBoot3核心特性-Web开发

SpringBoot3核心特性-数据访问

SpringBoot3核心特性-基础特性

SpringBoot3核心特性-核心原理

SpringBoot3场景整合

SpringBoot3响应式编程全套-Reactor核心

SpringBoot3响应式编程全套-Spring Webflux

SpringBoot3响应式编程全套-R2DBC

SpringBoot3响应式编程全套-Spring Security Reactive

一、事件和监听器

1、生命周期监听

场景：监听应用的生命周期

  1. 监听器-SpringApplicationRunListener
    自定义SpringApplicationRunListener来监听事件；
    编写SpringApplicationRunListener 实现类
    在 META-INF/spring.factories 中配置 org.springframework.boot.SpringApplicationRunListener=自己的Listener，还可以指定一个有参构造器，接受两个参数(SpringApplication application, String[] args)
    springboot 在spring-boot.jar中配置了默认的 Listener，如下
java 复制代码 
/**
 * Listener先要从 META-INF/spring.factories 读到
 *
 * 1、引导： 利用 BootstrapContext 引导整个项目启动
 *      starting：              应用开始，SpringApplication的run方法一调用，只要有了 BootstrapContext 就执行
 *      environmentPrepared：   环境准备好（把启动参数等绑定到环境变量中），但是ioc还没有创建；【调一次】
 * 2、启动：
 *      contextPrepared：       ioc容器创建并准备好，但是sources（主配置类）没加载。并关闭引导上下文；组件都没创建  【调一次】
 *      contextLoaded：         ioc容器加载。主配置类加载进去了。但是ioc容器还没刷新（我们的bean没创建）。
 *      =======截止以前，ioc容器里面还没造bean呢=======
 *      started：               ioc容器刷新了（所有bean造好了），但是 runner 没调用。
 *      ready:                  ioc容器刷新了（所有bean造好了），所有 runner 调用完了。
 * 3、运行
 *     以前步骤都正确执行，代表容器running。
 */
  1. 生命周期全流程

2、事件触发时机

  1. 各种回调监听器
    ● BootstrapRegistryInitializer： 感知特定阶段：感知引导初始化
    ○ META-INF/spring.factories
    ○ 创建引导上下文bootstrapContext的时候触发。
    ○ application.addBootstrapRegistryInitializer();
    ○ 场景：进行密钥校对授权。
    ● ApplicationContextInitializer： 感知特定阶段： 感知ioc容器初始化
    ○ META-INF/spring.factories
    ○ application.addInitializers();
    ● ApplicationListener： 感知全阶段：基于事件机制，感知事件。 一旦到了哪个阶段可以做别的事
    ○ @Bean或@EventListener： 事件驱动
    ○ SpringApplication.addListeners(...)或 SpringApplicationBuilder.listeners(...)
    ○ META-INF/spring.factories
    ● SpringApplicationRunListener： 感知全阶段生命周期 + 各种阶段都能自定义操作； 功能更完善。
    ○ META-INF/spring.factories
    ● ApplicationRunner: 感知特定阶段：感知应用就绪Ready。卡死应用，就不会就绪
    ○ @Bean
    ● CommandLineRunner： 感知特定阶段：感知应用就绪Ready。卡死应用，就不会就绪
    ○ @Bean

最佳实战：

● 如果项目启动前做事： BootstrapRegistryInitializer 和 ApplicationContextInitializer

● 如果想要在项目启动完成后做事：ApplicationRunner和 CommandLineRunner

● 如果要干涉生命周期做事：SpringApplicationRunListener

● 如果想要用事件机制：ApplicationListener

  1. 完整触发流程
    9大事件触发顺序&时机
  2. ApplicationStartingEvent：应用启动但未做任何事情, 除过注册listeners and initializers.
  3. ApplicationEnvironmentPreparedEvent： Environment 准备好，但context 未创建.
  4. ApplicationContextInitializedEvent: ApplicationContext 准备好，ApplicationContextInitializers 调用，但是任何bean未加载
  5. ApplicationPreparedEvent： 容器刷新之前，bean定义信息加载
  6. ApplicationStartedEvent： 容器刷新完成， runner未调用
    =以下就开始插入了探针机制====
  7. AvailabilityChangeEvent： LivenessState.CORRECT应用存活； 存活探针
  8. ApplicationReadyEvent: 任何runner被调用
  9. AvailabilityChangeEvent：ReadinessState.ACCEPTING_TRAFFIC就绪探针，可以接请求
  10. ApplicationFailedEvent ：启动出错

应用事件发送顺序如下：

感知应用是否存活了：可能植物状态，虽然活着但是不能处理请求。

应用是否就绪了：能响应请求，说明确实活的比较好。

  1. SpringBoot 事件驱动开发
    应用启动过程生命周期事件感知（9大事件）、应用运行中事件感知（无数种）。
    ● 事件发布：ApplicationEventPublisherAware或注入：ApplicationEventMulticaster
    ● 事件监听：组件 + @EventListener


事件发布者

java 复制代码 
@Service
public class EventPublisher implements ApplicationEventPublisherAware {

    /**
     * 底层发送事件用的组件，SpringBoot会通过ApplicationEventPublisherAware接口自动注入给我们
     * 事件是广播出去的。所有监听这个事件的监听器都可以收到
     */
    ApplicationEventPublisher applicationEventPublisher;

    /**
     * 所有事件都可以发
     * @param event
     */
    public void sendEvent(ApplicationEvent event) {
        //调用底层API发送事件
        applicationEventPublisher.publishEvent(event);
    }

    /**
     * 会被自动调用，把真正发事件的底层组组件给我们注入进来
     * @param applicationEventPublisher event publisher to be used by this object
     */
    @Override
    public void setApplicationEventPublisher(ApplicationEventPublisher applicationEventPublisher) {
        this.applicationEventPublisher = applicationEventPublisher;
    }
}

事件订阅者

java 复制代码 
@Service
public class CouponService {

    @Order(1)
    @EventListener
    public void onEvent(LoginSuccessEvent loginSuccessEvent){
        System.out.println("===== CouponService ====感知到事件"+loginSuccessEvent);
        UserEntity source = (UserEntity) loginSuccessEvent.getSource();
        sendCoupon(source.getUsername());
    }

    public void sendCoupon(String username){
        System.out.println(username + " 随机得到了一张优惠券");
    }
}

二、自动配置原理

1、入门理解

应用关注的三大核心：场景、配置、组件

1.1、自动配置流程

  1. 导入starter
  2. 依赖导入autoconfigure
  3. 寻找类路径下 META-INF/spring/org.springframework.boot.autoconfigure.AutoConfiguration.imports文件
  4. 启动，加载所有 自动配置类 xxxAutoConfiguration
    a. 给容器中配置功能组件
    b. 组件参数绑定到 属性类中。xxxProperties
    c. 属性类和配置文件前缀项绑定
    d. @Contional派生的条件注解进行判断是否组件生效
  5. 效果：
    a. 修改配置文件，修改底层参数
    b. 所有场景自动配置好直接使用
    c. 可以注入SpringBoot配置好的组件随时使用

1.2、SPI机制

● Java中的SPI（Service Provider Interface）是一种软件设计模式，用于在应用程序中动态地发现和加载组件。SPI的思想是，定义一个接口或抽象类，然后通过在classpath中定义实现该接口的类来实现对组件的动态发现和加载。

● SPI的主要目的是解决在应用程序中使用可插拔组件的问题。例如，一个应用程序可能需要使用不同的日志框架或数据库连接池，但是这些组件的选择可能取决于运行时的条件。通过使用SPI，应用程序可以在运行时发现并加载适当的组件，而无需在代码中硬编码这些组件的实现类。

● 在Java中，SPI的实现方式是通过在META-INF/services目录下创建一个以服务接口全限定名为名字的文件，文件中包含实现该服务接口的类的全限定名。当应用程序启动时，Java的SPI机制会自动扫描classpath中的这些文件，并根据文件中指定的类名来加载实现类。

● 通过使用SPI，应用程序可以实现更灵活、可扩展的架构，同时也可以避免硬编码依赖关系和增加代码的可维护性。

以上回答来自ChatGPT-3.5

在SpringBoot中，META-INF/spring/org.springframework.boot.autoconfigure.AutoConfiguration.imports

作业：写一段java的spi机制代码

1.3、功能开关

● 自动配置：全部都配置好，什么都不用管。 自动批量导入

○ 项目一启动，spi文件中指定的所有都加载。

● @EnableXxxx：手动控制哪些功能的开启； 手动导入。

○ 开启xxx功能

○ 都是利用 @Import 把此功能要用的组件导入进去

2、进阶理解

2.1、 @SpringBootApplication

@SpringBootConfiguration

就是： @Configuration ，容器中的组件，配置类。spring ioc启动就会加载创建这个类对象

@EnableAutoConfiguration：开启自动配置

开启自动配置

@AutoConfigurationPackage：扫描主程序包：加载自己的组件

● 利用 @Import(AutoConfigurationPackages.Registrar.class) 想要给容器中导入组件。

● 把主程序所在的包的所有组件导入进来。

● 为什么SpringBoot默认只扫描主程序所在的包及其子包

@Import(AutoConfigurationImportSelector.class)：加载所有自动配置类：加载starter导入的组件

java 复制代码 
		List<String> configurations = ImportCandidates.load(AutoConfiguration.class, getBeanClassLoader())
			.getCandidates();

@ComponentScan

组件扫描：排除一些组件（哪些不要）

排除前面已经扫描进来的配置类、和自动配置类。

java 复制代码 
@ComponentScan(excludeFilters = { @Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = TypeExcludeFilter.class),
      @Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = AutoConfigurationExcludeFilter.class) })

2.2、 完整启动加载流程

生命周期启动加载流程

三、自定义starter

场景：抽取聊天机器人场景，它可以打招呼。

效果：任何项目导入此starter都具有打招呼功能，并且问候语中的人名需要可以在配置文件中修改

● 1. 创建自定义starter项目，引入spring-boot-starter基础依赖

● 2. 编写模块功能，引入模块所有需要的依赖。

● 3. 编写xxxAutoConfiguration自动配置类，帮其他项目导入这个模块需要的所有组件

● 4. 编写配置文件META-INF/spring/org.springframework.boot.autoconfigure.AutoConfiguration.imports指定启动需要加载的自动配置

● 5. 其他项目引入即可使用

1、业务代码

自定义配置有提示。导入以下依赖重启项目，再写配置文件就有提示

java 复制代码 
@ConfigurationProperties(prefix = "robot")  //此属性类和配置文件指定前缀绑定
@Component
@Data
public class RobotProperties {

    private String name;
    private String age;
    private String email;
}
java 复制代码 
<!--        导入配置处理器，配置文件自定义的properties配置都会有提示-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-configuration-processor</artifactId>
            <optional>true</optional>
        </dependency>

2、基本抽取

● 创建starter项目，把公共代码需要的所有依赖导入

● 把公共代码复制进来

● 自己写一个 RobotAutoConfiguration，给容器中导入这个场景需要的所有组件

○ 为什么这些组件默认不会扫描进去？

○ starter所在的包和 引入它的项目的主程序所在的包不是父子层级

● 别人引用这个starter，直接导入这个 RobotAutoConfiguration,就能把这个场景的组件导入进来

● 功能生效。

● 测试编写配置文件

3、使用@EnableXxx机制

java 复制代码 
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target({ElementType.TYPE})
@Documented
@Import(RobotAutoConfiguration.class)
public @interface EnableRobot {


}

4、完全自动配置

● 依赖SpringBoot的SPI机制

● META-INF/spring/org.springframework.boot.autoconfigure.AutoConfiguration.imports 文件中编写好我们自动配置类的全类名即可

● 项目启动，自动加载我们的自动配置类

四、附录：SpringBoot3改变 & 新特性 快速总结

1、自动配置包位置变化【参照视频：07、11】

META-INF/spring/org.springframework.boot.autoconfigure.AutoConfiguration.imports

2、jakata api迁移

● druid有问题

3、新特性 - 函数式Web、ProblemDetails【参照视频：50、51】

4、GraalVM 与 AOT【参照视频：86~93】

5、响应式编程全套【第三季：预计7~8月份发布】

6、剩下变化都是版本升级，意义不大

铁哥备注：

自定义starter比较朦胧的可以看视频p65，讲解的非常细致。

自定义组件：

主要靠上面两个文件，RedisAutoConfiguration和RedisProperties，@EnableConfigurationProperties({RedisProperties.class})和@ConfigurationProperties（xx）两注解是关键

go 复制代码 
@AutoConfiguration
@EnableConfigurationProperties({FeProperties.class})
public class FeAutoConfiguration {// 必须有

    @Bean
    public FeDemo getFeDemo(FeProperties feProperties){//  FeDemo是个第三方类，这边看业务需求搞了
        return new FeDemo(feProperties);
    }
}


@ConfigurationProperties(
        prefix = "fe"
)
@Data
public class FeProperties {// 必须有

    private String name;
    private String age;

}

public class FeDemo {// 可以没有这个类，看FeAutoConfiguration中业务需要
    public static String feStatic = "feStatic";

    public FeDemo(FeProperties feProperties) {
        feStatic = feProperties.getName();// 改变feStatic为yml上面配置的值，取的yml配置的fe.name的值
    }
}

启动上面代码方式一：注解方式，在具体的Controller上面加这个注解即可，这种不推荐，还得加注解，麻烦

go 复制代码 
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target({ElementType.TYPE})
@Documented
@Import(FeAutoConfiguration.class)
public @interface EnableFe {
}

启动上面代码方式二：增加文件，推荐，一劳永逸。备注：两种方式都能让项目启动时实例化FeAutoConfiguration、FeProperties、FeDemo

springboot启动会扫描每个jar包下面的这些imports文件或者factories文件。

在resource/META-INF/spring下面拷贝一份org.springframework.boot.autoconfigure.AutoConfiguration.imports，把里面的东西删光，然后新增自己的，比如上面的com.zt.project.starter.FeAutoConfiguration

springboot2的话，就在resource/META-INF下面新增一份 spring.factories，然后修改里面内容如下

org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration=

com.zt.project.starter.FeAutoConfiguration

自定义starter

在自定义组件的基础上，新建一个工程，把上面组件代码拷贝到新工程下。

1、新工程pom.xml需要支撑组件的注解等等，该引入的就正常引入；

2、删除启动类；

3、采取resource/META-INF/spring方式，注意是在新建工程的resource文件夹下面弄即可，不用在其他项目单独弄了；

好比mybaits或者redis，pom直接引入jar包直接用，不用什么加注解，不用搞什么imports文件

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