Spring和Springboot相关知识点整理

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

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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：

1. 默认使用JdkProxy
2. 对于被代理对象没有实现任何接口，使用Cglib
3. 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

1. 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。
2. 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：

1. 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
2. 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。
3. 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<sup>[12]</sup>：
* @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。

#### 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
```java
@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。

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]）:

1. 创建maven项目
2. 创建proterties类来保存配置信息
3. 编写业务功能类（包含会实例化为bean的类）
4. 编写Configuration类，定义bean
5. 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
6. 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。

1. pom.xml修改为按war打包
2. 修改main入口方法，继承一个SpringBootServletInitializer类，并且覆盖configure方法
3. maven打包
4. 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

1. 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>

1. 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？

1. 打包用命令或者放到容器中运行
2. 用 Maven/ Gradle 插件运行
3. 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。

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）