程式設計體系結構(08)：Spring.Mvc.Boot框架

知了一笑發表於2020-10-15
程式設計SpringMVCboot框架

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一、Spring框架

1、框架概述

Spring是一個開源框架，框架的主要優勢之一就是其分層架構，分層架構允許使用者選擇使用哪一個元件，同時為 J2EE 應用程式開發提供整合的框架。Spring使用基本的JavaBean來完成以前只可能由EJB完成的事情。Spring是一個分層的輕量級開源框架。

基本特性：分層架構、高內聚低耦合、支援AOP程式設計、事務管理、整合測試、整合各種框架。

2、核心元件

核心容器：包含Bean的建立、配置、管理等功能。

AOP切面程式設計：可以幫助應用程式解耦。

資料訪問：整合了JDBC，常用的Dao層框架hibernate，mybatis等。

Web程式設計：整合流程的MVC框架，實現介面邏輯和應用程式分離。

3、Bean物件理解

Spring容器負責建立，裝配，設定屬性，進而管理整個生命週期的物件，稱為Bean物件。

裝配方式：XML格式、註解掃描、Java程式碼裝配。

作用域：用於確定spring建立bean例項個數，比如單例Bean,原型Bean。singleton預設單例、prototype多例、request請求、session會話級、global-session。

生命週期：例項化，屬性載入，初始化前後管理，銷燬。

4、常用核心註解

Controller：標記一個類是Handler，基於@Mapping相關注解（@GetMapping、@PostMapping、@PutMapping、@DeleteMapping），用來關聯請求和Controller方法之間的對映關係，這樣的Controller 就可以被請求訪問。

RequestMapping：處理請求地址對映的註解，可作用於類或方法上。用於類上，表示類中的所有響應請求的方法都是以類上標註地址作為父路徑。

Resource：按照ByName自動注入，需要匯入包javax.annotation.Resource。@Resource有兩個重要的屬性：name和type，而Spring將@Resource註解的name屬性解析為bean的名字，而type屬性則解析為bean的型別。

Service：可以取代具體配置檔案的Bean管理，定義的bean預設是單例的，預設名稱是類名且首字母小寫。

5、IOC與DI思想

IOC容器

Java系統中物件耦合關係十分複雜，系統的各模組之間依賴，微服務模組之間的相互呼叫請求，都是這個道理。降低系統模組之間、物件之間、微服務的服務之間耦合度，是軟體工程核心問題之一。因為Spring框架中核心思想就是IOC控制反轉，用來實現物件之間的解耦。

依賴注入

IOC給物件直接建立關係的動作，稱為DI依賴注入(Dependency Injection);依賴：物件A需要使用物件B的功能，則稱物件A依賴物件B。注入：在物件A中例項化物件B，從而使用物件B的功能，該動作稱為注入。

6、Aop切面程式設計

通過預編譯方式和執行期動態代理實現程式功能的統一維護的一種技術。核心作用：可以對業務邏輯的各個部分進行隔離，從而使得業務邏輯各部分之間的耦合度降低，提高程式的複用性和開發效率。AOP提供了取代繼承和委託的一種新的方案，而且使用起來更加簡潔清晰，是軟體開發中的一個熱點理念。

實現方式：JDK動態代理、CgLib位元組碼增強、Spring半自動代理、Spring全自動代理。

7、事務管理

事務是指作為單個邏輯工作單元執行的一系列操作（SQL語句）。這些操作要麼全部成功，要麼全部不成功。Spring事務管理的本質就是封裝了資料庫對事務支援的操作，使用JDBC的事務管理機制,就是利用java.sql.Connection物件完成對事務的提交和回滾。

核心API封裝

PlatformTransactionManager：平臺事務管理器，Spring管理事務，必須使用事務管理器進行事務配置時，核心方法：獲取事務，提交事務，回滾事務。

TransactionDefinition：該物件封裝事務詳情（事務定義、事務屬性），例如：隔離級別、是否只讀、超時時間 等。

TransactionStatus：用於記錄當前事務執行狀態。例如：是否有儲存點，事務是否完成。Spring底層根據狀態進行相應操作。

8、配置檔案

在Spring的配置檔案中，通常會配置下列核心內容；

  • 讀取外部配置檔案，例如JDBC引數；
  • 配置資料庫連線池，例如Druid、C3P0等；
  • 整合環境配置，例如SSM或者SSH整合；
  • 管理Transaction事務的控制方式；
  • 整合常用元件，例如郵件、任務、MQ等；

在實際開發中，複雜的專案配置十分繁雜且不好管理，可能專案中涉及不同環境的配置檔案都有幾十個，所在在SpringBoot框架中採用統一約定的方式簡化。

9、環境整合SSM、SSH

Spring框架聚合很強的整合能力，例如常見的整合Mybatis，Mvc，Hibernate，Redis等系列元件，為開發環境的整合提供很大的便利，整體職責上分為幾層：控制層、業務邏輯層、資料持久層、域模組層、中介軟體層，以幫助開發人員在短期內搭建結構清晰、可複用性好、維護方便的Web應用程式。

10、設計模式

單例模式：Spring框架中Bean物件的管理，預設單例，也可以顯式標識為多例模式。

工廠模式：通過對應的工廠來生成類的物件，這種設計方式符合“開閉”原則。Spring框架中BeanFactory和Bean的用法。

介面卡模式：SpringMvc執行控制中，前段控制器DispatcherServlet呼叫處理器介面卡去執行Handler，處理器介面卡去執行Handler，給介面卡返回ModelAndView。

責任鏈模式：DispatcherServlet核心方法doDispatch。HandlerExecutionChain只是維護HandlerInterceptor的集合，可以向其中註冊相應的攔截器，本身不直接處理請求，將請求分配給責任鏈上註冊處理器執行，降低職責鏈本身與處理邏輯之間的耦合程度。

二、SpringMvc模式

1、Mvc模式理念

SpringMVC是一種基於Java實現的MVC設計模式的請求驅動型別的輕量級Web框架，出自Spring框架全家桶，與Spring框架無縫整合，使用了MVC架構模式的思想，將Web層進行職責解耦。結構鬆散，幾乎可以在SpringMVC中使用各類檢視，各個模組分離而且耦合度非常低，且易於擴充套件。與Spring無縫整合，且簡單，靈活，容易上手。

2、執行流程

發起請求到前端控制器DispatcherServlet;前端控制器請求HandlerMapping查詢,Handler可以根據xml配置、註解進行查詢;

處理器對映器HandlerMapping向前端控制器返回Handler;前端控制器呼叫處理器介面卡去執行Handler;處理器介面卡去執行Handler;

Handler執行完成給介面卡返回ModelAndView;處理器介面卡向前端控制器返回ModelAndView,ModelAndView是springmvc框架的一個底層物件,包括Model和view;

前端控制器請求檢視解析器去進行檢視解析，根據邏輯檢視名解析成真正的檢視;檢視解析器向前端控制器返回View;前端控制器進行檢視渲染,檢視渲染將模型資料(在ModelAndView物件中)填充到request域中;前端控制器向使用者響應結果;

3、核心元件

前端控制器：請求離開瀏覽器後，最先到達的就是DispatcherServlet，是整個流程控制的中心。

處理器對映器：根據請求的url路由到指定介面，使用者請求找到Handler處理器。

處理器介面卡：按照特定規則去執行Handler，支援多種處理器，各種處理器中的處理方法各不相同。

處理器：處理使用者請求，涉及具體業務邏輯，需要根據業務需求開發。

檢視解析器：將請求的響應結果生成View，根據邏輯檢視名解析成物理檢視名，就是具體頁面地址。

檢視：Mvc框架提供很多的View檢視型別的支援，包括：jsp、freemarker、pdf等。

4、引數處理

requestParam：主要用於在SpringMvc框架的控制層獲取引數，三個常用引數：defaultValue表示設定預設值，required 通過boolean設定是否是必須要傳入的引數，value值表示傳入的引數名稱。

RequestBody：接收請求體中傳遞給後端的Json字串資料的，GET方式無請求體，所以使用@RequestBody接收資料時，不能使用GET方式提交資料，需要用POST方式進行提交。

ResponseBody：該註解用於方法的返回物件，可以通過配置轉換器為指定資料響應格式，如果希望返回的資料不是View試圖頁面，而是指定資料格式的時候使用，例如：Json、Xml等。

5、整合Spring框架

  • 配置掃描介面檔案；
  • 啟動MVC預設的註解對映的方式；
  • 配置檢視解析器；
  • Web.xml配置載入Spring-Mvc檔案；

6、對比WebFlux

響應式程式設計是一種基於資料流和變化傳遞的宣告式的程式設計正規化，WebFlux是Web控制端響應式程式設計中的組成部分，在Spring官網上有說明，不是為了替代SpringMvc，是用來提供更多場景的解決方案。

三、SpringBoot框架

1、常用基礎功能

  • 環境搭建和註解啟動機制，日誌列印；
  • 全域性異常處理，定時任務非同步任務使用；
  • 攔截器配置，置AOP切面程式設計，檔案管理；
  • 整合JWT、Shiro、Security等常用安全元件；
  • 整合Actuator監控元件,系統打包執行；

2、整合資料來源

  • 整合JdbcTemplate,JPA,多資料來源配置；
  • 整合Druid、C3P0常用連線池；
  • 整合Mybatis框架,整合分頁管理；

3、整合常用中介軟體

  • 整合Redis快取,Cache註解模式；
  • 整合ElasticSearch框架,實現高效能搜尋引擎
  • 基於Swagger2 ,構建介面管理介面；

整個SpringBoot框架是基於Spring框架之上多個很多約定的規範，底層原理並沒有改變，更多是熟悉各種用法，用多就會明白。

四、對比分析

Spring框架相對Spring開源生態是最底層的實現原理，SpringMvc是基於之上而來的，主要簡化Web控制層的開發，例如之前的Struts、Servlet都逐漸被替換。

SpringBoot則在Spring+Mvc基礎上，實現很強大的約定配置，對複雜的環境做了約定的整合，簡化開發配置，業務性開發還是一樣的，在SSM環境下不管專案配置啟動除錯都十分的複雜，到SpringBoot層面之後被不斷簡化，所以SpringBoot學習在理解約定的配置規範後，基本很容易上手。

五、原始碼地址

GitHub·地址
https://github.com/cicadasmile
GitEE·地址
https://gitee.com/cicadasmile

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