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Java进阶之路(二) Spring家族(Spring、SpringMVC、SpringBoot)

Spring开发

IoC容器

IOC原理

IoC意为控制反转,又称为依赖注入

定义IoC配置

<beans>
    <bean id="dataSource" class="HikariDataSource" />
    <bean id="bookService" class="BookService">
        <property name="dataSource" ref="dataSource" />
    </bean>
    <bean id="userService" class="UserService">
        <property name="dataSource" ref="dataSource" />
    </bean>
</beans>
装配Bean

Spring的IoC容器接口是ApplicationContext,并提供了多种实现类;

通过XML配置文件创建IoC容器时,使用ClassPathXmlApplicationContext

持有IoC容器后,通过getBean()方法获取Bean的引用。

ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("application.xml");
UserService userService = context.getBean(UserService.class);

对应的XML

<?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
        https://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">

    <bean id="userService" class="com.itranswarp.learnjava.service.UserService">
        <property name="mailService" ref="mailService" />
    </bean>

    <bean id="mailService" class="com.itranswarp.learnjava.service.MailService" />
</beans>
使用Annotation配置

使用Annotation可以大幅简化配置,每个Bean通过@Component@Autowired注入;

必须合理设计包的层次结构,才能发挥@ComponentScan的威力。

这样创建的就叫单例(singleton)

定制Bean

Spring默认使用Singleton(单例)创建Bean,也可指定Scope为Prototype(原型);

可将相同类型的Bean注入List

可用@Autowired(required=false)允许可选注入;

可用带@Bean标注的方法创建Bean;

可使用@PostConstruct@PreDestroy对Bean进行初始化和清理;

相同类型的Bean只能有一个指定为@Primary,其他必须用@Quanlifier("beanName")指定别名;

注入时,可通过别名@Quanlifier("beanName")指定某个Bean;

可以定义FactoryBean来使用工厂模式创建Bean。

使用Resource

Spring提供了Resource类便于注入资源文件。

最常用的注入是通过classpath以classpath:/path/to/file的形式注入。

@Value("file:/path/to/logo.txt")
private Resource resource;
注入配置
@Configuration
@ComponentScan
@PropertySource("app.properties") // 表示读取classpath的app.properties
public class AppConfig {
    @Value("${app.zone:Z}")//这里表示读取key为app.zone的value,如果不存在,默认为Z
    String zoneId;

    @Bean
    ZoneId createZoneId() {
        return ZoneId.of(zoneId);
    }
}

#{bean.property}形式注入时,Spring容器自动把指定Bean的指定属性值注入

@Component
public class MailService {
    @Value("#{smtpConfig.host}")//相当于执行了smtpConfig.getHost()
    private String smtpHost;

    @Value("#{smtpConfig.port}")
    private int smtpPort;
}
条件装配

Spring允许通过@Profile配置不同的Bean;

Spring还提供了@Conditional来进行条件装配,Spring Boot在此基础上进一步提供了基于配置、Class、Bean等条件进行装配。

使用AOP

即面向切面编程,是相对于OOP(面向对象编程)的一种思想。

切面即为一种具体的行为逻辑,例如日志、事务等。

AOP有三种方式织入核心逻辑:

  1. 编译期:在编译时,由编译器把切面调用编译进字节码,这种方式需要定义新的关键字并扩展编译器,AspectJ就扩展了Java编译器,使用关键字aspect来实现织入;
  2. 类加载器:在目标类被装载到JVM时,通过一个特殊的类加载器,对目标类的字节码重新“增强”;
  3. 运行期:目标对象和切面都是普通Java类,通过JVM的动态代理功能或者第三方库实现运行期动态织入。
装配AOP
  1. 定义执行方法,并在方法上通过AspectJ的注解告诉Spring应该在何处调用此方法;
  2. 标记@Component@Aspect
  3. @Configuration类上标注@EnableAspectJAutoProxy
拦截器类型

顾名思义,拦截器有以下类型:

  • @Before:这种拦截器先执行拦截代码,再执行目标代码。如果拦截器抛异常,那么目标代码就不执行了;
  • @After:这种拦截器先执行目标代码,再执行拦截器代码。无论目标代码是否抛异常,拦截器代码都会执行;
  • @AfterReturning:和@After不同的是,只有当目标代码正常返回时,才执行拦截器代码;
  • @AfterThrowing:和@After不同的是,只有当目标代码抛出了异常时,才执行拦截器代码;
  • @Around:能完全控制目标代码是否执行,并可以在执行前后、抛异常后执行任意拦截代码,可以说是包含了上面所有功能。
使用注解装配AOP

使用注解实现AOP需要先定义注解,然后使用@Around("@annotation(name)")实现装配;

使用注解既简单,又能明确标识AOP装配,是使用AOP推荐的方式。

访问数据库

使用JDBC

Spring提供了JdbcTemplate来简化JDBC操作;

使用JdbcTemplate时,根据需要优先选择高级方法;

任何JDBC操作都可以使用保底的execute(ConnectionCallback)方法。

使用声明式事务

Spring提供的声明式事务极大地方便了在数据库中使用事务,正确使用声明式事务的关键在于确定好事务边界,理解事务传播级别。

使用DAO

Spring提供了JdbcDaoSupport来便于实现DAO模式;

可以基于泛型实现更通用、更简洁的DAO模式。

集成Hebernate

在Spring中集成Hibernate需要配置的Bean如下:

  • DataSource;
  • LocalSessionFactory;
  • HibernateTransactionManager;
  • HibernateTemplate(推荐)。

推荐使用Annotation配置所有的Entity Bean。

集成JPA

在Spring中集成JPA要选择一个实现,可以选择Hibernate或EclipseLink;

使用JPA与Hibernate类似,但注入的核心资源是带有@PersistenceContext注解的EntityManager代理类。

集成MyBatis

MyBatis是一个半自动化的ORM框架,需要手写SQL语句,没有自动加载一对多或多对一关系的功能。

设计ORM

ORM框架就是自动映射数据库表结构到JavaBean的工具,设计并实现一个简单高效的ORM框架并不困难。

Spring模块

Spring AOP 面相切面编程

Spring ORM Hibernate|mybatis|JDO

Spring Core 提供bean工厂 IOC

Spring Dao JDBC支持

Spring Context 提供了关于UI支持,邮件支持等

Spring Web 提供了web的一些工具类的支持

Spring MVC 提供了web mvc , webviews , jsp ,pdf ,export

开发Web应用

使用Spring MVC

和普通Spring配置一样,编写正常的AppConfig后,只需加上@EnableWebMvc注解,就“激活”了Spring MVC:

@Configuration
@ComponentScan
@EnableWebMvc // 启用Spring MVC
@EnableTransactionManagement
@PropertySource("classpath:/jdbc.properties")
public class AppConfig {
    ...
}

Controller必须标记为@Controller,例如:

// Controller使用@Controller标记而不是@Component:
@Controller
public class UserController {
    // 正常使用@Autowired注入:
    @Autowired
    UserService userService;

    // 处理一个URL映射:
    @GetMapping("/")
    public ModelAndView index() {
        ...
    }
    ...
}

AppConfig中通过main()方法启动嵌入式Tomcat:

public static void main(String[] args) throws Exception {
    Tomcat tomcat = new Tomcat();
    tomcat.setPort(Integer.getInteger("port", 8080));
    tomcat.getConnector();
    Context ctx = tomcat.addWebapp("", new File("src/main/webapp").getAbsolutePath());
    WebResourceRoot resources = new StandardRoot(ctx);
    resources.addPreResources(
            new DirResourceSet(resources, "/WEB-INF/classes", new File("target/classes").getAbsolutePath(), "/"));
    ctx.setResources(resources);
    tomcat.start();
    tomcat.getServer().await();
}
使用REST

添加对json的支持

@PostMapping(value = "/rest",
             consumes = "application/json;charset=UTF-8",
             produces = "application/json;charset=UTF-8")
@ResponseBody
public String rest(@RequestBody User user) {
    return "{\"restSupport\":true}";
}

pom添加com.fasterxml.jackson.core:jackson-databind:2.11.0

使用@RestController替代@Controller后,每个方法自动变成API接口方法

@RestController
@RequestMapping("/api")
public class ApiController {
    @Autowired
    UserService userService;

    @GetMapping("/users")
    public List<User> users() {
        return userService.getUsers();
    }
}
集成Filter

例如,添加中文过滤器以防止乱码

<web-app>
    <filter>
        <filter-name>encodingFilter</filter-name>
        <filter-class>org.springframework.web.filter.CharacterEncodingFilter</filter-class>
        <init-param>
            <param-name>encoding</param-name>
            <param-value>UTF-8</param-value>
        </init-param>
        <init-param>
            <param-name>forceEncoding</param-name>
            <param-value>true</param-value>
        </init-param>
    </filter>

    <filter-mapping>
        <filter-name>encodingFilter</filter-name>
        <url-pattern>/*</url-pattern>
    </filter-mapping>
    ...
</web-app>

以下是filter拦截的范围示意图

         │   ▲
         ▼   │
       ┌───────┐
       │Filter1│
       └───────┘
         │   ▲
         ▼   │
       ┌───────┐
┌ ─ ─ ─│Filter2│─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┐
       └───────┘
│        │   ▲                  │
         ▼   │
│ ┌─────────────────┐           │
  │DispatcherServlet│<───┐
│ └─────────────────┘    │      │
   │              ┌────────────┐
│  │              │ModelAndView││
   │              └────────────┘
│  │                     ▲      │
   │    ┌───────────┐    │
│  ├───>│Controller1│────┤      │
   │    └───────────┘    │
│  │                     │      │
   │    ┌───────────┐    │
│  └───>│Controller2│────┘      │
        └───────────┘
└ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┘
使用Interceptor

其拦截范围是仅针对Controller的

       │   ▲
       ▼   │
     ┌───────┐
     │Filter1│
     └───────┘
       │   ▲
       ▼   │
     ┌───────┐
     │Filter2│
     └───────┘
       │   ▲
       ▼   │
┌─────────────────┐
│DispatcherServlet│<───┐
└─────────────────┘    │
 │              ┌────────────┐
 │              │ModelAndView│
 │              └────────────┘
 │ ┌ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┐ ▲
 │    ┌───────────┐    │
 ├─┼─>│Controller1│──┼─┤
 │    └───────────┘    │
 │ │                 │ │
 │    ┌───────────┐    │
 └─┼─>│Controller2│──┼─┘
      └───────────┘
   └ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┘

一个Interceptor必须实现HandlerInterceptor接口,可以选择实现preHandle()postHandle()afterCompletion()方法。preHandle()是Controller方法调用前执行,postHandle()是Controller方法正常返回后执行,而afterCompletion()无论Controller方法是否抛异常都会执行,参数ex就是Controller方法抛出的异常(未抛出异常是null)。

处理CORS(跨域访问)

1、使用@CrossOrigin注解

@CrossOrigin(origins = "http://local.liaoxuefeng.com:8080")
@RestController
@RequestMapping("/api")
public class ApiController {
    ...
}

2、使用CorsRegistry(推荐)

@Bean
WebMvcConfigurer createWebMvcConfigurer() {
    return new WebMvcConfigurer() {
        @Override
        public void addCorsMappings(CorsRegistry registry) {
            registry.addMapping("/api/**")
                    .allowedOrigins("http://local.liaoxuefeng.com:8080")
                    .allowedMethods("GET", "POST")
                    .maxAge(3600);
            // 可以继续添加其他URL规则:
            // registry.addMapping("/rest/v2/**")...
        }
    };
}

3、使用CorsFilter

比较繁琐,不推荐,略过

国际化

不重要,略过

异步处理

spring的JDBC事物给予ThreadLocal实现,如果使用基于线程池的同步模型,容易耗尽线程,所以需要异步处理。

编辑web.xml如下

<web-app xmlns="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee"
    xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
    xsi:schemaLocation="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee/web-app_3_1.xsd"
    version="3.1">
    <display-name>Archetype Created Web Application</display-name>

    <servlet>
        <servlet-name>dispatcher</servlet-name>
        <servlet-class>org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet</servlet-class>
        <init-param>
            <param-name>contextClass</param-name>
            <param-value>org.springframework.web.context.support.AnnotationConfigWebApplicationContext</param-value>
        </init-param>
        <init-param>
            <param-name>contextConfigLocation</param-name>
            <param-value>com.itranswarp.learnjava.AppConfig</param-value>
        </init-param>
        <load-on-startup>0</load-on-startup>
        <async-supported>true</async-supported>
    </servlet>

    <servlet-mapping>
        <servlet-name>dispatcher</servlet-name>
        <url-pattern>/*</url-pattern>
    </servlet-mapping>
</web-app>

对DispatcherServlet的配置多了一个,默认值是false,必须明确写成true,这样Servlet容器才会支持async处理。

对于Controller的特殊处理:

1、返回一个Callable

@GetMapping("/users")
public Callable<List<User>> users() {
    return () -> {
        // 模拟3秒耗时:
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
        }
        return userService.getUsers();
    };
}

2、返回一个DeferredResult对象

@GetMapping("/users/{id}")
public DeferredResult<User> user(@PathVariable("id") long id) {
    DeferredResult<User> result = new DeferredResult<>(3000L); // 3秒超时
    new Thread(() -> {
        // 等待1秒:
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
        }
        try {
            User user = userService.getUserById(id);
            // 设置正常结果并由Spring MVC写入Response:
            result.setResult(user);
        } catch (Exception e) {
            // 设置错误结果并由Spring MVC写入Response:
            result.setErrorResult(Map.of("error", e.getClass().getSimpleName(), "message", e.getMessage()));
        }
    }).start();
    return result;
}

使用DeferredResult时,可以设置超时,超时会自动返回超时错误响应。在另一个线程中,可以调用setResult()写入结果,也可以调用setErrorResult()写入一个错误结果。

使用WebSocket

普通的交互方式是短连接,websocket也就是让交互变为长连接

java这边,servlet3.1以上开始支持长连接

pom中添加依赖:

  • org.apache.tomcat.embed:tomcat-embed-websocket:9.0.26
  • org.springframework:spring-websocket:5.2.0.RELEASE

第一项是嵌入式Tomcat支持WebSocket的组件,第二项是Spring封装的支持WebSocket的接口。

在AppConfig中加入Spring Web对WebSocket的配置

@Bean
WebSocketConfigurer createWebSocketConfigurer(
        @Autowired ChatHandler chatHandler,
        @Autowired ChatHandshakeInterceptor chatInterceptor)
{
    return new WebSocketConfigurer() {
        public void registerWebSocketHandlers(WebSocketHandlerRegistry registry) {
            // 把URL与指定的WebSocketHandler关联,可关联多个:
            registry.addHandler(chatHandler, "/chat").addInterceptors(chatInterceptor);
        }
    };
}

和处理普通HTTP请求不同,没法用一个方法处理一个URL。Spring提供了TextWebSocketHandlerBinaryWebSocketHandler分别处理文本消息和二进制消息

@Component
public class ChatHandler extends TextWebSocketHandler {
    ...
}
@Component
public class ChatHandler extends TextWebSocketHandler {
    // 保存所有Client的WebSocket会话实例:
    private Map<String, WebSocketSession> clients = new ConcurrentHashMap<>();

  //如果成功建立连接,Spring会自动调用afterConnectionEstablished()方法
    @Override
    public void afterConnectionEstablished(WebSocketSession session) throws Exception {
        // 新会话根据ID放入Map:
        clients.put(session.getId(), session);
        session.getAttributes().put("name", "Guest1");
    }

  //WebSocket连接中断时,Spring会自动调用afterConnectionClosed方法
    @Override
    public void afterConnectionClosed(WebSocketSession session, CloseStatus status) throws Exception {
        clients.remove(session.getId());
    }
}

用实例变量clients持有当前所有的WebSocketSession是为了广播,即向所有用户推送同一消息时,可以这么写:

String json = ...
TextMessage message = new TextMessage(json);
for (String id : clients.keySet()) {
    WebSocketSession session = clients.get(id);
    session.sendMessage(message);
}

发送的消息是序列化后的JSON,可以用ChatMessage表示:

public class ChatMessage {
	public long timestamp;
	public String name;
    public String text;
}

每收到一个用户的消息后,就需要广播给所有用户:

@Component
public class ChatHandler extends TextWebSocketHandler {
    ...
    @Override
    protected void handleTextMessage(WebSocketSession session, TextMessage message) throws Exception {
        String s = message.getPayload();
        String r = ... // 根据输入消息构造待发送消息
        broadcastMessage(r); // 推送给所有用户
    }
}

如果要推送给指定的几个用户,那就需要在clients中根据条件查找出某些WebSocketSession,然后发送消息。

在注册WebSocket时还传入了一个ChatHandshakeInterceptor,这个类实际上可以从HttpSessionHandshakeInterceptor继承,它的主要作用是在WebSocket建立连接后,把HttpSession的一些属性复制到WebSocketSession,例如,用户的登录信息等:

@Component
public class ChatHandshakeInterceptor extends HttpSessionHandshakeInterceptor {
    public ChatHandshakeInterceptor() {
        // 指定从HttpSession复制属性到WebSocketSession:
        super(List.of(UserController.KEY_USER));
    }
}

这样,在ChatHandler中,可以从WebSocketSession.getAttributes()中获取到复制过来的属性。

前端部分添加一些JS逻辑:

// 创建WebSocket连接:
var ws = new WebSocket('ws://' + location.host + '/chat');
// 连接成功时:
ws.addEventListener('open', function (event) {
    console.log('websocket connected.');
});
// 收到消息时:
ws.addEventListener('message', function (event) {
    console.log('message: ' + event.data);
    var msgs = JSON.parse(event.data);
    // TODO:
});
// 连接关闭时:
ws.addEventListener('close', function () {
    console.log('websocket closed.');
});
// 绑定到全局变量:
window.chatWs = ws;

用户可以在连接成功后任何时候给服务器发送消息:

var inputText = 'Hello, WebSocket.';
window.chatWs.send(JSON.stringify({text: inputText}));

最后,连调浏览器和服务器端,如果一切无误,可以开多个不同的浏览器测试WebSocket的推送和广播:

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-DFdfzKEC-1618215929487)(./images/websocket.png)]

Spring Boot开发

标准SpringBoot应用

源码目录

springboot-hello
├── pom.xml
├── src
│   └── main
│       ├── java
│       └── resources
│           ├── application.yml
│           ├── logback-spring.xml
│           ├── static
│           └── templates
└── target

application.yml是SpringBoot默认的配置文件

# application.yml

spring:
  application:
    name: ${APP_NAME:unnamed}
  datasource:
    url: jdbc:hsqldb:file:testdb
    username: sa
    password:
    driver-class-name: org.hsqldb.jdbc.JDBCDriver
    hikari:
      auto-commit: false
      connection-timeout: 3000
      validation-timeout: 3000
      max-lifetime: 60000
      maximum-pool-size: 20
      minimum-idle: 1

logback-spring.xml是Spring Boot的logback配置文件

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<configuration>
    <include resource="org/springframework/boot/logging/logback/defaults.xml" />

    <appender name="CONSOLE" class="ch.qos.logback.core.ConsoleAppender">
        <encoder>
            <pattern>${CONSOLE_LOG_PATTERN}</pattern>
            <charset>utf8</charset>
        </encoder>
    </appender>

    <appender name="APP_LOG" class="ch.qos.logback.core.rolling.RollingFileAppender">
        <encoder>
            <pattern>${FILE_LOG_PATTERN}</pattern>
            <charset>utf8</charset>
        </encoder>
          <file>app.log</file>
        <rollingPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.FixedWindowRollingPolicy">
            <maxIndex>1</maxIndex>
            <fileNamePattern>app.log.%i</fileNamePattern>
        </rollingPolicy>
        <triggeringPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.SizeBasedTriggeringPolicy">
            <MaxFileSize>1MB</MaxFileSize>
        </triggeringPolicy>
    </appender>

    <root level="INFO">
        <appender-ref ref="CONSOLE" />
        <appender-ref ref="APP_LOG" />
    </root>
</configuration>

启动类

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

Pom.xml

<project ...>
    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>2.3.0.RELEASE</version>
    </parent>

    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <groupId>com.itranswarp.learnjava</groupId>
    <artifactId>springboot-hello</artifactId>
    <version>1.0-SNAPSHOT</version>

    <properties>
        <maven.compiler.source>11</maven.compiler.source>
        <maven.compiler.target>11</maven.compiler.target>
        <java.version>11</java.version>
        <pebble.version>3.1.2</pebble.version>
    </properties>

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-jdbc</artifactId>
        </dependency>

        <!-- 集成Pebble View -->
        <dependency>
            <groupId>io.pebbletemplates</groupId>
            <artifactId>pebble-spring-boot-starter</artifactId>
            <version>${pebble.version}</version>
        </dependency>

        <!-- JDBC驱动 -->
        <dependency>
            <groupId>org.hsqldb</groupId>
            <artifactId>hsqldb</artifactId>
        </dependency>
    </dependencies>
</project>

Spring Boot大量使用XxxAutoConfiguration来使得许多组件被自动化配置并创建,而这些创建过程又大量使用了Spring的Conditional功能

Spring Boot自动装配功能是通过自动扫描+条件装配实现的,这一套机制在默认情况下工作得很好

SpringBoot热重启

pom.xml

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-devtools</artifactId>
</dependency>

默认配置下,针对/static/public/templates目录中的文件修改,不会自动重启,因为禁用缓存后,这些文件的修改可以实时更新

打包SpringBoot应用

Spring Boot自带一个更简单的spring-boot-maven-plugin插件用来打包

Pom.xml

<project ...>
    ...
    <build>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>
</project>

直接mvn clean package就可以打包了

使用Profiles

spring:
  application:
    name: ${APP_NAME:unnamed}
  datasource:
    url: jdbc:hsqldb:file:testdb
    username: sa
    password:
    dirver-class-name: org.hsqldb.jdbc.JDBCDriver
    hikari:
      auto-commit: false
      connection-timeout: 3000
      validation-timeout: 3000
      max-lifetime: 60000
      maximum-pool-size: 20
      minimum-idle: 1

pebble:
  suffix:
  cache: false

server:
  port: ${APP_PORT:8080}

---

spring:
  profiles: test

server:
  port: 8000

---

spring:
  profiles: production

server:
  port: 80

pebble:
  cache: true

通过分隔符分开即可控制在不同环境运行

使用配置文件

storage:
  local:
    # 文件存储根目录:
    root-dir: ${STORAGE_LOCAL_ROOT:/var/storage}
    # 最大文件大小,默认100K:
    max-size: ${STORAGE_LOCAL_MAX_SIZE:102400}
    # 是否允许空文件:
    allow-empty: false
    # 允许的文件类型:
    allow-types: jpg, png, gif

可以首先定义一个Java Bean,持有该组配置:

public class StorageConfiguration {

    private String rootDir;
    private int maxSize;
    private boolean allowEmpty;
    private List<String> allowTypes;

    // TODO: getters and setters
}

保证Java Bean的属性名称与配置一致即可。然后,添加两个注解:

@Configuration
@ConfigurationProperties("storage.local")
public class StorageConfiguration {
    ...
}

@Configuration表示StorageConfiguration也是一个Spring管理的Bean,可直接注入到其他Bean中:

@Component
public class StorageService {
    final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(getClass());

    @Autowired
    StorageConfiguration storageConfig;

    @PostConstruct
    public void init() {
        logger.info("Load configuration: root-dir = {}", storageConfig.getRootDir());
        logger.info("Load configuration: max-size = {}", storageConfig.getMaxSize());
        logger.info("Load configuration: allowed-types = {}", storageConfig.getAllowTypes());
    }
}

集成Swager

pom.xml

org.springdoc:springdoc-openapi-ui:1.4.0

直接启动应用,打开浏览器输入http://localhost:8080/swagger-ui.html

就能启动swager

可以给API加入一些描述信息,例如:

@RestController
@RequestMapping("/api")
public class ApiController {
    ...
    @Operation(summary = "Get specific user object by it's id.")
	@GetMapping("/users/{id}")
	public User user(@Parameter(description = "id of the user.") @PathVariable("id") long id) {
		return userService.getUserById(id);
	}
    ...
}

@Operation可以对API进行描述,@Parameter可以对参数进行描述,它们的目的是用于生成API文档的描述信息。添加了描述的API文档如下:

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-O4657yad-1618215929490)(./images/swager.png)]

访问Redis

直接引入spring-boot-starter-data-redis依赖

在配置文件application.yml中添加Redis的相关配置:

spring:
  redis:
    host: ${REDIS_HOST:localhost}
    port: ${REDIS_PORT:6379}
    password: ${REDIS_PASSWORD:}
    ssl: ${REDIS_SSL:false}
    database: ${REDIS_DATABASE:0}

通过RedisConfiguration来加载它:

@ConfigurationProperties("spring.redis")
public class RedisConfiguration {
	private String host;
	private int port;
	private String password;
	private int database;

    // getters and setters...
}

编写一个@Bean方法来创建RedisClient,可以直接放在RedisConfiguration中:

@ConfigurationProperties("spring.redis")
public class RedisConfiguration {
    ...

    @Bean
    RedisClient redisClient() {
        RedisURI uri = RedisURI.Builder.redis(this.host, this.port)
                .withPassword(this.password)
                .withDatabase(this.database)
                .build();
        return RedisClient.create(uri);
    }
}

在启动入口引入该配置:

@SpringBootApplication
@Import(RedisConfiguration.class) // 加载Redis配置
public class Application {
    ...
}

用一个RedisService来封装所有的Redis操作。基础代码如下:

@Component
public class RedisService {
    @Autowired
    RedisClient redisClient;

    GenericObjectPool<StatefulRedisConnection<String, String>> redisConnectionPool;

    @PostConstruct
    public void init() {
        GenericObjectPoolConfig<StatefulRedisConnection<String, String>> poolConfig = new GenericObjectPoolConfig<>();
        poolConfig.setMaxTotal(20);
        poolConfig.setMaxIdle(5);
        poolConfig.setTestOnReturn(true);
        poolConfig.setTestWhileIdle(true);
        this.redisConnectionPool = ConnectionPoolSupport.createGenericObjectPool(() -> redisClient.connect(), poolConfig);
    }

    @PreDestroy
    public void shutdown() {
        this.redisConnectionPool.close();
        this.redisClient.shutdown();
    }
}

定义回调函数接口SyncCommandCallback

@FunctionalInterface
public interface SyncCommandCallback<T> {
    // 在此操作Redis:
    T doInConnection(RedisCommands<String, String> commands);
}

编写executeSync方法,在该方法中,获取Redis连接,利用callback操作Redis,最后释放连接,并返回操作结果:

public <T> T executeSync(SyncCommandCallback<T> callback) {
    try (StatefulRedisConnection<String, String> connection = redisConnectionPool.borrowObject()) {
        connection.setAutoFlushCommands(true);
        RedisCommands<String, String> commands = connection.sync();
        return callback.doInConnection(commands);
    } catch (Exception e) {
        logger.warn("executeSync redis failed.", e);
        throw new RuntimeException(e);
    }
}

这样访问Redis的代码太复杂了,实际上可以针对常用操作把它封装一下,例如setget命令:

public String set(String key, String value) {
    return executeSync(commands -> commands.set(key, value));
}

public String get(String key) {
    return executeSync(commands -> commands.get(key));
}

类似的,hgethset操作如下:

public boolean hset(String key, String field, String value) {
    return executeSync(commands -> commands.hset(key, field, value));
}

public String hget(String key, String field) {
    return executeSync(commands -> commands.hget(key, field));
}

public Map<String, String> hgetall(String key) {
    return executeSync(commands -> commands.hgetall(key));
}

常用命令可以提供方法接口,如果要执行任意复杂的操作,就可以通过executeSync(SyncCommandCallback<T>)来完成。

完成了RedisService后,就可以使用Redis了。例如,在UserController中,在Session中只存放登录用户的ID,用户信息存放到Redis,提供两个方法用于读写:

@Controller
public class UserController {
    public static final String KEY_USER_ID = "__userid__";
    public static final String KEY_USERS = "__users__";

    @Autowired ObjectMapper objectMapper;
    @Autowired RedisService redisService;

    // 把User写入Redis:
    private void putUserIntoRedis(User user) throws Exception {
        redisService.hset(KEY_USERS, user.getId().toString(), objectMapper.writeValueAsString(user));
    }

    // 从Redis读取User:
    private User getUserFromRedis(HttpSession session) throws Exception {
        Long id = (Long) session.getAttribute(KEY_USER_ID);
        if (id != null) {
            String s = redisService.hget(KEY_USERS, id.toString());
            if (s != null) {
                return objectMapper.readValue(s, User.class);
            }
        }
        return null;
    }
    ...
}

用户登录成功后,把ID放入Session,把User实例放入Redis:

@PostMapping("/signin")
public ModelAndView doSignin(@RequestParam("email") String email, @RequestParam("password") String password, HttpSession session) throws Exception {
    try {
        User user = userService.signin(email, password);
        session.setAttribute(KEY_USER_ID, user.getId());
        putUserIntoRedis(user);
    } catch (RuntimeException e) {
        return new ModelAndView("signin.html", Map.of("email", email, "error", "Signin failed"));
    }
    return new ModelAndView("redirect:/profile");
}

需要获取User时,从Redis取出:

@GetMapping("/profile")
public ModelAndView profile(HttpSession session) throws Exception {
    User user = getUserFromRedis(session);
    if (user == null) {
        return new ModelAndView("redirect:/signin");
    }
    return new ModelAndView("profile.html", Map.of("user", user));
}

从Redis读写Java对象时,序列化和反序列化是应用程序的工作,上述代码使用JSON作为序列化方案,简单可靠。也可将相关序列化操作封装到RedisService中,这样可以提供更加通用的方法:

public <T> T get(String key, Class<T> clazz) {
    ...
}

public <T> T set(String key, T value) {
    ...
}

使用Kafka

特点:快、吞吐量大

Kafka的一个Topic可以有一个至多个Partition,并且可以分布到多台机器上:

            ┌ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┐
             Topic
            │                   │
                ┌───────────┐        ┌──────────┐
            │┌─>│Partition-1│──┐│┌──>│Consumer-1│
             │  └───────────┘  │ │   └──────────┘
┌────────┐  ││  ┌───────────┐  │││   ┌──────────┐
│Producer│───┼─>│Partition-2│──┼─┼──>│Consumer-2│
└────────┘  ││  └───────────┘  │││   └──────────┘
             │  ┌───────────┐  │ │   ┌──────────┐
            │└─>│Partition-3│──┘│└──>│Consumer-3│
                └───────────┘        └──────────┘
            └ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┘

在Spring Boot中使用Kafka,首先要引入依赖:

<dependency>
    <groupId>org.springframework.kafka</groupId>
    <artifactId>spring-kafka</artifactId>
</dependency>

application.yml中添加Kafka配置:

spring:
  kafka:
    bootstrap-servers: localhost:9092  //必填,其他选填
    consumer:
      auto-offset-reset: latest
      max-poll-records: 100
      max-partition-fetch-bytes: 1000000

Spring Boot自动为创建一个KafkaTemplate用于发送消息。注意到这是一个泛型类,而默认配置总是使用String作为Kafka消息的类型,所以注入KafkaTemplate<String, String>即可:

@Component
public class MessagingService {
    @Autowired ObjectMapper objectMapper;

    @Autowired KafkaTemplate<String, String> kafkaTemplate;

    public void sendRegistrationMessage(RegistrationMessage msg) throws IOException {
        send("topic_registration", msg);
    }

    public void sendLoginMessage(LoginMessage msg) throws IOException {
        send("topic_login", msg);
    }

    private void send(String topic, Object msg) throws IOException {
        ProducerRecord<String, String> pr = new ProducerRecord<>(topic, objectMapper.writeValueAsString(msg));
        pr.headers().add("type", msg.getClass().getName().getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
        kafkaTemplate.send(pr);
    }
}

发送消息时,需指定Topic名称,消息正文。为了发送一个JavaBean,这里没有使用MessageConverter来转换JavaBean,而是直接把消息类型作为Header添加到消息中,Header名称为type,值为Class全名。消息正文是序列化的JSON

接收消息可以使用@KafkaListener注解:

@Component
public class TopicMessageListener {
    private final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(getClass());

    @Autowired
    ObjectMapper objectMapper;

    @KafkaListener(topics = "topic_registration", groupId = "group1")
    public void onRegistrationMessage(@Payload String message, @Header("type") String type) throws Exception {
        RegistrationMessage msg = objectMapper.readValue(message, getType(type));
        logger.info("received registration message: {}", msg);
    }

    @KafkaListener(topics = "topic_login", groupId = "group1")
    public void onLoginMessage(@Payload String message, @Header("type") String type) throws Exception {
        LoginMessage msg = objectMapper.readValue(message, getType(type));
        logger.info("received login message: {}", msg);
    }

    @KafkaListener(topics = "topic_login", groupId = "group2")
    public void processLoginMessage(@Payload String message, @Header("type") String type) throws Exception {
        LoginMessage msg = objectMapper.readValue(message, getType(type));
        logger.info("process login message: {}", msg);
    }

    @SuppressWarnings("unchecked")
    private static <T> Class<T> getType(String type) {
        // TODO: use cache:
        try {
            return (Class<T>) Class.forName(type);
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}

Mybatis

引入

在pom.xml中添加依赖

<dependency>
  <groupId>org.mybatis</groupId>
  <artifactId>mybatis</artifactId>
  <version>x.x.x</version>
</dependency>

每个基于 MyBatis 的应用都是以一个 SqlSessionFactory 的实例为核心的。SqlSessionFactory 的实例可以通过 SqlSessionFactoryBuilder 获得

注意,此处实为建造者模式

MyBatis 包含一个名叫 Resources 的工具类,它包含一些实用方法,使得从类路径或其它位置加载资源文件更加容易。

String resource = "org/mybatis/example/mybatis-config.xml";
InputStream inputStream = Resources.getResourceAsStream(resource);
SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);

配置文件参考:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<!DOCTYPE configuration
  PUBLIC "-//mybatis.org//DTD Config 3.0//EN"
  "http://mybatis.org/dtd/mybatis-3-config.dtd">
<configuration>
  <environments default="development">
    <environment id="development">
      <transactionManager type="JDBC"/>
      <dataSource type="POOLED">
        <property name="driver" value="${driver}"/>
        <property name="url" value="${url}"/>
        <property name="username" value="${username}"/>
        <property name="password" value="${password}"/>
      </dataSource>
    </environment>
  </environments>
  <mappers>
    <mapper resource="org/mybatis/example/BlogMapper.xml"/>
  </mappers>
</configuration>

当然,也可以不使用xml构建SqlSessionFactory

DataSource dataSource = BlogDataSourceFactory.getBlogDataSource();
TransactionFactory transactionFactory = new JdbcTransactionFactory();
Environment environment = new Environment("development", transactionFactory, dataSource);
Configuration configuration = new Configuration(environment);
configuration.addMapper(BlogMapper.class);
SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(configuration);

执行sql操作

try (SqlSession session = sqlSessionFactory.openSession()) {
  Blog blog = (Blog) session.selectOne("org.mybatis.example.BlogMapper.selectBlog", 101);
}

或者:(更推荐的做法)

try (SqlSession session = sqlSessionFactory.openSession()) {
  BlogMapper mapper = session.getMapper(BlogMapper.class);
  Blog blog = mapper.selectBlog(101);
}

作用域与生命周期

SqlSessionFactoryBuilder

这个类可以被实例化、使用和丢弃,一旦创建了 SqlSessionFactory,就不再需要它了。因此 SqlSessionFactoryBuilder 实例的最佳作用域是方法作用域(也就是局部方法变量)。可以重用 SqlSessionFactoryBuilder 来创建多个 SqlSessionFactory 实例,但最好还是不要一直保留着它,以保证所有的 XML 解析资源可以被释放给更重要的事情。

SqlSessionFactory

SqlSessionFactory 一旦被创建就应该在应用的运行期间一直存在,没有任何理由丢弃它或重新创建另一个实例。 使用 SqlSessionFactory 的最佳实践是在应用运行期间不要重复创建多次,多次重建 SqlSessionFactory 被视为一种代码“坏习惯”。因此 SqlSessionFactory 的最佳作用域是应用作用域。 有很多方法可以做到,最简单的就是使用单例模式或者静态单例模式。

SqlSession

每个线程都应该有它自己的 SqlSession 实例。SqlSession 的实例不是线程安全的,因此是不能被共享的,所以它的最佳的作用域是请求或方法作用域。 绝对不能将 SqlSession 实例的引用放在一个类的静态域,甚至一个类的实例变量也不行。 也绝不能将 SqlSession 实例的引用放在任何类型的托管作用域中,比如 Servlet 框架中的 HttpSession。 如果现在正在使用一种 Web 框架,考虑将 SqlSession 放在一个和 HTTP 请求相似的作用域中。 换句话说,每次收到 HTTP 请求,就可以打开一个 SqlSession,返回一个响应后,就关闭它。 这个关闭操作很重要,为了确保每次都能执行关闭操作,应该把这个关闭操作放到 finally 块中。 下面的示例就是一个确保 SqlSession 关闭的标准模式:

try (SqlSession session = sqlSessionFactory.openSession()) {
  BlogMapper mapper = session.getMapper(BlogMapper.class);
  // 应用逻辑代码
}

在所有代码中都遵循这种使用模式,可以保证所有数据库资源都能被正确地关闭。

Dubbo

配置

本地

local.xml:

<bean id=“xxxService” class=“com.xxx.XxxServiceImpl” />
<bean id=“xxxAction” class=“com.xxx.XxxAction”>
    <property name=“xxxService” ref=“xxxService” />
</bean>

远程服务器

remote-provider.xml:

<!-- 和本地服务一样实现远程服务 -->
<bean id=“xxxService” class=“com.xxx.XxxServiceImpl” /> 
<!-- 增加暴露远程服务配置 -->
<dubbo:service interface=“com.xxx.XxxService” ref=“xxxService” /> 

remote-consumer.xml:

<!-- 增加引用远程服务配置 -->
<dubbo:reference id=“xxxService” interface=“com.xxx.XxxService” />
<!-- 和本地服务一样使用远程服务 -->
<bean id=“xxxAction” class=“com.xxx.XxxAction”> 
    <property name=“xxxService” ref=“xxxService” />
</bean>

定义服务接口

DemoService.java 1:

package org.apache.dubbo.demo;

public interface DemoService {
    String sayHello(String name);
}

在服务提供方实现接口

DemoServiceImpl.java 2:

package org.apache.dubbo.demo.provider;
 
import org.apache.dubbo.demo.DemoService;
 
public class DemoServiceImpl implements DemoService {
    public String sayHello(String name) {
        return "Hello " + name;
    }
}

用 Spring 配置声明暴露服务

provider.xml:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
    xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
    xmlns:dubbo="http://dubbo.apache.org/schema/dubbo"
    xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans        http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-4.3.xsd        http://dubbo.apache.org/schema/dubbo        http://dubbo.apache.org/schema/dubbo/dubbo.xsd">
 
    <!-- 提供方应用信息,用于计算依赖关系 -->
    <dubbo:application name="hello-world-app"  />
 
    <!-- 使用multicast广播注册中心暴露服务地址 -->
    <dubbo:registry address="multicast://224.5.6.7:1234" />
 
    <!-- 用dubbo协议在20880端口暴露服务 -->
    <dubbo:protocol name="dubbo" port="20880" />
 
    <!-- 声明需要暴露的服务接口 -->
    <dubbo:service interface="org.apache.dubbo.demo.DemoService" ref="demoService" />
 
    <!-- 和本地bean一样实现服务 -->
    <bean id="demoService" class="org.apache.dubbo.demo.provider.DemoServiceImpl" />
</beans>

加载 Spring 配置

Provider.java:

import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;
 
public class Provider {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ClassPathXmlApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext(new String[]{"META-INF/spring/dubbo-demo-provider.xml"});
        context.start();
        System.in.read(); // 按任意键退出
    }
}

服务消费者

完整安装步骤,请参见:示例消费者安装

通过 Spring 配置引用远程服务

consumer.xml:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
    xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
    xmlns:dubbo="http://dubbo.apache.org/schema/dubbo"
    xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans        http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-4.3.xsd        http://dubbo.apache.org/schema/dubbo        http://dubbo.apache.org/schema/dubbo/dubbo.xsd">
 
    <!-- 消费方应用名,用于计算依赖关系,不是匹配条件,不要与提供方一样 -->
    <dubbo:application name="consumer-of-helloworld-app"  />
 
    <!-- 使用multicast广播注册中心暴露发现服务地址 -->
    <dubbo:registry address="multicast://224.5.6.7:1234" />
 
    <!-- 生成远程服务代理,可以和本地bean一样使用demoService -->
    <dubbo:reference id="demoService" interface="org.apache.dubbo.demo.DemoService" />
</beans>

加载Spring配置,并调用远程服务

Consumer.java:

import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;
import org.apache.dubbo.demo.DemoService;
 
public class Consumer {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
       ClassPathXmlApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext(new String[] {"META-INF/spring/dubbo-demo-consumer.xml"});
        context.start();
        DemoService demoService = (DemoService)context.getBean("demoService"); // 获取远程服务代理
        String hello = demoService.sayHello("world"); // 执行远程方法
        System.out.println( hello ); // 显示调用结果
    }
}

  1. 该接口需单独打包,在服务提供方和消费方共享
  2. 对服务消费方隐藏实现
  3. 也可以使用 IoC 注入

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