Java面试题(4)Spring

一、Spring是什么?

轻量级的开源的J2EE框架。它是一个容器框架,用来装Javabean(Java对象),中间层架构(万能胶)可以起一个连接作用,比如说把Struts和hibernate粘合在一起运用,可以让我们的企业开发更快,更简洁Spring是一个轻量级的控制反转(IOC)和面向切面(AOP)的容器框架

  • 从大小与开销两方面而言Spring都是轻量级的
  • 通过控制反转(IOC)的技术达到松耦合的目的
  • 提供了面向切面编程的丰富支持,允许通过分离应用的业务逻辑与系统服务进行内聚性的开发
    • 例如日志,使用AOP的话可以专门开发一个打印日志的切面,避免在代码里面写日志代码
  • 包含并管理应用对象(Bean)的配置和生命周期,这个意义上是一个容器
  • 将简单的组件配置、组合称为复杂的应用,这个意义上是一个框架

二、谈谈你对AOP的理解

系统是由许多不同的组件所组成的,每一个组件各负责一块特定的功能。除了实现自身核心功能之外,这些组件还经常承担着额外的职责。例如日志、事务管理和安全这样的核心服务经常融入到自身具有核心业务逻辑的组件中去。这些系统服务经常被称为横切关注点,因为它们会跨越系统的多个组件。

当我们需要分散的对象引入公共行为的时候,OOP则显得无能为力。也就是说,OOP允许你定义从上到下的关系,但并不适合定义从左到右的关系。例如日志功能。

日志代码往往水平地散布在所有对象层次中,而与它所散布到对象的核心功能毫无关系。

在OOP设计中,它导致了大量代码的重复,而不利于各个模块的重用

AOP:将程序中的交叉业务逻辑(比如安全、日志、事务等),封装成一个切面,然后注入到目标对象(具体业务逻辑)中去。AOP可以对某个对象或某些对象的功能进行增强,比如对象中的方法进行增强,可以执行某个方法之前额外的做一些事情,在某个方法执行之后额外的做一些事情

三、谈谈你对IOC的理解

容器概念、控制反转、依赖注入

IOC容器:实际上就是个map(key、value),里面存的是各种对象(在xml里配置的bean节点、@repository、@service、@controller、@component)、在项目启动的时候会读取配置文件里面的bean节点,根据全限定类名使用反射创建对象放到map里、扫描到打上上述注解的类还是通过反射创建对象放到map里。

这个时候Map里就有了各种对象了,接下来我们在代码里需要用到里面的对象时,再通过DI注入(autowired、resource等注解,xml里bean节点内的ref属性,项目启动的时候会读取xml节点ref属性根据id注入,也会扫描这些注解,根据类型或id注入;id就是对象名)。

控制反转:

没有引入IOC容器之前,对象A依赖于对象B,那么对象A在初始化或者运行到某一点的时候,自己必须主动去创建对象B或者使用已经创建的对象B。无论是创建还是使用对象B,控制权都在对象A自己手上。

引入IOC容器之后,对象A与对象B之间失去了直接联系,当对象A运行到需要对象B的时候,IOC容器会主动创建一个对象B注入到对象A需要的地方。

通过前后的对比,不难看出来:对象A获得依赖对象B的过程,由主动行为改为被动行为,控制权颠倒过来了,这就是“控制反转”这个名称的由来。

全部对象的控制权全部上缴给“第三方”IOC容器,所以,IOC容器成了整个系统的关键核心,它起到了一种类似“粘合剂”的作用,把系统中的所有对象粘合在一起发挥作用,如果没有这个“粘合剂”,对象与对象之间会彼此失去联系,这就是有人把IOC容器比喻成“粘合剂”的由来。

依赖注入:

“获得依赖对象的过程被反转了”。控制被反转之后,获得依赖对象的过程由自身管理变为了由IOC容器主动注入。

依赖注入是实现IOC的方法,就是由IOC容器在运行期间,动态地将某种依赖注入到对象之中。

四、BeanFactory和ApplicationContext有什么区别?

ApplicationContext是BeanFactory的子接口,ApplicationContext扩展了BeanFactory的功能,

ApplicationContext提供了更完整的功能:

  1. 继承MessageSource,因此支持国际化。
  2. 统一的资源文件访问方式
  3. 提供在监听器中注册bean的事件
  4. 同时加载多个配置文件
  5. 载入多个(有继承关系)上下文,使得每一个上下文都专注于一个特定的层次,比如应用的web层。
  • BeanFactory采用的是延迟加载形式来注入Bean的,即只有在使用到某个bean时(调用getBean()),才对该Bean进行加载实例化。这样,我们就不能发现一些存在的spring的配置问题。如果bean的某一个属性没有注入,BeanFactory加载后,直至第一次使用调用getBean方法才会抛出异常。
  • ApplicationContext,它是在容器启动时,一次性创建了所有的Bean。这样,在容器启动时,我们就可以发现spring中存在的配置错误,这样有利于检查所依赖属性是否注入。ApplicationContext启动后预载入所有的单实例Bean,通过预载入单实例bean,确保当你需要的时候,你就不用等待,因为他们已经创建好了。
  • 相对于基本的BeanFactory,ApplicationContext唯一的不足是占用内存空间,当应用程序配置了bean较多时,程序启动较慢。
  • BeanFactory通常以编程的方式被创建,ApplicationContext还能以声明的方式创建,如使用ContextLoader。
  • BeanFactory和ApplicationContext都支持BeanPostProcessor、BeanFactoryPostProcessor的使用,但两者之间的区别是:BeanFactory需要手动注册,而ApplicationContext则是自动注册。

五、描述一下SpringBean的生命周期?

  1. 解析类得到BeanDefinition
  2. 如果有多个构造方法,则要推断构造方法
  3. 确定好构造方法后,进行实例化得到一个对象
  4. 对对象中的加了@Autowired注解的属性进行属性填充
  5. 回调Aware方法,比如BeanNameAware、BeanFactoryAware
  6. 调用BeanPostProcessor的初始化前的方法
  7. 调用初始化方法
  8. 调用BeanPostProcessor的初始化后的方法,在这里会进行AOP
  9. 如果当前创建的bean是单例的则会把bean放入单例池
  10. 使用bean
  11. spring容器关闭时调用DisposableBean中destory()方法

六、解释下Spring支持的几种bean的作用域

  • singleton:默认,每个容器中只有一个bean的实例,单例的模式由BeanFactory自身来维护。该对象的生命周期是与Spring IOC容器一致的(但在第一次被注入时才会创建)。
  • prototype: 为每一个bean请求提供一个实例。在每次注入时都会创建一个新的对象
  • request:bean被定义为在每个HTTP请求中创建一个单例对象,也就是说在单个请求中都会复用这一个单例对象。
  • session:与request范围类似,确保每个session中有一个bean的实例,在session过期后,bean会随之失效。
  • application:bean被定义为在ServletContext的生命周期中复用了一个单例对象
  • websocket:bean被定义为在websocket的生命周期中复用了一个单例对象

global-session:全局作用域,global-session和Portlet应用相关。当你的应用部署在Portlet容器中工作时,它包含很多portlet。如果你想要声明让所有的portlet共用全局的存储变量的话,那么这全局变量需要存储在global-session中。全局作用域与Servlet中的session作用域效果相同。

七、Spring框架中的单例Bean是线程安全的吗?

单例说明Spring容器里面只有一个bean,被容器共享,被多个线程使用。作为共享资源是否线程安全。

结论:不是安全的

Spring中的Bean默认是单例模式的,框架并没有对bean进行多线程的封装处理。

如果bean是有状态的,那么就需要开发人员自己来进行线程安全的保证,最简单的办法是改变bean的作用域,把"singleton"改为"protopyte"这样每次请求bean就相当于是new bean()这样就可以保证线程的安全了。

  • 有状态就是有数据存储功能(线程不安全)
  • 无状态就是不会保存数据 controller、service、和dao层本身并不是线程安全的,只是如果只是调用里面的方法,而且多线程调用一个实例的方法,会在内存中复制变量,这是自己的线程的工作内存,是安全的。

Dao会操作数据库Connection、Connection是带有状态的,比如说数据库事务,Spring的事务管理器使用Threadlocal为不同线程维护了一套独立的connection副本,保证线程之间不会互相影响(spring是如何保证事务获取同一个connection的)

不要在bean中声明任何有状态的实例变量或类变量,如果必须如此,那么就使用ThreadLocal把变量变为线程私有的,如果bean的实例变量或类变量需要在多个线程之间共享,那么就只能使用synchronized、lock、CAS等这些实现线程同步的方法了。

八、Spring框架中都用到了哪些设计模式?

简单工厂:由一个工厂类根据传入的参数,动态决定应该创建哪一个产品类。

Spring中的BeanFactory就是简单工厂模式的体现,根据传入一个唯一的标识来获得Bean对象,
但是否是在传入参数后创建还是传入参数前创建这个要根据具体情况来定。

工厂方法

实现了FactoryBean接口的bean是一类叫做factory的bean。其特点是,spring会在使用getBean()调用获得该bean时,
会自动调用该bean的getObject()方法,所以返回的不是factory这个bean,而是这个bean.getObject()方法的返回值。

单例模式:保证一个类仅有一个实例,并提供一个访问它的全局访问点

spring对单例的实现:spring中的单例模式完成了后半句话,即提供了全局的访问点BeanFactory。
但没有从构造器级别去控制单例,这是因为spring管理的是任意的Java对象。

适配器模式:

spring定义了一个适配器接口,使得每一种controller有一种对应的适配器实现类,
让适配器代替controller执行相应的方法。这样扩展controller时,只需要增加一个适配器类就完成了springMVC的扩展了

装饰器模式:动态地给一个对象添加一些额外的职责。就增加功能来说,Decorator模式相比生成子类更为灵活。

spring中用到的包装器模式在类名上有两种表现:一种是类名中含有wraper,另一种是类名中含有Decorator.

动态代理:

切面在应用运行的时刻被织入。一般情况下,在织入切面时,AOP容器会为目标对象创建动态的创建一个代理对象。SpringAOP就是以这种方式织入切面的。

织入:把切面应用到目标对象并创建新的代理对象的过程。

观察者模式:

spring的事件驱动模型使用的是 观察者模式,spring中observer模式常用的地方是listener的实现

策略模式:

spring框架的资源访问resource接口,该接口提供了更强的资源访问能力,spring框架本身大量使用了resource接口来访问底层资源。

九、Spring事务的实现方式和原理以及隔离级别?

在使用spring框架时,可以有两种使用事务的方式,一种是编程式的,一种声明式的,@Transactional注解就是申明式的。

首先,事务这个概念式数据库层面的,spring只是基于数据库中的事务进行了扩展,以及提供了一些能让程序员更加方便操作事务的方式。

比如我们可以通过在某个方法上增加@Transactional注解,就可以开启事务,这个方法中所有的sql都会在一个事务中执行,统一成功或失败。

在一个方法上加了@Transactional注解后,spring会基于这个类生成一个代理对象,会将这个代理对象作为bean,当在使用这个代理对象的方法时,如果这个方法上存在Transactional注解,那么代理逻辑会先把事务的自动提取设置为false,然后再去执行原本的业务逻辑方法,如果执行业务逻辑方法没有出现异常,那么代理逻辑中就会将事务进行提交,如果执行业务梁洛级方法出现了异常,那么则会将事务进行回滚。

当然针对哪些异常回滚事务是可以配置的,可以利用Transactional注解中的rollbackFor属性进行配置,默认情况下会对RuntimeException和Error进行回滚。

spring事务隔离级别就是数据库的隔离级别:外加一个默认级别(越往下效率越低)

  • read uncommitted(未提交读)
  • read committed(提交读,不可重复读)
  • repeatable read(可重复读)
  • serializable(可串行化)
数据库的配置隔离级别是read commited,而spring配置的隔离级别是Repeatable Read,请问这时隔离级别是以哪一个为准?
以Spring配置的为准,如果spring设置的隔离级别数据库不支持,效果取决于数据库

十、spring事务传播机制

多个事务方法相互调用时,事务如何在这些方法间传播

方法A是一个事务方法,方法A执行过程中调用了方法B,那么方法B有无事务以及方法B对事务的要求不同都会对方法A的事务
具体执行造成影响,同时方法A的事务对方法B的事务执行也有影响,这种影响具体是什么就由两个方法所定义的事务传播类型所决定

REQUIRED(spring默认的事务传播类型):如果(A)当前没有事务,则自己新建一个事务,如果当前存在事务,则(B)加入这个事务

SUPPORTS:当前存在事务(A),则加(B)入当前事务,如果当前没有事务,就以非事务方法执行

MANDATORY:当前存在事务(A),则加(B)入当前事务,如果(A)当前事务不存在,则抛出异常

REQUIRES_NEW:创建一个新事物,如果存在当前事务,则挂起该事务,(A处理A的事务,B处理B的事务)

NOT_SUPPORTED:(B)以非事务方式执行,如果(A)当前存在事务,则挂起当前事务

NEVER:不使用事务,如果当前事务存在,则抛出异常

NESTED:如果当前事务存在,则在嵌套事务中执行,否则REQUIRED的操作一样(开启一个事务)

和REQUIRES_NEW的区别:
REQUIRES_NEW是新建一个事务并且新开启的这个事务与原有事务无关,而NESTED则是当前存在事务时,
(我们把当前事务称之为父事务)会开启一个嵌套事务(称之为一个子事务)。在NESTED情况下父事务回滚时,
子事务也会回滚,而在REQUIRES_NEW情况下,原有事务回滚,不会影响新开启的事务。 和REQUIRED的区别 REQUIRED情况下,调用方存在事务时,则被调用方和调用方使用同一事务,那么被调用方出现异常时,
由于共用一个事务,所以无论调用方是否catch其异常,事务都会回滚,而在NESTED情况下,被调用方发生异常时,
调用方可以catch其异常,这样具有子事务回滚,父事务不受影响。

十一、spring事务什么时候会失效【AOP机制】

spring事务的原理是AOP,进行了切面增强,那么失效的根本原因是这个AOP不起作用了,常见情况有如下几种:

1、发生自调用,类里面使用this调用本类的方法(this通常省略),此时这个this对象不是代理类,而是UserService对象本身!解决方法很简单,让那个this变成UserService的代理类即可!

2、方法不是public的

@Transactional只能用于public的方法上,否则事务不会失效,如果要用在非public方法上,可以开启aspect代理模式。

3、数据库不支持事务

4、没有被spring管理

5、异常被吃掉,事务不会回滚(或者抛出的异常没有被定义,默认为RuntimeException)

十二、什么是bean的自动装配,有哪些方式?

开启自动装配,只需要在xml配置文件<bean>中定义“autowire”属性

<bean id = "cutomer" class="com.xxx.xxx.customer" autowire="" />
autowire属性有五种装配的方式:
  • no-缺省情况下,自动配置是通过“ref”属性手动设定。
手动装配:以value或ref的方式明确指定属性值都是手动装配
需要通过“ref”属性来连接bean
  •  byName-根据bean的属性名称进行自动装配
CUTOMER的属性名称是person,spring会将bean id 为person的bean通过setter方法进行自动装配。
<bean id="cutomer" class="com.xxx.xxx.Cutomer" autowire="byName" />
<bean id="person" class="com.xxx.xxx.Person" />
  • byType-根据bean的类型进行自动装配
Cutomer的属性person的类型为Person,spring会将Person类型通过setter方法进行自动装配。
<bean id="cutomer" class="com.xxx.xxx.Cutomer" autowire="byType" />
<bean id="person" class="com.xxx.xxx.Person" />
  • constructor-类似byType,不过是应用于构造器的参数。如果一个bean与构造器参数的类型形同,则进行自动装配,否则导致异常。
Cutomer构造函数的参数person的类型为Person,spring会将Person类型通过构造器方法进行自动装配。
<bean id="cutomer" class="com.xxx.xxx.Cutomer" autowire="constructor" />
<bean id="person" class="com.xxx.xxx.Person" />
  • autodetect-如果有默认的构造器,则通过onstructor方式进行自动装配,否则使用byType方式进行自动装配。
如果有默认的构造器,则通过constructor方式进行自动装配,否则使用byType方式进行自动装配。

@Autowire自动装配bean,可以在字段、seter方法、构造函数上使用。

十三、Spring Boot、Spring MVC 和 Spring 有什么区别?

spring:是一个IOC容器,用来管理Bean,使用依赖注入实现控制反转,可以很方便的整合各种框架,提供AOP机制弥补OOP的代码重复问题,更方便将不同类不同方法中的共同处理抽取成功切面,自动注入给方法执行,比如日志、异常等。

spring mvc:是spring对web框架的一个解决方案,提供了一个总的前端控制器servlet,用来接收请求,然后定义了一套路由策略(url到handle的映射)即适配执行handle,将handle结果使用视图解析技术生成视图展现给前端。

spring boot:是spring提供的一个快速开发工具包,让程序员能更方便,更快捷的开发spring+springmvc应用,简化了配置(约定了默认配置),整合了一系列的解决方案(starter机制)、redis、mongodb、es,可以开箱即用。

十四、Spring MVC的工作流程(处理请求的流程)

1、  用户发送请求至前端控制器DispatcherServlet。

2、  DispatcherServlet收到请求调用HandlerMapping处理器映射器。

3、  处理器映射器找到具体的处理器(可以根据xml配置、注解进行查找),生成处理器对象及处理器拦截器(如果有则生成)一并返回给DispatcherServlet。

4、  DispatcherServlet调用HandlerAdapter处理器适配器。

5、  HandlerAdapter经过适配调用具体的处理器(Controller,也叫后端控制器)。

6、  Controller执行完成返回ModelAndView。

7、  HandlerAdapter将controller执行结果ModelAndView返回给DispatcherServlet。

8、  DispatcherServlet将ModelAndView传给ViewReslover视图解析器。

9、  ViewReslover解析后返回具体View。

10、DispatcherServlet根据View进行渲染视图(即将模型数据填充至视图中)。

11、 DispatcherServlet响应用户。

参考博文:https://blog.csdn.net/qq_36761831/article/details/89053314

十五、Spring MVC的九大组件

Handle:也就是处理器。它直接对应着MVC中的C也就是controller层,它的具体表现形式有很多,可以是类,也可以是方法。在controller层中@RequestMapping标注的所有方法都可以看成是一个Handler,只要可以实际处理请求就可以是Handler

1.HandlerMaping【核心组件】- 接口

initHandlerMappings(context),处理器映射器,根据用户请求的资源url来查找Handler的。在SpringMVC中会有很多请求,每个请求都需要一个Handler处理,具体接收到一个请求之后使用哪个Handler进行,这就是HandlerMaping需要做的事情。(里面维护请求的 url 与 Handler 的关系)

2.HandlerAdapter【核心组件】- 接口

initHandlerAdapers(context),适配器。因为SpringMVC中的Handler可以是任意的形式,只要能处理请求就OK,但是Servlet需要的处理方法的结构却是固定的,都是可以request和response为参数的方法。如何让固定的Servlet处理方法调用灵活的Handler来进行处理呢?这就是HandlerAdapter要做的事情。

Handler是用来干活的工具;HandlerMapping用于根据需要干的活找到相应的工具;HandlerAdapter是使用工具干活的人。

3.HandlerExceptionResolver

initHandleExceptionResolvers(context),其它组件都是用来干活的。在干活的过程中难免会出现问题,出问题后怎那么办呢?这就需要一个专门的角色对异常情况进行处理,在SpringMVC中就是HandlerExceptionResolver。具体来说,此组件的作用是根据异常设置ModelAnView,之后再交给render方法进行渲染。

4.ViewResolver

initViewResolvers(context),ViewResolver用来将string类型的视图名和Local解析为View类型的视图。View是用来渲染页面的,也就是将程序返回的参数填入模板里,生成html(也可能是其它类型)文件。这里就有两个关键问题:使用哪个模板?用什么技术(规则)填入参数?这其实是ViewResolver主要要做的工作,ViewResolver需要找到渲染所用的模板和所用的技术(也就是视图的类型)进行渲染,具体的渲染过程则交由不同的视图自己完成。

5.RequestToViewNameTranslator

initRequestToViewNameTranslator(context),CViewResolver是根据ViewName查找view,但有的handler处理完后没有设置view也没有设置viewName,这时就需要从request获取ViewName了,如何从request中获取ViewName就是RequestToViewNameTranslator要做的事情了。RequestToViewNameTranslator在SpringMVC容器里只可以配置一个,所以所有request到ViewName的转换规则都要在一个Translator里面全部实现。

6.LocalResolver

initLocalResolver(context),解析视图需要两个参数:一个是视图名,另一个是Locale。视图名是处理器返回的,Locale是从哪里来的?这就是LocalResolver要做的事情。LocalResolver用于从request解析出Locale,Locale就是zh-cn之类,表示一个区域,有了这个就可以对不同区域的用户显示不同的结果。SpringMVC主要有两个地方用到了Locale:一个是ViewResolver视图解析的时候;二是用到国际化资源或者主题的时候。

7.ThemeResolver

initThemResolver(context) 用于解析主题。SpringMVC中一个主题对应一个properties文件,里面存放着跟当前主题相关的所有资源、如图片、css样式等。SpringMVC的主题也支持国际化,同一个主题不同区域也可以显示不同的风格。SpringMVC中跟主题相关的类有 ThemeResolver、ThemeSource和Theme。主题是通过一系列资源来具体体现的,要得到一个主题的资源,首先要得到资源的名称,这是ThemeResolver的工作。然后通过主题名称找到对应的主题(可以理解为一个配置)文件,这是ThemeSource的工作。最后从主题中获取资源就可以了。

8. MultipartResolver

initMultipartResolver(context) 用于处理上传请求。处理方法是将普通的request包装成MultipartHttpServletRequest,后者可以直接调用getFile方法获取File,如果上传多个文件,还可以调用getFileMap得到FileName->File结构的Map。此组件中一共有三个方法,作用分别是判断是不是上传请求,将request包装成MultipartHttpServletRequest、处理完后清理上传过程中产生的临时资源。

9.FlashMapManager

initFlashMapManager(context) 用来管理FlashMap的,FlashMap主要用在redirect中传递参数。

十六、Spring boot 自动配置原理

掌握了自动配置才掌握springboot的精髓

@Import + @Configuration + Spring spi

自动配置类由各个starter提供,使用@Configuration + @Bean定义配置类,放到META-INF/spring.factories下使用Spring spi 扫描META-NF/spring.factories下的配置类

使用@Import导入自动配置类

十七、如何理解Spring boot的starter

 使用spring + springmvc使用,如果需要引入mybatis等框架,需要到xml中定义mybatis需要的bean starter就是定义一个starter的jar包,写一个@Configuration配置类、将这些bean定义在里面,然后在starter包的META-INF/spring.factories中写入该配置类,springboot会按照约定来加载该配置类。开发人员只需要将相应的starter包依赖进应用,进行相应的属性配置(使用默认配置时,不需要配置),就可以直接进行代码开发,使用对应的功能了。比如mybatis-spring-boot0starter, spring-boot-starter-redis.

十八、什么是嵌入式服务器?为什么要使用嵌入式服务器?(tomcat)

节省了下载安装tomcat,应用也不需要再打war包,然后放到webapp目录下再运行

只需要一个安装了Java的虚拟机,就可以直接在上面部署应用程序了

springboot已经内置了tomcat.jar,运行springstarter中的main方法时会去启动tomcat,并利用tomcat的spi机制加载springmvc

原文地址:https://www.cnblogs.com/nastu/p/15212864.html