• Java面试—Spring框架相关


    1.什么是Spring框架?

    Spring是一种轻量级框架,旨在提高开发人员的开发效率以及系统的可维护性。

    我们一般说的Spring框架就是Spring Framework,它是很多模块的集合,使用这些模块可以很方便地协助我们进行开发。这些模块是核心容器、数据访问/集成、Web、AOP(面向切面编程)、工具、消息和测试模块。比如Core Container中的Core组件是Spring所有组件的核心,Beans组件和Context组件是实现IOC和DI的基础,AOP组件用来实现面向切面编程。

    Spring官网(https://spring.io/)列出的Spring的6个特征:

    核心技术:依赖注入(DI),AOP,事件(Events),资源,i18n,验证,数据绑定,类型转换,SpEL。

    测试:模拟对象,TestContext框架,Spring MVC测试,WebTestClient。

    数据访问:事务,DAO支持,JDBC,ORM,编组XML。

    Web支持:Spring MVC和Spring WebFlux Web框架。

    集成:远程处理,JMS,JCA,JMX,电子邮件,任务,调度,缓存。

    语言:Kotlin,Groovy,动态语言

    2.列举一些重要的Spring模块?

    Spring Core:基础,可以说Spring其他所有的功能都依赖于该类库。主要提供IOC和DI功能。

    Spring Context:提供框架式的Bean访问方式,以及企业级功能(JNDI、定时任务等);

    Spring Aspects:该模块为与AspectJ的集成提供支持。

    Spring AOP:提供面向方面的编程实现。

    Spring JDBC:Java数据库连接。

    Spring JMS:Java消息服务。

    Spring ORM:用于支持Hibernate等ORM工具。

    Spring Web:为创建Web应用程序提供支持。

    Spring Test:提供了对JUnit和TestNG测试的支持。

    3.谈谈自己对于Spring IOC和AOP的理解

    IOC

    IOC(Inversion Of Controll,控制反转)是一种设计思想,就是将原本在程序中手动创建对象的控制权,交由给Spring框架来管理。IOC在其他语言中也有应用,并非Spring特有。IOC容器是Spring用来实现IOC的载体,IOC容器实际上就是一个Map(key, value),Map中存放的是各种对象。

    IOC(inversion of control):控制反转与DI(dependency injection):依赖注入的关系
    如果说IOC是一种思想,那么DI就是对这种思想实现的一种描述;

    将对象之间的相互依赖关系交给IOC容器来管理,并由IOC容器完成对象的注入。这样可以很大程度上简化应用的开发,把应用从复杂的依赖关系中解放出来。IOC容器就像是一个工厂一样,当我们需要创建一个对象的时候,只需要配置好配置文件/注解即可,完全不用考虑对象是如何被创建出来的。在实际项目中一个Service类可能由几百甚至上千个类作为它的底层,假如我们需要实例化这个Service,可能要每次都搞清楚这个Service所有底层类的构造函数,这可能会把人逼疯。如果利用IOC的话,你只需要配置好,然后在需要的地方引用就行了,大大增加了项目的可维护性且降低了开发难度。

    Spring时代我们一般通过XML文件来配置Bean,后来开发人员觉得用XML文件来配置不太好,于是Sprng Boot注解配置就慢慢开始流行起来。

    上图是Spring IOC的初始化过程,IOC的源码阅读:https://javadoop.com/post/spring-ioc。

    AOP

    AOP(Aspect-Oriented Programming,面向切面编程)能够将那些与业务无关,却为业务模块所共同调用的逻辑或责任(例如事务处理、日志管理、权限控制等)封装起来,便于减少系统的重复代码,降低模块间的耦合度,并有利于未来的可扩展性和可维护性。

    Spring AOP是基于动态代理的,如果要代理的对象实现了某个接口,那么Spring AOP就会使用JDK动态代理去创建代理对象;而对于没有实现接口的对象,就无法使用JDK动态代理,转而使用CGlib动态代理生成一个被代理对象的子类来作为代理。

    当然也可以使用AspectJ,Spring AOP中已经集成了AspectJ,AspectJ应该算得上是Java生态系统中最完整的AOP框架了。使用AOP之后我们可以把一些通用功能抽象出来,在需要用到的地方直接使用即可,这样可以大大简化代码量。我们需要增加新功能也方便,提高了系统的扩展性。日志功能、事务管理和权限管理等场景都用到了AOP。

    4.Spring AOP和AspectJ AOP有什么区别?

    Spring AOP是属于运行时增强,而AspectJ是编译时增强。Spring AOP基于代理(Proxying),而AspectJ基于字节码操作(Bytecode Manipulation)。

    Spring AOP已经集成了AspectJ,AspectJ应该算得上是Java生态系统中最完整的AOP框架了。AspectJ相比于Spring AOP功能更加强大,但是Spring AOP相对来说更简单。

    如果我们的切面比较少,那么两者性能差异不大。但是,当切面太多的话,最好选择AspectJ,它比SpringAOP快很多。

    5.1 Spring的注入有哪几种方式

    Spring通过DI(依赖注入)实现IOC(控制反转),常用的注入方式主要有三种:构造方法注入,setter注入,基于注解的注入。

    5.2 Spring的有哪几种配置方式

      1.基于XML文件配置;2.基于注解配置;3.基于Java配置

    6.BeanFactory和ApplicationContext有什么区别?

            BeanFactory和ApplicationContext是Spring的两大核心接口,都可以当做Spring的容器。其中ApplicationContext是BeanFactory的子接口。

    (1)BeanFactory:是Spring里面最底层的接口,包含了各种Bean的定义,读取bean配置文档,管理bean的加载、实例化,控制bean的生命周期,维护bean之间的依赖关系。ApplicationContext接口作为BeanFactory的派生,除了提供BeanFactory所具有的功能外,还提供了更完整的框架功能:

    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。

    (2)①BeanFactroy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,BeanFacotry加载后,直至第一次使用调用getBean方法才会抛出异常。

            ②ApplicationContext,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,因为它们已经创建好了。

            ③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Bean较多时,程序启动较慢。

    (3)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。

    (4)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。

    7.Spring中的bean的作用域有哪些?

    1.singleton:唯一bean实例,Spring中的bean默认都是单例的。

    2.prototype:每次请求都会创建一个新的bean实例。

    3.request:每一次HTTP请求都会产生一个新的bean,该bean仅在当前HTTP request内有效。

    4.session:每一次HTTP请求都会产生一个新的bean,该bean仅在当前HTTP session内有效。

    5.global-session:全局session作用域,仅仅在基于Portlet的Web应用中才有意义,Spring5中已经没有了。Portlet是能够生成语义代码(例如HTML)片段的小型Java Web插件。它们基于Portlet容器,可以像Servlet一样处理HTTP请求。但是与Servlet不同,每个Portlet都有不同的会话。

    8.Spring框架中的单例Beans是线程安全的么?

    Spring框架并没有对单例bean进行任何多线程的封装处理。关于单例bean的线程安全和并发问题需要开发者自行去搞定。但实际上,大部分的Spring bean并没有可变的状态(比如Serview类和DAO类),所以在某种程度上说Spring的单例bean是线程安全的。如果你的bean有多种状态的话(比如 View Model 对象),就需要自行保证线程安全。最浅显的解决办法就是将多态bean的作用域由“singleton”变更为“prototype”。

    Spring如何处理线程并发问题?

    在一般情况下,只有无状态的Bean才可以在多线程环境下共享,在Spring中,绝大部分Bean都可以声明为singleton作用域,因为Spring对一些Bean中非线程安全状态采用ThreadLocal进行处理,解决线程安全问题。

    ThreadLocal和线程同步机制都是为了解决多线程中相同变量的访问冲突问题。同步机制采用了“时间换空间”的方式,仅提供一份变量,不同的线程在访问前需要获取锁,没获得锁的线程则需要排队。而ThreadLocal采用了“空间换时间”的方式。

    ThreadLocal会为每一个线程提供一个独立的变量副本,从而隔离了多个线程对数据的访问冲突。因为每一个线程都拥有自己的变量副本,从而也就没有必要对该变量进行同步了。ThreadLocal提供了线程安全的共享对象,在编写多线程代码时,可以把不安全的变量封装进ThreadLocal。

    9.Spring中的bean生命周期?

    1.Bean容器找到配置文件中Spring Bean的定义。

    2.Bean容器利用Java Reflection API创建一个Bean的实例。

    3.如果涉及到一些属性值,利用set()方法设置一些属性值。

    4.如果Bean实现了BeanNameAware接口,调用setBeanName()方法,传入Bean的名字。

    5.如果Bean实现了BeanClassLoaderAware接口,调用setBeanClassLoader()方法,传入ClassLoader对象的实例。

    6.如果Bean实现了BeanFactoryAware接口,调用setBeanClassFacotory()方法,传入ClassLoader对象的实例。

    7.与上面的类似,如果实现了其他*Aware接口,就调用相应的方法。

    8.如果有和加载这个Bean的Spring容器相关的BeanPostProcessor对象,执行postProcessBeforeInitialization()方法。

    9.如果Bean实现了InitializingBean接口,执行afeterPropertiesSet()方法。

    10.如果Bean在配置文件中的定义包含init-method属性,执行指定的方法。

    11.如果有和加载这个Bean的Spring容器相关的BeanPostProcess对象,执行postProcessAfterInitialization()方法。

    12.当要销毁Bean的时候,如果Bean实现了DisposableBean接口,执行destroy()方法。

    13.当要销毁Bean的时候,如果Bean在配置文件中的定义包含destroy-method属性,执行指定的方法。

    10.@Component和@Bean的区别是什么

    1.作用对象不同。@Component注解作用于类,而@Bean注解作用于方法。

    2.@Component注解通常是通过类路径扫描来自动侦测以及自动装配到Spring容器中(我们可以使用@ComponentScan注解定义要扫描的路径)。@Bean注解通常是在标有该注解的方法中定义产生这个bean,告诉Spring这是某个类的实例,当我需要用它的时候还给我。

    3.@Bean注解比@Component注解的自定义性更强,而且很多地方只能通过@Bean注解来注册bean。比如当引用第三方库的类需要装配到Spring容器的时候,就只能通过@Bean注解来实现。

    @Bean注解的使用示例:

    复制代码
    @Configuration
    public class AppConfig {
        @Bean
        public TransferService transferService() {
            return new TransferServiceImpl();
        }
    }
    复制代码

    上面的代码相当于下面的XML配置:

    <beans>
        <bean id="transferService" class="com.yanggb.TransferServiceImpl"/>
    </beans>

    下面这个例子是无法通过@Component注解实现的:

    复制代码
    @Bean
    public OneService getService(status) {
        case (status)  {
            when 1:
                    return new serviceImpl1();
            when 2:
                    return new serviceImpl2();
            when 3:
                    return new serviceImpl3();
        }
    }
    复制代码

    11.将一个类声明为Spring的bean的注解有哪些?

    我们一般使用@Autowired注解去自动装配bean。而想要把一个类标识为可以用@Autowired注解自动装配的bean,可以采用以下的注解实现:

    1.@Component注解。通用的注解,可标注任意类为Spring组件。如果一个Bean不知道属于哪一个层,可以使用@Component注解标注。

    2.@Repository注解。对应持久层,即Dao层,主要用于数据库相关操作。

    3.@Service注解。对应服务层,即Service层,主要涉及一些复杂的逻辑,需要用到Dao层(注入)。

    4.@Controller注解。对应Spring MVC的控制层,即Controller层,主要用于接受用户请求并调用Service层的方法返回数据给前端页面。

    12.Spring事务管理的方式有几种?

    1.编程式事务:在代码中硬编码(不推荐使用)。

    2.声明式事务:在配置文件中配置(推荐使用),分为基于XML的声明式事务和基于注解的声明式事务。

    13.Spring事务中的隔离级别有哪几种?

    在TransactionDefinition接口中定义了五个表示隔离级别的常量:

    ISOLATION_DEFAULT:使用后端数据库默认的隔离级别,Mysql默认采用的REPEATABLE_READ隔离级别;Oracle默认采用的READ_COMMITTED隔离级别。

    ISOLATION_READ_UNCOMMITTED:最低的隔离级别,允许读取尚未提交的数据变更,可能会导致脏读、幻读或不可重复读。

    ISOLATION_READ_COMMITTED:允许读取并发事务已经提交的数据,可以阻止脏读,但是幻读或不可重复读仍有可能发生

    ISOLATION_REPEATABLE_READ:对同一字段的多次读取结果都是一致的,除非数据是被本身事务自己所修改,可以阻止脏读和不可重复读,但幻读仍有可能发生。

    ISOLATION_SERIALIZABLE:最高的隔离级别,完全服从ACID的隔离级别。所有的事务依次逐个执行,这样事务之间就完全不可能产生干扰,也就是说,该级别可以防止脏读、不可重复读以及幻读。但是这将严重影响程序的性能。通常情况下也不会用到该级别。

    14..Spring事务中有哪几种事务传播行为?

    在TransactionDefinition接口中定义了八个表示事务传播行为的常量。

    支持当前事务的情况:

    PROPAGATION_REQUIRED:如果当前存在事务,则加入该事务;如果当前没有事务,则创建一个新的事务。

    PROPAGATION_SUPPORTS: 如果当前存在事务,则加入该事务;如果当前没有事务,则以非事务的方式继续运行。

    PROPAGATION_MANDATORY: 如果当前存在事务,则加入该事务;如果当前没有事务,则抛出异常。(mandatory:强制性)。

    不支持当前事务的情况:

    PROPAGATION_REQUIRES_NEW: 创建一个新的事务,如果当前存在事务,则把当前事务挂起。

    PROPAGATION_NOT_SUPPORTED: 以非事务方式运行,如果当前存在事务,则把当前事务挂起。

    PROPAGATION_NEVER: 以非事务方式运行,如果当前存在事务,则抛出异常。

    其他情况:

    PROPAGATION_NESTED: 如果当前存在事务,则创建一个事务作为当前事务的嵌套事务来运行;如果当前没有事务,则该取值等价于PROPAGATION_REQUIRED。

    15.Spring框架中用到了哪些设计模式

    1.工厂设计模式:Spring使用工厂模式通过BeanFactory和ApplicationContext创建bean对象。

    2.代理设计模式:Spring AOP功能的实现。

    3.单例设计模式:Spring中的bean默认都是单例的。

    4.模板方法模式:Spring中的jdbcTemplate、hibernateTemplate等以Template结尾的对数据库操作的类,它们就使用到了模板模式。

    5.包装器设计模式:我们的项目需要连接多个数据库,而且不同的客户在每次访问中根据需要会去访问不同的数据库。这种模式让我们可以根据客户的需求能够动态切换不同的数据源。

    6.观察者模式:Spring事件驱动模型就是观察者模式很经典的一个应用。

    7.适配器模式:Spring AOP的增强或通知(Advice)使用到了适配器模式、Spring MVC中也是用到了适配器模式适配Controller。

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