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收藏！Spring必須掌握的內容

2020-09-29 21:00:06

欄目為大家介紹Spring必須掌握的內容。

大家好！我是熱心的朝陽群眾。

Spring框架在面試中是一個必問點，裡面究竟有哪些內容呢？讓我們一起來看看。這也是我在面試中經常會問到的問題，也是體現一個程式設計師對框架理解的能力。

介紹一下Spring框架

Spring是一種輕量級框架，旨在提高開發人員的開發效率以及系統的可維護性。

我們一般說的Spring框架就是Spring Framework，它是很多模組的集合，使用這些模組可以很方便地協助我們進行開發。這些模組是核心容器、資料存取/整合、Web、AOP（面向切面程式設計）、工具、訊息和測試模組。比如Core Container中的Core元件是Spring所有元件的核心，Beans元件和Context元件是實現IOC和DI的基礎，AOP元件用來實現面向切面程式設計。

Spring的6個特徵：

  • 核心技術：依賴注入（DI），AOP，事件（Events），資源，i18n，驗證，資料繫結，型別轉換，SpEL；
  • 測試：模擬物件，TestContext框架，Spring MVC測試，WebTestClient；
  • 資料存取：事務，DAO支援，JDBC，ORM，編組XML；
  • Web支援：Spring MVC和Spring WebFlux Web框架；
  • 整合：遠端處理，JMS，JCA，JMX，電子郵件，任務，排程，快取；
  • 語言：Kotlin，Groovy，動態語言；

列舉一些重要的Spring模組

下圖對應的是Spring 4.x的版本，目前最新的5.x版本中Web模組的Portlet元件已經被廢棄掉，同時增加了用於非同步響應式處理的WebFlux元件。

  • Spring Core：基礎，可以說Spring其他所有的功能都依賴於該類庫。主要提供IOC和DI功能。
  • Spring Aspects：該模組為與AspectJ的整合提供支援。
  • Spring AOP：提供面向方面的程式設計實現。
  • Spring JDBC：Java資料庫連線。
  • Spring JMS：Java訊息服務。
  • Spring ORM：用於支援Hibernate等ORM工具。
  • Spring Web：為建立Web應用程式提供支援。
  • Spring Test：提供了對JUnit和TestNG測試的支援。

談談自己對於Spring IOC和AOP的理解

IOC

IOC（Inversion Of Controll，控制反轉）是一種設計思想，就是將原本在程式中手動建立物件的控制權，交由給Spring框架來管理。IOC在其他語言中也有應用，並非Spring特有。IOC容器是Spring用來實現IOC的載體，IOC容器實際上就是一個Map(key, value)，Map中存放的是各種物件。

將物件之間的相互依賴關係交給IOC容器來管理，並由IOC容器完成物件的注入。這樣可以很大程度上簡化應用的開發，把應用從複雜的依賴關係中解放出來。IOC容器就像是一個工廠一樣，當我們需要建立一個物件的時候，只需要設定好組態檔/註解即可，完全不用考慮物件是如何被建立出來的。在實際專案中一個Service類可能由幾百甚至上千個類作為它的底層，假如我們需要範例化這個Service，可能要每次都搞清楚這個Service所有底層類別建構函式，這可能會把人逼瘋。如果利用IOC的話，你只需要設定好，然後在需要的地方參照就行了，大大增加了專案的可維護性且降低了開發難度。

Spring時代我們一般通過XML檔案來設定Bean，後來開發人員覺得用XML檔案來設定不太好，於是Sprng Boot註解設定就慢慢開始流行起來。

AOP

AOP（Aspect-Oriented Programming，面向切面程式設計）能夠將那些與業務無關，卻為業務模組所共同呼叫的邏輯或責任（例如事務處理、紀錄檔管理、許可權控制等）封裝起來，便於減少系統的重複程式碼，降低模組間的耦合度，並有利於未來的可延伸性和可維護性。

Spring AOP是基於動態代理的，如果要代理的物件實現了某個介面，那麼Spring AOP就會使用JDK動態代理去建立代理物件；而對於沒有實現介面的物件，就無法使用JDK動態代理，轉而使用CGlib動態代理生成一個被代理物件的子類來作為代理。

當然也可以使用AspectJ，Spring AOP中已經整合了AspectJ，AspectJ應該算得上是Java生態系統中最完整的AOP框架了。使用AOP之後我們可以把一些通用功能抽象出來，在需要用到的地方直接使用即可，這樣可以大大簡化程式碼量。我們需要增加新功能也方便，提高了系統的擴充套件性。紀錄檔功能、事務管理和許可權管理等場景都用到了AOP。

Spring AOP和AspectJ AOP的區別

Spring AOP是屬於執行時增強，而AspectJ是編譯時增強。Spring AOP基於代理（Proxying），而AspectJ基於位元組碼操作（Bytecode Manipulation）。

Spring AOP已經整合了AspectJ，AspectJ應該算得上是Java生態系統中最完整的AOP框架了。AspectJ相比於Spring AOP功能更加強大，但是Spring AOP相對來說更簡單。

如果我們的切面比較少，那麼兩者效能差異不大。但是，當切面太多的話，最好選擇AspectJ，它比SpringAOP快很多。

Spring中的bean的作用域有哪些？

  1. singleton：唯一bean範例，Spring中的bean預設都是單例的。
  2. prototype：每次請求都會建立一個新的bean範例。
  3. request：每一次HTTP請求都會產生一個新的bean，該bean僅在當前HTTP request內有效。
  4. session：每一次HTTP請求都會產生一個新的bean，該bean僅在當前HTTP session內有效。
  5. global-session：全域性session作用域，僅僅在基於Portlet的Web應用中才有意義，Spring5中已經沒有了。Portlet是能夠生成語意程式碼（例如HTML）片段的小型Java Web外掛。它們基於Portlet容器，可以像Servlet一樣處理HTTP請求。但是與Servlet不同，每個Portlet都有不同的對談。

Spring中的單例bean的執行緒安全問題了解嗎？

大部分時候我們並沒有在系統中使用多執行緒，所以很少有人會關注這個問題。單例bean存線上程問題，主要是因為當多個執行緒操作同一個物件的時候，對這個物件的非靜態成員變數的寫操作會存線上程安全問題。

有兩種常見的解決方案：

  1. 在bean物件中儘量避免定義可變的成員變數（不太現實）。
  2. 在類中定義一個ThreadLocal成員變數，將需要的可變成員變數儲存在ThreadLocal中（推薦的一種方式）。

Spring中的bean生命週期？

  1. Bean容器找到組態檔中Spring Bean的定義。
  2. Bean容器利用Java Reflection API建立一個Bean的範例。
  3. 如果涉及到一些屬性值，利用set()方法設定一些屬性值。
  4. 如果Bean實現了BeanNameAware介面，呼叫setBeanName()方法，傳入Bean的名字。
  5. 如果Bean實現了BeanClassLoaderAware介面，呼叫setBeanClassLoader()方法，傳入ClassLoader物件的範例。
  6. 如果Bean實現了BeanFactoryAware介面，呼叫setBeanClassFacotory()方法，傳入ClassLoader物件的範例。
  7. 與上面的類似，如果實現了其他*Aware介面，就呼叫相應的方法。
  8. 如果有和載入這個Bean的Spring容器相關的BeanPostProcessor物件，執行postProcessBeforeInitialization()方法。
  9. 如果Bean實現了InitializingBean介面，執行afeterPropertiesSet()方法。
  10. 如果Bean在組態檔中的定義包含init-method屬性，執行指定的方法。
  11. 如果有和載入這個Bean的Spring容器相關的BeanPostProcess物件，執行postProcessAfterInitialization()方法。
  12. 當要銷燬Bean的時候，如果Bean實現了DisposableBean介面，執行destroy()方法。
  13. 當要銷燬Bean的時候，如果Bean在組態檔中的定義包含destroy-method屬性，執行指定的方法。

說說自己對於Spring MVC的瞭解？

談到這個問題，我們不得不提提之前Model1和Model2這兩個沒有Spring MVC的時代。

**Model1時代：**很多學Java比較晚的後端程式設計師可能並沒有接觸過Model1模式下的JavaWeb應用開發。在Model1模式下，整個Web應用幾乎全部用JSP頁面組成，只用少量的JavaBean來處理資料庫連線，存取等操作。這個模式下JSP即是控制層又是表現層。顯而易見，這種模式存在很多問題。比如將控制邏輯和表現邏輯混雜在一起，導致程式碼重用率極低；又比如前端和後端相互依賴，難以進行測試並且開發效率極低。

Model2時代：學過Servlet並做過相關Demo的朋友應該瞭解Java Bean（Model）+JSP（View）+Servlet（Controller）這種開發模式，這就是早期的Java Web MVC開發模式。Model是系統中涉及的資料，也就是dao和bean；View是用來展示模型中的資料，只是用來展示；Controller是將使用者請求都傳送給Servlet做處理，返回資料給JSP並展示給使用者。

Model2模式下還存在很多問題，Model2的抽象和封裝程度還遠遠不夠，使用Model2進行開發時不可避免地會重複造輪子，這就大大降低了程式的可維護性和可複用性。於是很多Java Web開發相關的MVC框架應運而生，比如Struts2，但是由於Struts2比較笨重，隨著Spring輕量級開發框架的流行，Spring生態圈出現了Spring MVC框架。Spring MVC是當前最優秀的MVC框架，相比於Struts2，Spring MVC使用更加簡單和方便，開發效率更高，並且Spring MVC執行速度更快。

MVC是一種設計模式，Spring MVC是一款很優秀的MVC框架。Spring MVC可以幫助我們進行更簡潔的Web層的開發，並且它天生與Spring框架整合。Spring MVC下我們一般把後端專案分為Service層（處理業務）、Dao層（資料庫操作）、Entity層（實體類）、Controller層（控制層，返回資料給前臺頁面）。

Spring MVC的簡單原理圖如下：

談談Spring MVC的工作原理

流程說明：

1.使用者端（瀏覽器）傳送請求，直接請求到DispatcherServlet。

2.DispatcherServlet根據請求資訊呼叫HandlerMapping，解析請求對應的Handler。

3.解析到對應的Handler（也就是我們平常說的Controller控制器）。

4.HandlerAdapter會根據Handler來呼叫真正的處理器來處理請求和執行相對應的業務邏輯。

5.處理器處理完業務後，會返回一個ModelAndView物件，Model是返回的資料物件，View是邏輯上的View。

6.ViewResolver會根據邏輯View去查詢實際的View。

7.DispatcherServlet把返回的Model傳給View（檢視渲染）。

8.把View返回給請求者（瀏覽器）。

##Spring框架中用到了哪些設計模式？

  1. 工廠設計模式：Spring使用工廠模式通過BeanFactory和ApplicationContext建立bean物件。
  2. 代理設計模式：Spring AOP功能的實現。
  3. 單例設計模式：Spring中的bean預設都是單例的。
  4. 模板方法模式：Spring中的jdbcTemplate、hibernateTemplate等以Template結尾的對資料庫操作的類，它們就使用到了模板模式。
  5. 包裝器設計模式：我們的專案需要連線多個資料庫，而且不同的客戶在每次存取中根據需要會去存取不同的資料庫。這種模式讓我們可以根據客戶的需求能夠動態切換不同的資料來源。
  6. 觀察者模式：Spring事件驅動模型就是觀察者模式很經典的一個應用。
  7. 介面卡模式：Spring AOP的增強或通知（Advice）使用到了介面卡模式、Spring MVC中也是用到了介面卡模式適配Controller。

@Component和@Bean的區別是什麼？

  1. 作用物件不同。@Component註解作用於類，而@Bean註解作用於方法。
  2. @Component註解通常是通過類路徑掃描來自動偵測以及自動裝配到Spring容器中（我們可以使用@ComponentScan註解定義要掃描的路徑）。@Bean註解通常是在標有該註解的方法中定義產生這個bean，告訴Spring這是某個類的範例，當我需要用它的時候還給我。
  3. @Bean註解比@Component註解的自定義性更強，而且很多地方只能通過@Bean註解來註冊bean。比如當參照第三方庫的類需要裝配到Spring容器的時候，就只能通過@Bean註解來實現。

@Bean註解的使用範例：

@Configurationpublic class AppConfig {    @Bean    public TransferService transferService() {        return new TransferServiceImpl();    }}複製程式碼

上面的程式碼相當於下面的XML設定：

<beans>    <bean id="transferService" class="com.common.TransferServiceImpl"/></beans>複製程式碼

下面這個例子是無法通過@Component註解實現的：

@Beanpublic OneService getService(status) {    case (status)  {        when 1:                return new serviceImpl1();        when 2:                return new serviceImpl2();        when 3:                return new serviceImpl3();    }}複製程式碼

將一個類宣告為Spring的bean的註解有哪些？

我們一般使用@Autowired註解去自動裝配bean。而想要把一個類標識為可以用@Autowired註解自動裝配的bean，可以採用以下的註解實現：

  1. @Component註解。通用的註解，可標註任意類為Spring元件。如果一個Bean不知道屬於哪一個層，可以使用@Component註解標註。
  2. @Repository註解。對應持久層，即Dao層，主要用於資料庫相關操作。
  3. @Service註解。對應服務層，即Service層，主要涉及一些複雜的邏輯，需要用到Dao層（注入）。
  4. @Controller註解。對應Spring MVC的控制層，即Controller層，主要用於接受使用者請求並呼叫Service層的方法返回資料給前端頁面。

Spring事務管理的方式有幾種？

  1. 程式設計式事務：在程式碼中寫死（不推薦使用）。
  2. 宣告式事務：在組態檔中設定（推薦使用），分為基於XML的宣告式事務和基於註解的宣告式事務。

Spring事務中的隔離級別有哪幾種？

在TransactionDefinition介面中定義了五個表示隔離級別的常數：

**ISOLATION_DEFAULT：**使用後端資料庫預設的隔離級別，Mysql預設採用的REPEATABLE_READ隔離級別；Oracle預設採用的READ_COMMITTED隔離級別。

**ISOLATION_READ_UNCOMMITTED：**最低的隔離級別，允許讀取尚未提交的資料變更，可能會導致髒讀、幻讀或不可重複讀。

**ISOLATION_READ_COMMITTED：**允許讀取並行事務已經提交的資料，可以阻止髒讀，但是幻讀或不可重複讀仍有可能發生

**ISOLATION_REPEATABLE_READ：**對同一欄位的多次讀取結果都是一致的，除非資料是被本身事務自己所修改，可以阻止髒讀和不可重複讀，但幻讀仍有可能發生。

**ISOLATION_SERIALIZABLE：**最高的隔離級別，完全服從ACID的隔離級別。所有的事務依次逐個執行，這樣事務之間就完全不可能產生干擾，也就是說，該級別可以防止髒讀、不可重複讀以及幻讀。但是這將嚴重影響程式的效能。通常情況下也不會用到該級別。

Spring事務中有哪幾種事務傳播行為？

在TransactionDefinition介面中定義了八個表示事務傳播行為的常數。

支援當前事務的情況：

**PROPAGATION_REQUIRED：**如果當前存在事務，則加入該事務；如果當前沒有事務，則建立一個新的事務。

PROPAGATION_SUPPORTS： 如果當前存在事務，則加入該事務；如果當前沒有事務，則以非事務的方式繼續執行。

PROPAGATION_MANDATORY： 如果當前存在事務，則加入該事務；如果當前沒有事務，則丟擲異常。（mandatory：強制性）。

不支援當前事務的情況：

PROPAGATION_REQUIRES_NEW： 建立一個新的事務，如果當前存在事務，則把當前事務掛起。

PROPAGATION_NOT_SUPPORTED： 以非事務方式執行，如果當前存在事務，則把當前事務掛起。

PROPAGATION_NEVER： 以非事務方式執行，如果當前存在事務，則丟擲異常。

###其他情況：

PROPAGATION_NESTED： 如果當前存在事務，則建立一個事務作為當前事務的巢狀事務來執行；如果當前沒有事務，則該取值等價於PROPAGATION_REQUIRED。

結束

希望大家能掌握這些內容，也能夠繼續支援我，感謝。

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