[!note] 核心特性

  • IoC容器:Spring通过控制反转实现了对象的创建和对象间的依赖关系管理。开发者只需要定义好Bean及其依赖关系,Spring容器负责创建和组装这些对象。
  • AOP:面向切面编程,允许开发者定义横切关注点,例如事务管理、安全控制等,独立于业务逻辑的代码。通过AOP,可以将这些关注点模块化,提高代码的可维护性和可重用性。
  • 事务管理:Spring提供了一致的事务管理接口,支持声明式和编程式事务。开发者可以轻松地进行事务管理,而无需关心具体的事务API。
  • MVC框架:Spring MVC是一个基于Servlet API构建的Web框架,采用了模型-视图-控制器(MVC)架构。它支持灵活的URL到页面控制器的映射,以及多种视图技术。

1 Spring、Spring MVC、Spring Boot

Spring 包含了多个功能模块,其中最重要的是 Spring-Core(主要提供 IoC 依赖注入功能的支持) 模块, Spring 中的其他模块(比如 Spring MVC)的功能实现基本都需要依赖于该模块。

Spring MVC 是 Spring 中的一个很重要的模块,主要赋予 Spring 快速构建 MVC 架构的 Web 程序的能力。MVC 是模型(Model)、视图(View)、控制器(Controller)的简写,其核心思想是通过将业务逻辑、数据、显示分离来组织代码。Spring MVC 下我们一般把后端项目分为 Service 层(处理业务)、Dao 层(数据库操作)、Entity 层(实体类)、Controller 层(控制层,返回数据给前台页面)。

使用 Spring 进行开发各种配置过于麻烦比如开启某些 Spring 特性时,需要用 XML 或 Java 进行显式配置。于是,Spring Boot 诞生了!

Spring 旨在简化 J2EE 企业应用程序开发。Spring Boot 旨在简化 Spring 开发(减少配置文件,开箱即用!)。

1.1 Spring MVC工作原理

  • DispatcherServlet:核心的中央处理器,负责接收请求、分发,并给予客户端响应。

  • HandlerMapping:处理器映射器,根据 URL 去匹配查找能处理的 Handler ,并会将请求涉及到的拦截器和 Handler 一起封装。

  • HandlerAdapter:处理器适配器,根据 HandlerMapping 找到的 Handler ,适配执行对应的 Handler;

  • Handler:请求处理器,处理实际请求的处理器。

  • ViewResolver:视图解析器,根据 Handler 返回的逻辑视图 / 视图,解析并渲染真正的视图,并传递给 DispatcherServlet 响应客户端

image.png

流程说明(重要):

  1. 客户端(浏览器)发送请求, DispatcherServlet拦截请求。

  2. DispatcherServlet 根据请求信息调用 HandlerMapping 。HandlerMapping 根据 URL 去匹配查找能处理的 Handler(也就是我们平常说的 Controller 控制器) ,并会将请求涉及到的拦截器和 Handler 一起封装。

  3. DispatcherServlet 调用 HandlerAdapter适配器执行 Handler 。

  4. Handler 完成对用户请求的处理后,会返回一个 ModelAndView 对象给DispatcherServlet,ModelAndView 顾名思义,包含了数据模型以及相应的视图的信息。Model 是返回的数据对象,View 是个逻辑上的 View。

  5. ViewResolver 会根据逻辑 View 查找实际的 View。

  6. DispaterServlet 把返回的 Model 传给 View(视图渲染)。

  7. 把 View 返回给请求者(浏览器)

2 Spring Bean

Bean 代指的就是那些被 IoC 容器所管理的对象。

2.1 Bean作用域

  • singleton : IoC 容器中只有唯一的 bean 实例。Spring 中的 bean 默认都是单例的,是对单例设计模式的应用。

  • prototype : 每次获取都会创建一个新的 bean 实例。也就是说,连续 getBean() 两次,得到的是不同的 Bean 实例。

  • request (仅 Web 应用可用): 每一次 HTTP 请求都会产生一个新的 bean(请求 bean),该 bean 仅在当前 HTTP request 内有效。

  • session (仅 Web 应用可用) : 每一次来自新 session 的 HTTP 请求都会产生一个新的 bean(会话 bean),该 bean 仅在当前 HTTP session 内有效。

  • application/global-session (仅 Web 应用可用):每个 Web 应用在启动时创建一个 Bean(应用 Bean),该 bean 仅在当前应用启动时间内有效。

  • websocket (仅 Web 应用可用):每一次 WebSocket 会话产生一个新的 bean。

@Bean @Scope(value = ConfigurableBeanFactory.SCOPE_PROTOTYPE) public Person personPrototype() { return new Person(); }

2.2 Bean是否线程安全

prototype 作用域下,每次获取都会创建一个新的 bean 实例,不存在资源竞争问题,所以不存在线程安全问题。singleton 作用域下,IoC 容器中只有唯一的 bean 实例,可能会存在资源竞争问题(取决于 Bean 是否有状态)。如果这个 bean 是有状态的话,那就存在线程安全问题(有状态 Bean 是指包含可变的成员变量的对象)。

大部分 Bean 实际都是无状态(没有定义可变的成员变量)的(比如 Dao、Service),这种情况下, Bean 是线程安全的。

对于有状态单例 Bean 的线程安全问题,常见的有两种解决办法:

  1. 在 Bean 中尽量避免定义可变的成员变量。

  2. 在类中定义一个 ThreadLocal 成员变量,将需要的可变成员变量保存在 ThreadLocal 中(推荐的一种方式)。

2.3 Bean生命周期

  1. 创建 Bean 的实例:Bean 容器首先会找到配置文件中的 Bean 定义,然后使用 Java 反射 API 来创建 Bean 的实例。

  2. Bean 属性赋值/填充:为 Bean 设置相关属性和依赖,例如@Autowired 等注解注入的对象、@Value 注入的值、setter方法或构造函数注入依赖和值、@Resource注入的各种资源。

  3. Bean 初始化:

    • 如果 Bean 实现了 BeanNameAware 接口,调用 setBeanName()方法,传入 Bean 的名字。
    • 如果 Bean 实现了 BeanClassLoaderAware 接口,调用 setBeanClassLoader()方法,传入 ClassLoader对象的实例。
    • 如果 Bean 实现了 BeanFactoryAware 接口,调用 setBeanFactory()方法,传入 BeanFactory对象的实例。
    • 与上面的类似,如果实现了其他 *.Aware接口,就调用相应的方法。
    • 如果有和加载这个 Bean 的 Spring 容器相关的 BeanPostProcessor 对象,执行postProcessBeforeInitialization() 方法
    • 如果 Bean 实现了InitializingBean接口,执行afterPropertiesSet()方法。
    • 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。
    • 如果有和加载这个 Bean 的 Spring 容器相关的 BeanPostProcessor 对象,执行postProcessAfterInitialization() 方法。
  4. 销毁 Bean:销毁并不是说要立马把 Bean 给销毁掉,而是把 Bean 的销毁方法先记录下来,将来需要销毁 Bean 或者销毁容器的时候,就调用这些方法去释放 Bean 所持有的资源

    • 如果 Bean 实现了 DisposableBean 接口,执行 destroy() 方法。
    • 如果 Bean 在配置文件中的定义包含 destroy-method 属性,执行指定的 Bean 销毁方法。或者,也可以直接通过@PreDestroy 注解标记 Bean 销毁之前执行的方法。

[!Note]

  • BeanNameAware:注入当前 bean 对应 beanName;
  • BeanClassLoaderAware:注入加载当前 bean 的 ClassLoader;
  • BeanFactoryAware:注入当前 BeanFactory 容器的引用。
  • BeanPostProcessor 接口是 Spring 为修改 Bean 提供的强大扩展点
    • postProcessBeforeInitialization:Bean 实例化、属性注入完成后,InitializingBean#afterPropertiesSet方法以及自定义的 init-method 方法之前执行;
    • postProcessAfterInitialization:类似于上面,不过是在 InitializingBean#afterPropertiesSet方法以及自定义的 init-method 方法之后执行。

image.png

  • 整体上可以简单分为四步:实例化 —> 属性赋值 —> 初始化 —> 销毁。

  • 初始化这一步涉及到的步骤比较多,包含 Aware 接口的依赖注入、BeanPostProcessor 在初始化前后的处理以及 InitializingBean 和 init-method 的初始化操作。

  • 销毁这一步会注册相关销毁回调接口,最后通过DisposableBean 和 destory-method 进行销毁。

image.png
Spring常见面试题总结 | JavaGuide

3 注解

3.1 将一个类声明为Bean的注解

import org.springframework.stereotype.Component;
@Component
  • @Component:标注一个类为Spring容器的Bean,把普通pojo实例化到spring容器中,相当于配置文件中的<bean id=“” class=“”/>

  • @Repository:对应持久层即Dao层,主要用于数据库相关操作

  • @Service:对应服务层,主要涉及一些复杂的逻辑,需要用到 Dao 层。

  • @Controller:对应 Spring MVC 控制层,主要用于接受用户请求并调用 Service 层返回数据给前端页面。表示Web层实现。

3.1.1 @Component 和 @Bean 的区别是什么?

  • @Component 注解作用于类,而@Bean注解作用于方法。

  • @Component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。@Bean 注解通常是我们在标有该注解的方法中定义产生这个 bean,@Bean告诉了 Spring 这是某个类的实例,当我需要用它的时候还给我。

3.2 注入Bean的注解

Spring 内置的 @Autowired 以及 JDK 内置的 @Resource 和 @Inject 都可以用于注入 Bean。

Annotation Package Source
@Autowired org.springframework.bean.factory Spring 2.5+
@Resource javax.annotation Java JSR-250
@Inject javax.inject Java JSR-330

3.2.1 @Autowired 和 @Resource 的区别是什么?

Autowired 属于 Spring 内置的注解,默认的注入方式为byType(根据类型进行匹配),也就是说会优先根据接口类型去匹配并注入 Bean (接口的实现类)。

[!note]
这会有什么问题呢? 当一个接口存在多个实现类的话,byType这种方式就无法正确注入对象了,因为这个时候 Spring 会同时找到多个满足条件的选择,默认情况下它自己不知道选择哪一个。

这种情况下,注入方式会变为 byName(根据名称进行匹配),这个名称通常就是类名(首字母小写)。

//`SmsService` 接口有两个实现类: `SmsServiceImpl1`和 `SmsServiceImpl2`,且它们都已经被 Spring 容器所管理。

// 报错,byName 和 byType 都无法匹配到 bean
@Autowired
private SmsService smsService;
// 正确注入 SmsServiceImpl1 对象对应的 bean
@Autowired
private SmsService smsServiceImpl1;
// 正确注入 SmsServiceImpl1 对象对应的 bean
// smsServiceImpl1 就是我们上面所说的名称
@Autowired
@Qualifier(value = "smsServiceImpl1")
private SmsService smsService;

@Resource属于 JDK 提供的注解,默认注入方式为 byName。如果无法通过名称匹配到对应的 Bean 的话,注入方式会变为byType。

如果仅指定 name 属性则注入方式为byName,如果仅指定type属性则注入方式为byType,如果同时指定name 和type属性(不建议这么做)则注入方式为byType+byName。

// 报错,byName 和 byType 都无法匹配到 bean
@Resource
private SmsService smsService;
// 正确注入 SmsServiceImpl1 对象对应的 bean
@Resource
private SmsService smsServiceImpl1;
// 正确注入 SmsServiceImpl1 对象对应的 bean(比较推荐这种方式)
@Resource(name = "smsServiceImpl1")
private SmsService smsService;

[!tip]

  • @Autowired 是 Spring 提供的注解,@Resource 是 JDK 提供的注解。
  • Autowired 默认的注入方式为byType(根据类型进行匹配),@Resource默认注入方式为 byName(根据名称进行匹配)。
  • 当一个接口存在多个实现类的情况下,@Autowired 和@Resource都需要通过名称才能正确匹配到对应的 Bean。Autowired 可以通过 @Qualifier 注解来显式指定名称,@Resource可以通过 name 属性来显式指定名称。
  • @Autowired 支持在构造函数、方法、字段和参数上使用。@Resource 主要用于字段和方法上的注入,不支持在构造函数或参数上使用。

image.png

4 事务

在 Spring 框架中, @Transactional注解是用来开启事务的,但它的工作原理是通过代理对象来实现的。 当你在一个 public方法上加上 @Transactional注解时,Spring 会生成一个代理对象,该代理对象负责管理事务。 但是,对于 private方法,由于其访问权限的限制,Spring 无法生成代理对象,因此事务也无法正常生效。

4.1 事务隔离级别

  • TransactionDefinition.ISOLATION_DEFAULT :使用后端数据库默认的隔离级别

  • TransactionDefinition.ISOLATION_READ_UNCOMMITTED :最低的隔离级别,使用这个隔离级别很少,因为它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

  • TransactionDefinition.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

  • TransactionDefinition.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。

  • TransactionDefinition.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。

5 BeanFactory

生产 bean 的工厂,它负责生产和管理各个 bean 实例。

image.png

  • ListableBeanFactory:通过这个接口,我们可以获取多个 Bean

  • HierarchicalBeanFactory:在应用中起多个 BeanFactory,然后可以将各个 BeanFactory 设置为父子关系。

  • AutowireCapableBeanFactory:自动装配Bean

  • ConfigurableListableBeanFactory