面临挑战：2020最新Spring面试题详解（上）

前言

Spring 框架核心组件之一是 IOC，IOC主要负责管理 Bean 的创建和 Bean 之间的依赖注入；在一般的项目实践中我们只需要一个 IOC 容器来管理所有的 Bean 就可以了，但是这不是必然的，在 Spring MVC 框架中就是用了两级 IOC 容器来更好的管理业务 Bean 与Controller Bean；另外使用级联容器我们可以实现子 IOC 容器共享父容器的 Bean，并且可以达到各个子IOC容器的 Bean 相互隔离。

正文

什么是spring?

Spring是一个轻量级Java开发框架，最早有Rod Johnson创建，目的是为了解决企业级应用开发的业务逻辑层和其他各层的耦合问题。它是一个分层的JavaSE/JavaEE full-stack（一站式）轻量级开源框架，为开发Java应用程序提供全面的基础架构支持。Spring负责基础架构，因此Java开发者可以专注于应用程序的开发。

Spring最根本的使命是解决企业级应用开发的复杂性，即简化Java开发。

Spring可以做很多事情，它为企业级开发提供给了丰富的功能，但是这些功能的底层都依赖于它的两个核心特性，也就是依赖注入（dependency injection，DI）和面向切面编程（aspect-oriented programming，AOP）。

为了降低Java开发的复杂性，Spring采取了以下4种关键策略

基于POJO的轻量级和最小侵入性编程；
通过依赖注入和面向接口实现松耦合；
基于切面和惯例进行声明式编程；
通过切面和模板减少样板式代码。
Spring框架的设计目标，设计理念，和核心是什么

Spring设计目标：Spring为开发者提供一个一站式轻量级应用开发平台；

Spring设计理念：在JavaEE开发中，支持POJO和JavaBean开发方式，使应用面向接口开发，充分支持OO（面向对象）设计方法；Spring通过IoC容器实现对象耦合关系的管理，并实现依赖反转，将对象之间的依赖关系交给IoC容器，实现解耦；

Spring框架的核心：IoC容器和AOP模块。通过IoC容器管理POJO对象以及他们之间的耦合关系；通过AOP以动态非侵入的方式增强服务。

IoC让相互协作的组件保持松散的耦合，而AOP编程允许你把遍布于应用各层的功能分离出来形成可重用的功能组件。

Spring的优缺点是什么？

优点

方便解耦，简化开发

Spring就是一个大工厂，可以将所有对象的创建和依赖关系的维护，交给Spring管理。

AOP编程的支持

Spring提供面向切面编程，可以方便的实现对程序进行权限拦截、运行监控等功能。

声明式事务的支持

只需要通过配置就可以完成对事务的管理，而无需手动编程。

方便程序的测试

Spring对Junit4支持，可以通过注解方便的测试Spring程序。

方便集成各种优秀框架

Spring不排斥各种优秀的开源框架，其内部提供了对各种优秀框架的直接支持（如：Struts、Hibernate、MyBatis等）。

降低JavaEE API的使用难度

Spring对JavaEE开发中非常难用的一些API（JDBC、JavaMail、远程调用等），都提供了封装，使这些API应用难度大大降低。

缺点

Spring明明一个很轻量级的框架，却给人感觉大而全
Spring依赖反射，反射影响性能
使用门槛升高，入门Spring需要较长时间

Spring有哪些应用场景

应用场景：JavaEE企业应用开发，包括SSH、SSM等

Spring价值：

Spring是非侵入式的框架，目标是使应用程序代码对框架依赖最小化；
Spring提供一个一致的编程模型，使应用直接使用POJO开发，与运行环境隔离开来；
Spring推动应用设计风格向面向对象和面向接口开发转变，提高了代码的重用性和可测试性；

Spring由哪些模块组成？

Spring 总共大约有 20 个模块， 由 1300 多个不同的文件构成。 而这些组件被分别整合在核心容器（Core Container） 、 AOP（Aspect Oriented Programming）和设备支持（Instrmentation） 、数据访问与集成（Data Access/Integeration） 、 Web、 消息（Messaging） 、 Test等 6 个模块中。 以下是 Spring 5 的模块结构图：

• spring core：提供了框架的基本组成部分，包括控制反转（Inversion of
  Control，IOC）和依赖注入（Dependency Injection，DI）功能。
• spring beans：提供了BeanFactory，是工厂模式的一个经典实现，Spring将管理对象称为Bean。
• spring context：构建于 core 封装包基础上的 context 封装包，提供了一种框架式的对象访问方法。
• spring jdbc：提供了一个JDBC的抽象层，消除了烦琐的JDBC编码和数据库厂商特有的错误代码解析， 用于简化JDBC。
• spring aop：提供了面向切面的编程实现，让你可以自定义拦截器、切点等。
• spring Web：提供了针对 Web 开发的集成特性，例如文件上传，利用 servlet listeners 进行 ioc
  容器初始化和针对 Web 的 ApplicationContext。
• spring test：主要为测试提供支持的，支持使用JUnit或TestNG对Spring组件进行单元测试和集成测试。

Spring 框架中都用到了哪些设计模式？

工厂模式：BeanFactory就是简单工厂模式的体现，用来创建对象的实例；单例模式：Bean默认为单例模式。代理模式：Spring的AOP功能用到了JDK的动态代理和CGLIB字节码生成技术；模板方法：用来解决代码重复的问题。比如. RestTemplate, JmsTemplate, JpaTemplate。观察者模式：定义对象键一种一对多的依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都会得到通知被制动更新，如Spring中listener的实现–ApplicationListener。

详细讲解一下核心容器（spring context应用上下文) 模块

这是基本的Spring模块，提供spring 框架的基础功能，BeanFactory 是 任何以spring为基础的应用的核心。Spring 框架建立在此模块之上，它使Spring成为一个容器。

Bean 工厂是工厂模式的一个实现，提供了控制反转功能，用来把应用的配置和依赖从真正的应用代码中分离。最常用的就是org.springframework.beans.factory.xml.XmlBeanFactory ，它根据XML文件中的定义加载beans。该容器从XML 文件读取配置元数据并用它去创建一个完全配置的系统或应用。

Spring框架中有哪些不同类型的事件

Spring 提供了以下5种标准的事件：

• 上下文更新事件（ContextRefreshedEvent）：在调用ConfigurableApplicationContext
  接口中的refresh()方法时被触发。
• 上下文开始事件（ContextStartedEvent）：当容器调用ConfigurableApplicationContext的Start()方法开始/重新开始容器时触发该事件。
• 上下文停止事件（ContextStoppedEvent）：当容器调用ConfigurableApplicationContext的Stop()方法停止容器时触发该事件。
• 上下文关闭事件（ContextClosedEvent）：当ApplicationContext被关闭时触发该事件。容器被关闭时，其管理的所有单例Bean都被销毁。
• 请求处理事件（RequestHandledEvent）：在Web应用中，当一个http请求（request）结束触发该事件。如果一个bean实现了ApplicationListener接口，当一个ApplicationEvent被发布以后，bean会自动被通知。
• Spring 应用程序有哪些不同组件？

Spring 应用一般有以下组件：

• 接口 - 定义功能。
• Bean 类 - 它包含属性，setter 和 getter 方法，函数等。
• Bean 配置文件 - 包含类的信息以及如何配置它们。
• Spring 面向切面编程（AOP） - 提供面向切面编程的功能。
• 用户程序 - 它使用接口。

使用 Spring 有哪些方式？

使用 Spring 有以下方式：

• 作为一个成熟的 Spring Web 应用程序。
• 作为第三方 Web 框架，使用 Spring Frameworks 中间层。
• 作为企业级 Java Bean，它可以包装现有的 POJO（Plain Old Java Objects）。
• 用于远程使用。

Spring控制反转(IOC)（13）

什么是Spring IOC 容器？

控制反转即IoC (Inversion of Control)，它把传统上由程序代码直接操控的对象的调用权交给容器，通过容器来实现对象组件的装配和管理。所谓的“控制反转”概念就是对组件对象控制权的转移，从程序代码本身转移到了外部容器。

Spring IOC 负责创建对象，管理对象（通过依赖注入（DI），装配对象，配置对象，并且管理这些对象的整个生命周期。

控制反转(IoC)有什么作用

• 管理对象的创建和依赖关系的维护。对象的创建并不是一件简单的事，在对象关系比较复杂时，如果依赖关系需要程序猿来维护的话，那是相当头疼的
• 解耦，由容器去维护具体的对象
• 托管了类的产生过程，比如我们需要在类的产生过程中做一些处理，最直接的例子就是代理，如果有容器程序可以把这部分处理交给容器，应用程序则无需去关心类是如何完成代理的

IOC的优点是什么？

• IOC 或 依赖注入把应用的代码量降到最低。
• 它使应用容易测试，单元测试不再需要单例和JNDI查找机制。
• 最小的代价和最小的侵入性使松散耦合得以实现。
• IOC容器支持加载服务时的饿汉式初始化和懒加载。

Spring IoC 的实现机制

Spring 中的 IoC 的实现原理就是工厂模式加反射机制。

示例：

interface Fruit {
     
   public abstract void eat();
 }
 
class Apple implements Fruit {
     
    public void eat(){
     
        System.out.println("Apple");
    }
}
 
class Orange implements Fruit {
     
    public void eat(){
     
        System.out.println("Orange");
    }
}
 
class Factory {
     
    public static Fruit getInstance(String ClassName) {
     
        Fruit f=null;
        try {
     
            f=(Fruit)Class.forName(ClassName).newInstance();
        } catch (Exception e) {
     
            e.printStackTrace();
        }
        return f;
    }
}
 
class Client {
     
    public static void main(String[] a) {
     
        Fruit f=Factory.getInstance("io.github.dunwu.spring.Apple");
        if(f!=null){
     
            f.eat();
        }
    }
}

Spring 的 IoC支持哪些功能

Spring 的 IoC 设计支持以下功能：

• 依赖注入
• 依赖检查
• 自动装配
• 支持集合
• 指定初始化方法和销毁方法
• 支持回调某些方法（但是需要实现 Spring 接口，略有侵入）
  其中，最重要的就是依赖注入，从 XML 的配置上说，即 ref 标签。对应 Spring RuntimeBeanReference 对象。
  对于 IoC 来说，最重要的就是容器。容器管理着 Bean 的生命周期，控制着 Bean 的依赖注入。

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。

依赖关系

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：

• 继承MessageSource，因此支持国际化。
• 统一的资源文件访问方式。
• 提供在监听器中注册bean的事件。
• 同时加载多个配置文件。
• 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。

加载方式

BeanFactroy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。

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，因为它们已经创建好了。

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Bean较多时，程序启动较慢。

创建方式

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。

注册方式

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。

Spring 如何设计容器的，BeanFactory和ApplicationContext的关系详解

Spring 作者 Rod Johnson 设计了两个接口用以表示容器。

• BeanFactory
• ApplicationContext

BeanFactory 简单粗暴，可以理解为就是个 HashMap，Key 是 BeanName，Value 是 Bean 实例。通常只提供注册（put），获取（get）这两个功能。我们可以称之为 “低级容器”。

ApplicationContext 可以称之为 “高级容器”。因为他比 BeanFactory 多了更多的功能。他继承了多个接口。因此具备了更多的功能。例如资源的获取，支持多种消息（例如 JSP tag 的支持），对 BeanFactory 多了工具级别的支持等待。所以你看他的名字，已经不是 BeanFactory 之类的工厂了，而是 “应用上下文”， 代表着整个大容器的所有功能。该接口定义了一个 refresh 方法，此方法是所有阅读 Spring 源码的人的最熟悉的方法，用于刷新整个容器，即重新加载/刷新所有的 bean。

当然，除了这两个大接口，还有其他的辅助接口，这里就不介绍他们了。

BeanFactory和ApplicationContext的关系

为了更直观的展示 “低级容器” 和 “高级容器” 的关系，这里通过常用的 ClassPathXmlApplicationContext 类来展示整个容器的层级 UML 关系。

有点复杂？ 先不要慌，我来解释一下。

最上面的是 BeanFactory，下面的 3 个绿色的，都是功能扩展接口，这里就不展开讲。

看下面的隶属 ApplicationContext 粉红色的 “高级容器”，依赖着 “低级容器”，这里说的是依赖，不是继承哦。他依赖着 “低级容器” 的 getBean 功能。而高级容器有更多的功能：支持不同的信息源头，可以访问文件资源，支持应用事件（Observer 模式）。

通常用户看到的就是 “高级容器”。 但 BeanFactory 也非常够用啦！

左边灰色区域的是 “低级容器”， 只负载加载 Bean，获取 Bean。容器其他的高级功能是没有的。例如上图画的 refresh 刷新 Bean 工厂所有配置，生命周期事件回调等。

小结

说了这么多，不知道你有没有理解Spring IoC？ 这里小结一下：IoC 在 Spring 里，只需要低级容器就可以实现，2 个步骤：

加载配置文件，解析成 BeanDefinition 放在 Map 里。
调用 getBean 的时候，从 BeanDefinition 所属的 Map 里，拿出 Class 对象进行实例化，同时，如果有依赖关系，将递归调用 getBean 方法 —— 完成依赖注入。
上面就是 Spring 低级容器（BeanFactory）的 IoC。

至于高级容器 ApplicationContext，他包含了低级容器的功能，当他执行 refresh 模板方法的时候，将刷新整个容器的 Bean。同时其作为高级容器，包含了太多的功能。一句话，他不仅仅是 IoC。他支持不同信息源头，支持 BeanFactory 工具类，支持层级容器，支持访问文件资源，支持事件发布通知，支持接口回调等等。

题外

近段时间正值找工作的最佳时间，本人将一些各大厂商的面试题和今年(2020)最新资料的收集，以下是部分资料截图（所有资料均已整合成文档，pdf压缩打包处理）。
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