基础框架 Spring框架详解

基础框架 Spring框架详解

一、什么是Spring框架？

具体来说Spring是一个轻量级的容器，用于管理业务相关对象的。核心功能主要为：IOC,AOP,MVC。

1、Spring的IoC理解

IOC：控制反转，将对象的创建过程交给容器，让容器管理对象的生命周期。如创建，初始化，销毁等。
（1）IOC控制反转就是指创建对象的控制权的转移，以前创建对象的主动权和时机是由自己把控的，而现在这种权力转移到Spring容器中，由容器根据配置文件去创建实例和管理各个实例之间的依赖关系，对象与对象之间松散耦合，也利于功能的复用。DI依赖注入，和控制反转是同一个概念的不同角度的描述，就是应用程序在运行时依赖IoC容器来动态注入对象需要的外部资源。
（2）最直观的表达就是，IOC让对象的创建不用去new了，可以由spring自动生产，使用java的反射机制，根据配置文件在运行时动态的去创建对象以及管理对象，并调用对象的方法。
（3）Spring的IOC有三种注入方式 ：构造器注入、setter方法注入、接口注入。

2、Spring的AOP理解

AOP：面向切面编程，作为面向对象的一种补充，用于将那些与业务无关，但却对多个对象产生影响的公共行为和逻辑，抽取并封装为一个可重用的模块，这个模块被称为为“切面”（Aspect），减少系统中的重复代码，降低了模块间的耦合度，同时提高了系统的可维护性。可用于权限认证、日志、事务处理。

AOP实现的关键在于代理模式，AOP代理主要分为静态代理和动态代理。静态代理的代表为AspectJ；动态代理则以Spring AOP为代表。
（1）AspectJ是静态代理的增强，所谓静态代理，就是AOP框架会在编译阶段生成AOP代理类，因此也称为编译时增强，他会在编译阶段将AspectJ(切面)织入到Java字节码中，运行的时候就是增强之后的AOP对象。
（2）Spring AOP使用的动态代理，所谓的动态代理就是说AOP框架不会去修改字节码，而是每次运行时在内存中临时为方法生成一个AOP对象，这个AOP对象包含了目标对象的全部方法，并且在特定的切点做了增强处理，并回调原对象的方法。

Spring AOP中的动态代理主要有两种方式，JDK动态代理和CGLIB动态代理：
①JDK动态代理只提供接口的代理，不支持类的代理。核心InvocationHandler接口和Proxy类，InvocationHandler 通过invoke()方法反射来调用目标类中的代码，动态地将横切逻辑和业务编织在一起；接着，Proxy利用 InvocationHandler动态创建一个符合某一接口的的实例, 生成目标类的代理对象。
②如果代理类没有实现 InvocationHandler 接口，那么Spring AOP会选择使用CGLIB来动态代理目标类。CGLIB（Code Generation Library），是一个代码生成的类库，可以在运行时动态的生成指定类的一个子类对象，并覆盖其中特定方法并添加增强代码，从而实现AOP。CGLIB是通过继承的方式实现动态代理，因此如果某个类被标记为final，那么它是无法使用CGLIB做动态代理的。

（3）静态代理与动态代理区别在于生成AOP代理对象的时机不同，相对来说AspectJ的静态代理方式具有更好的性能，但是AspectJ需要特定的编译器进行处理，而Spring AOP则无需特定的编译器处理。

3、MVC

SpringMvc是Spring基于MVC模式设计提供的Web框架，如今比较流行的框架之一。

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，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

二、Spring的事物管理

事务就是对一系列的数据库操作（比如插入多条数据）进行统一的提交或回滚操作，如果插入成功，那么一起成功，如果中间有一条出现异常，那么回滚之前的所有操作。这样可以防止出现脏数据，防止数据库数据出现问题。
开发中为了避免这种情况一般都会进行事务管理。Spring中也有自己的事务管理机制，一般是使用TransactionMananger进行管理，可以通过Spring的注入来完成此功能。
Spring支持如下两种方式的事务管理：
编程式事务管理：这意味着你可以通过编程的方式管理事务，这种方式带来了很大的灵活性，但很难维护。
声明式事务管理：这种方式意味着你可以将事务管理和业务代码分离。你只需要通过注解或者XML配置管理事务。
一般选择声明式事务管理，因为这种方式和应用程序的关联较少。

三、Spring的优点

1）低侵入式设计，代码污染极低；
2）IOC将对象之间的依赖关系交由框架处理，降低组件的耦合性；
3）AOP支持允许将一些通用任务如安全、事务、日志等进行集中式管理，从而提供了更好的复用；
4）对主流的框架提供了很好的集成支持。

四、Spring中用到哪些设计模式

1.工厂模式（BeanFactory中）
2.单例模式（Spring中默认bean为单例）
3.适配器模式（HandlerAdater）
4.装饰者模式
5.代理模式（AOP中用到JDK动态代理）
6.观察者模式（listener的实现，例如ApplicationListener）
7.策略模式（定义一系列的算法，把它们一个个的封装起来，并且使它们可以相互替换。在实例化对象时用到）
8.模板模式（jdbcTemplate）

五、BeanFactory和ApplicationContext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：

（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。

六、Spring 中的 bean 的作用域

Spring容器中的bean可以分为5个范围：
singleton : 唯一 bean 实例，Spring 中的 bean 默认都是单例的。
prototype : 每次请求都会创建一个新的 bean 实例。
request:每一次HTTP请求都会产生一个新的bean，该bean仅在当前HTTPrequest内有效。
session:每一次HTTP请求都会产生一个新的 bean，该bean仅在当前HTTPsession内有效。
global-session： 全局session作用域，仅仅在基于portlet的web应用中才有意义，Spring5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。

七、Spring Bean的生命周期

首先说一下Servlet的生命周期：实例化，初始init，接收请求service，销毁destroy；
Spring上下文中的Bean生命周期也类似，如下：
（1）实例化Bean：
对于BeanFactory容器，当客户向容器请求一个尚未初始化的bean时，或初始化bean的时候需要注入另一个尚未初始化的依赖时，容器就会调用createBean进行实例化。对于ApplicationContext容器，当容器启动结束后，通过获取BeanDefinition对象中的信息，实例化所有的bean。
（2）设置对象属性（依赖注入）：
实例化后的对象被封装在BeanWrapper对象中，然后，Spring根据BeanDefinition中的信息 以及 通过BeanWrapper提供的设置属性的接口完成依赖注入。
（3）处理Aware接口：
接着，Spring会检测该对象是否实现了xxxAware接口，并将相关的xxxAware实例注入给Bean：
①如果这个Bean已经实现了BeanNameAware接口，会调用它实现的setBeanName(String beanId)方法，此处传递的就是Spring配置文件中Bean的id值；
②如果这个Bean已经实现了BeanFactoryAware接口，会调用它实现的setBeanFactory()方法，传递的是Spring工厂自身。
③如果这个Bean已经实现了ApplicationContextAware接口，会调用setApplicationContext(ApplicationContext)方法，传入Spring上下文；
（4）BeanPostProcessor：
如果想对Bean进行一些自定义的处理，那么可以让Bean实现了BeanPostProcessor接口，那将会调用postProcessBeforeInitialization(Object obj, String s)方法。
（5）InitializingBean 与 init-method：
如果Bean在Spring配置文件中配置了 init-method 属性，则会自动调用其配置的初始化方法。
（6）如果这个Bean实现了BeanPostProcessor接口，将会调用postProcessAfterInitialization(Object obj, String s)方法；由于这个方法是在Bean初始化结束时调用的，所以可以被应用于内存或缓存技术；
以上几个步骤完成后，Bean就已经被正确创建了，之后就可以使用这个Bean了。
（7）DisposableBean：
当Bean不再需要时，会经过清理阶段，如果Bean实现了DisposableBean这个接口，会调用其实现的destroy()方法；
（8）destroy-method：
最后，如果这个Bean的Spring配置中配置了destroy-method属性，会自动调用其配置的销毁方法。

八、Spring的自动装配

在spring中，对象无需自己查找或创建与其关联的其他对象，由容器负责把需要相互协作的对象引用赋予各个对象，使用autowire来配置自动装载模式。
在Spring框架xml配置中共有5种自动装配：
（1）no：默认的方式是不进行自动装配的，通过手工设置ref属性来进行装配bean。
（2）byName：通过bean的名称进行自动装配，如果一个bean的 property 与另一bean 的name 相同，就进行自动装配。
（3）byType：通过参数的数据类型进行自动装配。
（4）constructor：利用构造函数进行装配，并且构造函数的参数通过byType进行装配。
（5）autodetect：自动探测，如果有构造方法，通过 construct的方式自动装配，否则使用 byType的方式自动装配。

九、Spring通知有哪些类型

（1）前置通知（Before advice）：在某连接点（join point）之前执行的通知，但这个通知不能阻止连接点前的执行（除非它抛出一个异常）。
（2）返回后通知（After returning advice）：在某连接点（join point）正常完成后执行的通知：例如，一个方法没有抛出任何异常，正常返回。
（3）抛出异常后通知（After throwing advice）：在方法抛出异常退出时执行的通知。
（4）后通知（After (finally) advice）：当某连接点退出的时候执行的通知（不论是正常返回还是异常退出）。
（5）环绕通知（Around Advice）：包围一个连接点（join point）的通知，如方法调用。这是最强大的一种通知类型。 环绕通知可以在方法调用前后完成自定义的行为。它也会选择是否继续执行连接点或直接返回它们自己的返回值或抛出异常来结束执行。 环绕通知是最常用的一种通知类型。大部分基于拦截的AOP框架，例如Nanning和JBoss4，都只提供环绕通知