【java面试】Spring

1. Spring 介绍

Spring是一个轻量级的IoC和AOP容器框架。是为Java应用程序提供基础性服务的一套框架，目的是用于简化企业应用程序的开发，它使得开发者只需要关心业务需求。
主要包括以下七个模块：

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 Core：核心类库，所有功能都依赖于该类库，提供IOC和DI服务；
Spring AOP：AOP服务；
Spring Web：提供了基本的面向Web的综合特性，提供对常见框架如Struts2的支持，Spring能够管理这些框架，将Spring的资源注入给框架，也能在这些框架的前后插入拦截器；
Spring MVC：提供面向Web应用的Model-View-Controller，即MVC实现。
Spring DAO：对JDBC的抽象封装，简化了数据访问异常的处理，并能统一管理JDBC事务；
Spring ORM：对现有的ORM框架的支持；

1.1 Spring 的优点

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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）。
6. 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。

1.2 Spring 的缺点

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

1.3 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。

2. Spring俩大核心概念

IOC，Inversion of Control，控制反转

指将对象的控制权转移给Spring框架，由 Spring 来负责控制对象的生命周期（比如创建、销毁）和对象间的依赖关系。
最直观的表达就是，以前创建对象的时机和主动权都是由自己把控的，如果在一个对象中使用另外的对象，就必须主动通过new指令去创建依赖对象，使用完后还需要销毁（比如Connection等），对象始终会和其他接口或类耦合起来。而 IOC 则是由专门的容器来帮忙创建对象，将所有的类都在 Spring 容器中登记，当需要某个对象时，不再需要自己主动去 new 了，只需告诉 Spring 容器，然后 Spring 就会在系统运行到适当的时机，把你想要的对象主动给你。也就是说，对于某个具体的对象而言，以前是由自己控制它所引用对象的生命周期，而在IOC中，所有的对象都被 Spring 控制，控制对象生命周期的不再是引用它的对象，而是Spring容器，由 Spring 容器帮我们创建、查找及注入依赖对象，而引用对象只是被动的接受依赖对象，所以这叫控制反转。

Spring 中的 IOC 的实现原理就是工厂模式加反射机制。示例：

/**
*水果
*/
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();
		}
	}
}

AOP(Aspect-OrientedProgramming)，面向切面编程

学java的应该都知道面向对象编程（oop），而OOP是从静态解读考虑程序结构，但AOP是从动态角度考虑程序运行过程。也可以说AOP是OOP的补充和完善。
OOP引入了封装、继承和多态性等概念来建立一种对象层次结构， 用以模拟公共的一个集合。当我们需要为分散的对象引入公共行为的时候，则OOP显得无能为力了。也就是说，OOP允许你定义从上到下的关系，但并不适合从左到右的关系，例如日志功能。日志代码往往水平的散布在所有对象层次中，而与它所散布到的对象的核心功能毫无关系。对于其他类型的代码，如安全性、异常处理和透明的持续性也是如此。这种散布在各处的无关的代码被称为横切代码，在oop设计中，他导致了大量代码的重复，而不利于各个模块的重用。
而AOP技术则恰恰相反，它利用一种称为“横切”的技术，剖解开封装的对象内部，并将哪些影响了多个类的公共行为封装到一个可重用模块，并将其名为’Aspect’ˈæspekt。 所谓"方面"，简单的来说就是将那些与业务无关，却为业务模块所共同调用的逻辑或责任封装起来。便于减少系统的重复代码，降低模块间的耦合度等。
实现AOP的技术，主要分为两大类：一是采用动态代理技术，利用截取信息的方式，对该信息进行装饰，以取代鱼油对象行为的执行；二是采用静态织入的方式，引入特定的语法创建“方面”，从而使得编译器可以在编译期间织入有关“方面”的代码。

Spring AOP里面常用名词的概念：

（1）连接点（Join point）：指程序运行过程中所执行的方法。在Spring AOP中，一个连接点总代表一个方法的执行。
（2）切面（Aspect）：被抽取出来的公共模块，可以用来会横切多个对象。Aspect切面可以看成 Pointcut切点 和 Advice通知 的结合，一个切面可以由多个切点和通知组成。
在Spring AOP中，切面可以在类上使用 @AspectJ 注解来实现。
（3）切点（Pointcut）：切点用于定义 要对哪些Join point进行拦截。
切点分为execution方式和annotation方式。execution方式可以用路径表达式指定对哪些方法拦截，比如指定拦截add*、search*。annotation方式可以指定被哪些注解修饰的代码进行拦截。
（4）通知（Advice）：指要在连接点（Join Point）上执行的动作，即增强的逻辑，比如权限校验和、日志记录等。通知有各种类型，包括Around、Before、After、After returning、After throwing。
（5）目标对象（Target）：包含连接点的对象，也称作被通知（Advice）的对象。 由于Spring AOP是通过动态代理实现的，所以这个对象永远是一个代理对象。
（6）织入（Weaving）：通过动态代理，在目标对象（Target）的方法（即连接点Join point）中执行增强逻辑（Advice）的过程。
（7）引入（Introduction）：添加额外的方法或者字段到被通知的类。Spring允许引入新的接口（以及对应的实现）到任何被代理的对象。例如，你可以使用一个引入来使bean实现 IsModified 接口，以便简化缓存机制。

Spring容器的启动流程

（1）初始化Spring容器，注册内置的BeanPostProcessor的BeanDefinition到容器中

① 实例化BeanFactory【DefaultListableBeanFactory】工厂，用于生成Bean对象
② 实例化BeanDefinitionReader注解配置读取器，用于对特定注解（如@Service、 @Repository）的类进行读取转化成 BeanDefinition 对象，（BeanDefinition 是 Spring 中极其重要的一个概念，它存储了 bean 对象的所有特征信息，如是否单例，是否懒加载，factoryBeanName 等）
③ 实例化ClassPathBeanDefinitionScanner路径扫描器，用于对指定的包目录进行扫描查找 bean 对象

（2）将配置类的BeanDefinition注册到容器中。
（3）调用refresh()方法刷新容器。

① prepareRefresh()刷新前的预处理：
② obtainFreshBeanFactory()：获取在容器初始化时创建的BeanFactory：
③ prepareBeanFactory(beanFactory)：BeanFactory的预处理工作，向容器中添加一些组件：
④ postProcessBeanFactory(beanFactory)：子类重写该方法，可以实现在BeanFactory创建并预处理完成以后做进一步的设置
⑤ invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory)：在BeanFactory标准初始化之后执行BeanFactoryPostProcessor的方法，即BeanFactory的后置处理器：
⑥ registerBeanPostProcessors(beanFactory)：向容器中注册Bean的后置处理器BeanPostProcessor，它的主要作用是干预Spring初始化bean的流程，从而完成代理、自动注入、循环依赖等功能
⑦ initMessageSource()：初始化MessageSource组件，主要用于做国际化功能，消息绑定与消息解析：
⑧ initApplicationEventMulticaster()：初始化事件派发器，在注册监听器时会用到：
⑨ onRefresh()：留给子容器、子类重写这个方法，在容器刷新的时候可以自定义逻辑
⑩ registerListeners()：注册监听器：将容器中所有的ApplicationListener注册到事件派发器中，并派发之前步骤产生的事件：
⑪ finishBeanFactoryInitialization(beanFactory)：初始化所有剩下的单实例bean，核心方法是preInstantiateSingletons()，会调用getBean()方法创建对象；
⑫ finishRefresh()：发布BeanFactory容器刷新完成事件：

Spring Bean的生命周期？

实例化 Instantiation --> 属性赋值 Populate --> 初始化 Initialization --> 销毁 Destruction

Spring中bean的作用域

（1）singleton：默认作用域，单例bean，每个容器中只有一个bean的实例。
（2）prototype：为每一个bean请求创建一个实例。
（3）request：为每一个request请求创建一个实例，在请求完成以后，bean会失效并被垃圾回收器回收。
（4）session：与request范围类似，同一个session会话共享一个实例，不同会话使用不同的实例。
（5）global-session：全局作用域，所有会话共享一个实例。如果想要声明让所有会话共享的存储变量的话，那么这全局变量需要存储在global-session中。

说一下Spring基于xml注入bean的几种方式?

1. set()方法注入；
2. 构造器注入：①通过index设置参数的位置；②通过type设置参数类型；
3. 静态工厂注入；
4. 实例工厂；

Spring如何解决循环依赖问题？

循环依赖问题在Spring中主要有三种情况：
（1）通过构造方法进行依赖注入时产生的循环依赖问题。
（2）通过setter方法进行依赖注入且是在多例（原型）模式下产生的循环依赖问题。
（3）通过setter方法进行依赖注入且是在单例模式下产生的循环依赖问题。
在Spring中，只有第（3）种方式的循环依赖问题被解决了，其他两种方式在遇到循环依赖问题时都会产生异常。这是因为：
第一种构造方法注入的情况下，在new对象的时候就会堵塞住了，其实也就是”先有鸡还是先有蛋“的历史难题。
第二种setter方法（多例）的情况下，每一次getBean()时，都会产生一个新的Bean，如此反复下去就会有无穷无尽的Bean产生了，最终就会导致OOM问题的出现。
Spring在单例模式下的setter方法依赖注入引起的循环依赖问题，主要是通过二级缓存和三级缓存来解决的，其中三级缓存是主要功臣。解决的核心原理就是：在对象实例化之后，依赖注入之前，Spring提前暴露的Bean实例的引用在第三级缓存中进行存储。

Spring的自动装配

在spring中，使用autowire来配置自动装载模式，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。

（1）在Spring框架xml配置中共有5种自动装配：
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。
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。
byType：通过参数的数据类型进行自动装配。
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。
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。

（2）基于注解的自动装配方式：
使用@Autowired、@Resource注解来自动装配指定的bean。
在使用@Autowired注解之前需要在Spring配置文件进行配置。
在启动spring IoC时，容器自动装载了一个AutowiredAnnotationBeanPostProcessor后置处理器，当容器扫描到@Autowied、@Resource或@Inject时，就会在IoC容器自动查找需要的bean，并装配给该对象的属性。
在使用@Autowired时，首先在容器中查询对应类型的bean：
如果查询结果刚好为一个，就将该bean装配给@Autowired指定的数据；
如果查询的结果不止一个，那么@Autowired会根据名称来查找；
如果上述查找的结果为空，那么会抛出异常。解决方法时，使用required=false。
@Autowired可用于：构造函数、成员变量、Setter方法
注：@Autowired和@Resource之间的区别：
(1) @Autowired默认是按照类型装配注入的，默认情况下它要求依赖对象必须存在（可以设置它required属性为false）。
(2) @Resource默认是按照名称来装配注入的，只有当找不到与名称匹配的bean才会按照类型来装配注入。

Spring框架中都用到了哪些设计模式？

（1）工厂模式：Spring使用工厂模式，通过BeanFactory和ApplicationContext来创建对象

（2）单例模式：Bean默认为单例模式

（3）策略模式：例如Resource的实现类，针对不同的资源文件，实现了不同方式的资源获取策略

（4）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

（5）模板方法：可以将相同部分的代码放在父类中，而将不同的代码放入不同的子类中，用来解决代码重复的问题。比如RestTemplate, JmsTemplate, JpaTemplate

（6）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

（7）观察者模式：Spring事件驱动模型就是观察者模式的一个经典应用。

（8）桥接模式：可以根据客户的需求能够动态切换不同的数据源。比如我们的项目需要连接多个数据库，客户在每次访问中根据需要会去访问不同的数据库。

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：
（1）上下文更新事件（ContextRefreshedEvent）：在调用ConfigurableApplicationContext 接口中的refresh()方法时被触发。
（2）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。
（3）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。
（4）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。
（5）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。

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• 2023-10-18 第一版