三天吃透Spring面試八股文

程式設計師大彬發表於2023-03-31
Spring面試

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Spring的優點

  • 透過控制反轉和依賴注入實現松耦合。
  • 支援面向切面的程式設計，並且把應用業務邏輯和系統服務分開。
  • 透過切面和模板減少樣板式程式碼。
  • 宣告式事務的支援。可以從單調繁冗的事務管理程式碼中解脫出來，透過宣告式方式靈活地進行事務的管理，提高開發效率和質量。
  • 方便整合各種優秀框架。內部提供了對各種優秀框架的直接支援（如：Hessian、Quartz、MyBatis等）。
  • 方便程式的測試。Spring支援Junit4，新增註解便可以測試Spring程式。

Spring 用到了哪些設計模式？

1、簡單工廠模式：BeanFactory就是簡單工廠模式的體現，根據傳入一個唯一標識來獲得 Bean 物件。

@Override
public Object getBean(String name) throws BeansException {
    assertBeanFactoryActive();
    return getBeanFactory().getBean(name);
}

2、工廠方法模式：FactoryBean就是典型的工廠方法模式。spring在使用getBean()呼叫獲得該bean時，會自動呼叫該bean的getObject()方法。每個 Bean 都會對應一個 FactoryBean，如 SqlSessionFactory 對應 SqlSessionFactoryBean。

3、單例模式：一個類僅有一個例項，提供一個訪問它的全域性訪問點。Spring 建立 Bean 例項預設是單例的。

4、介面卡模式：SpringMVC中的介面卡HandlerAdatper。由於應用會有多個Controller實現，如果需要直接呼叫Controller方法，那麼需要先判斷是由哪一個Controller處理請求，然後呼叫相應的方法。當增加新的 Controller，需要修改原來的邏輯，違反了開閉原則（對修改關閉，對擴充套件開放）。

為此，Spring提供了一個介面卡介面，每一種 Controller 對應一種 HandlerAdapter 實現類，當請求過來，SpringMVC會呼叫getHandler()獲取相應的Controller，然後獲取該Controller對應的 HandlerAdapter，最後呼叫HandlerAdapter的handle()方法處理請求，實際上呼叫的是Controller的handleRequest()。每次新增新的 Controller 時，只需要增加一個介面卡類就可以，無需修改原有的邏輯。

常用的處理器介面卡：SimpleControllerHandlerAdapter，HttpRequestHandlerAdapter，AnnotationMethodHandlerAdapter。

// Determine handler for the current request.
mappedHandler = getHandler(processedRequest);

HandlerAdapter ha = getHandlerAdapter(mappedHandler.getHandler());

// Actually invoke the handler.
mv = ha.handle(processedRequest, response, mappedHandler.getHandler());

public class HttpRequestHandlerAdapter implements HandlerAdapter {

    @Override
    public boolean supports(Object handler) {//handler是被適配的物件，這裡使用的是物件的介面卡模式
        return (handler instanceof HttpRequestHandler);
    }

    @Override
    @Nullable
    public ModelAndView handle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler)
        throws Exception {

        ((HttpRequestHandler) handler).handleRequest(request, response);
        return null;
    }
}

5、代理模式：spring 的 aop 使用了動態代理，有兩種方式JdkDynamicAopProxy和Cglib2AopProxy。

6、觀察者模式：spring 中 observer 模式常用的地方是 listener 的實現，如ApplicationListener。

7、模板模式： Spring 中 jdbcTemplate、hibernateTemplate 等，就使用到了模板模式。

什麼是AOP？

面向切面程式設計，作為物件導向的一種補充，將公共邏輯（事務管理、日誌、快取等）封裝成切面，跟業務程式碼進行分離，可以減少系統的重複程式碼和降低模組之間的耦合度。切面就是那些與業務無關，但所有業務模組都會呼叫的公共邏輯。

AOP有哪些實現方式？

AOP有兩種實現方式：靜態代理和動態代理。

靜態代理

靜態代理：代理類在編譯階段生成，在編譯階段將通知織入Java位元組碼中，也稱編譯時增強。AspectJ使用的是靜態代理。

缺點：代理物件需要與目標物件實現一樣的介面，並且實現介面的方法，會有冗餘程式碼。同時，一旦介面增加方法，目標物件與代理物件都要維護。

動態代理

動態代理：代理類在程式執行時建立，AOP框架不會去修改位元組碼，而是在記憶體中臨時生成一個代理物件，在執行期間對業務方法進行增強，不會生成新類。

Spring AOP的實現原理

Spring的AOP實現原理其實很簡單，就是透過動態代理實現的。如果我們為Spring的某個bean配置了切面，那麼Spring在建立這個bean的時候，實際上建立的是這個bean的一個代理物件，我們後續對bean中方法的呼叫，實際上呼叫的是代理類重寫的代理方法。而Spring的AOP使用了兩種動態代理，分別是JDK的動態代理，以及CGLib的動態代理。

JDK動態代理和CGLIB動態代理的區別？

Spring AOP中的動態代理主要有兩種方式：JDK動態代理和CGLIB動態代理。

JDK動態代理

如果目標類實現了介面，Spring AOP會選擇使用JDK動態代理目標類。代理類根據目標類實現的介面動態生成，不需要自己編寫，生成的動態代理類和目標類都實現相同的介面。JDK動態代理的核心是InvocationHandler介面和Proxy類。

缺點：目標類必須有實現的介面。如果某個類沒有實現介面，那麼這個類就不能用JDK動態代理。

CGLIB動態代理

透過繼承實現。如果目標類沒有實現介面，那麼Spring AOP會選擇使用CGLIB來動態代理目標類。CGLIB（Code Generation Library）可以在執行時動態生成類的位元組碼，動態建立目標類的子類物件，在子類物件中增強目標類。

CGLIB是透過繼承的方式做的動態代理，因此如果某個類被標記為final，那麼它是無法使用CGLIB做動態代理的。

優點：目標類不需要實現特定的介面，更加靈活。

什麼時候採用哪種動態代理？

  1. 如果目標物件實現了介面，預設情況下會採用JDK的動態代理實現AOP
  2. 如果目標物件實現了介面，可以強制使用CGLIB實現AOP
  3. 如果目標物件沒有實現了介面，必須採用CGLIB庫

兩者的區別：

  1. jdk動態代理使用jdk中的類Proxy來建立代理物件，它使用反射技術來實現，不需要匯入其他依賴。cglib需要引入相關依賴：asm.jar，它使用位元組碼增強技術來實現。
  2. 當目標類實現了介面的時候Spring Aop預設使用jdk動態代理方式來增強方法，沒有實現介面的時候使用cglib動態代理方式增強方法。

Spring AOP相關術語

（1）切面（Aspect）：切面是通知和切點的結合。通知和切點共同定義了切面的全部內容。

（2）連線點（Join point）：指方法，在Spring AOP中，一個連線點總是代表一個方法的執行。連線點是在應用執行過程中能夠插入切面的一個點。這個點可以是呼叫方法時、丟擲異常時、甚至修改一個欄位時。切面程式碼可以利用這些點插入到應用的正常流程之中，並新增新的行為。

（3）通知（Advice）：在AOP術語中，切面的工作被稱為通知。

（4）切入點（Pointcut）：切點的定義會匹配通知所要織入的一個或多個連線點。我們通常使用明確的類和方法名稱，或是利用正規表示式定義所匹配的類和方法名稱來指定這些切點。

（5）引入（Introduction）：引入允許我們向現有類新增新方法或屬性。

（6）目標物件（Target Object）： 被一個或者多個切面（aspect）所通知（advise）的物件。它通常是一個代理物件。

（7）織入（Weaving）：織入是把切面應用到目標物件並建立新的代理物件的過程。在目標物件的生命週期裡有以下時間點可以進行織入：

  • 編譯期：切面在目標類編譯時被織入。AspectJ的織入編譯器是以這種方式織入切面的。
  • 類載入期：切面在目標類載入到JVM時被織入。需要特殊的類載入器，它可以在目標類被引入應用之前增強該目標類的位元組碼。AspectJ5的載入時織入就支援以這種方式織入切面。
  • 執行期：切面在應用執行的某個時刻被織入。一般情況下，在織入切面時，AOP容器會為目標物件動態地建立一個代理物件。SpringAOP就是以這種方式織入切面。

Spring通知有哪些型別？

在AOP術語中，切面的工作被稱為通知。通知實際上是程式執行時要透過Spring AOP框架來觸發的程式碼段。

Spring切面可以應用5種型別的通知：

  1. 前置通知（Before）：在目標方法被呼叫之前呼叫通知功能；
  2. 後置通知（After）：在目標方法完成之後呼叫通知，此時不會關心方法的輸出是什麼；
  3. 返回通知（After-returning ）：在目標方法成功執行之後呼叫通知；
  4. 異常通知（After-throwing）：在目標方法丟擲異常後呼叫通知；
  5. 環繞通知（Around）：通知包裹了被通知的方法，在被通知的方法呼叫之前和呼叫之後執行自定義的邏輯。

什麼是依賴注入？

在Spring建立物件的過程中，把物件依賴的屬性注入到物件中。依賴注入主要有兩種方式：構造器注入和屬性注入。什麼是IOC？

IOC：控制反轉，由Spring容器管理bean的整個生命週期。透過反射實現對其他物件的控制，包括初始化、建立、銷燬等，解放手動建立物件的過程，同時降低類之間的耦合度。

IOC的好處？

ioc的思想最核心的地方在於，資源不由使用資源者管理，而由不使用資源的第三方管理，這可以帶來很多好處。第一，資源集中管理，實現資源的可配置和易管理。第二，降低了使用資源雙方的依賴程度，也就是我們說的耦合度。

也就是說，甲方要達成某種目的不需要直接依賴乙方，它只需要達到的目的告訴第三方機構就可以了，比如甲方需要一雙襪子，而乙方它賣一雙襪子，它要把襪子賣出去，並不需要自己去直接找到一個賣家來完成襪子的賣出。它也只需要找第三方，告訴別人我要賣一雙襪子。這下好了，甲乙雙方進行交易活動，都不需要自己直接去找賣家，相當於程式內部開放介面，賣家由第三方作為引數傳入。甲乙互相不依賴，而且只有在進行交易活動的時候，甲才和乙產生聯絡。反之亦然。這樣做什麼好處麼呢，甲乙可以在對方不真實存在的情況下獨立存在，而且保證不交易時候無聯絡，想交易的時候可以很容易的產生聯絡。甲乙交易活動不需要雙方見面，避免了雙方的互不信任造成交易失敗的問題。因為交易由第三方來負責聯絡，而且甲乙都認為第三方可靠。那麼交易就能很可靠很靈活的產生和進行了。

這就是ioc的核心思想。生活中這種例子比比皆是，支付寶在整個淘寶體系裡就是龐大的ioc容器，交易雙方之外的第三方，提供可靠性可依賴可靈活變更交易方的資源管理中心。另外人事代理也是，僱傭機構和個人之外的第三方。

參考連結：https://www.zhihu.com/question/23277575/answer/24259844

IOC容器初始化過程？

  1. 從XML中讀取配置檔案。
  2. 將bean標籤解析成 BeanDefinition，如解析 property 元素， 並注入到 BeanDefinition 例項中。
  3. 將 BeanDefinition 註冊到容器 BeanDefinitionMap 中。
  4. BeanFactory 根據 BeanDefinition 的定義資訊建立例項化和初始化 bean。

單例bean的初始化以及依賴注入一般都在容器初始化階段進行，只有懶載入（lazy-init為true）的單例bean是在應用第一次呼叫getBean()時進行初始化和依賴注入。

// AbstractApplicationContext
// Instantiate all remaining (non-lazy-init) singletons.
finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);

多例bean 在容器啟動時不例項化，即使設定 lazy-init 為 false 也沒用，只有呼叫了getBean()才進行例項化。

loadBeanDefinitions採用了模板模式，具體載入 BeanDefinition 的邏輯由各個子類完成。

Bean的生命週期

1.呼叫bean的構造方法建立Bean

2.透過反射呼叫setter方法進行屬性的依賴注入

3.如果Bean實現了BeanNameAware介面，Spring將呼叫setBeanName()，設定 Bean的name（xml檔案中bean標籤的id）

4.如果Bean實現了BeanFactoryAware介面，Spring將呼叫setBeanFactory()把bean factory設定給Bean

5.如果存在BeanPostProcessor，Spring將呼叫它們的postProcessBeforeInitialization（預初始化）方法，在Bean初始化前對其進行處理

6.如果Bean實現了InitializingBean介面，Spring將呼叫它的afterPropertiesSet方法，然後呼叫xml定義的 init-method 方法，兩個方法作用類似，都是在初始化 bean 的時候執行

7.如果存在BeanPostProcessor，Spring將呼叫它們的postProcessAfterInitialization（後初始化）方法，在Bean初始化後對其進行處理

8.Bean初始化完成，供應用使用，這裡分兩種情況：

8.1 如果Bean為單例的話，那麼容器會返回Bean給使用者，並存入快取池。如果Bean實現了DisposableBean介面，Spring將呼叫它的destory方法，然後呼叫在xml中定義的 destory-method方法，這兩個方法作用類似，都是在Bean例項銷燬前執行。

8.2 如果Bean是多例的話，容器將Bean返回給使用者，剩下的生命週期由使用者控制。

public interface BeanPostProcessor {
    @Nullable
    default Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
        return bean;
    }
    @Nullable
    default Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
        return bean;
    }
}
public interface InitializingBean {
    void afterPropertiesSet() throws Exception;
}

BeanFactory和FactoryBean的區別？

BeanFactory：管理Bean的容器，Spring中生成的Bean都是由這個介面的實現來管理的。

FactoryBean：通常是用來建立比較複雜的bean，一般的bean 直接用xml配置即可，但如果一個bean的建立過程中涉及到很多其他的bean 和複雜的邏輯，直接用xml配置比較麻煩，這時可以考慮用FactoryBean，可以隱藏例項化複雜Bean的細節。

當配置檔案中bean標籤的class屬性配置的實現類是FactoryBean時，透過 getBean()方法返回的不是FactoryBean本身，而是呼叫FactoryBean#getObject()方法所返回的物件，相當於FactoryBean#getObject()代理了getBean()方法。如果想得到FactoryBean必須使用 '&' + beanName 的方式獲取。

Mybatis 提供了 SqlSessionFactoryBean，可以簡化 SqlSessionFactory的配置：

public class SqlSessionFactoryBean implements FactoryBean<SqlSessionFactory>, InitializingBean, ApplicationListener<ApplicationEvent> {
  @Override
  public void afterPropertiesSet() throws Exception {
    notNull(dataSource, "Property 'dataSource' is required");
    notNull(sqlSessionFactoryBuilder, "Property 'sqlSessionFactoryBuilder' is required");
    state((configuration == null && configLocation == null) || !(configuration != null && configLocation != null),
              "Property 'configuration' and 'configLocation' can not specified with together");
    this.sqlSessionFactory = buildSqlSessionFactory();
  }

  protected SqlSessionFactory buildSqlSessionFactory() throws IOException {
    //複雜邏輯
  }
    
  @Override
  public SqlSessionFactory getObject() throws Exception {
    if (this.sqlSessionFactory == null) {
      afterPropertiesSet();
    }
    return this.sqlSessionFactory;
  }
}

在 xml 配置 SqlSessionFactoryBean：

<bean id="tradeSqlSessionFactory" class="org.mybatis.spring.SqlSessionFactoryBean">
    <property name="dataSource" ref="trade" />
    <property name="mapperLocations" value="classpath*:mapper/trade/*Mapper.xml" />
    <property name="configLocation" value="classpath:mybatis-config.xml" />
    <property name="typeAliasesPackage" value="com.bytebeats.mybatis3.domain.trade" />
</bean>

Spring 將會在應用啟動時建立 SqlSessionFactory，並使用 sqlSessionFactory 這個名字儲存起來。

BeanFactory和ApplicationContext有什麼區別？

BeanFactory和ApplicationContext是Spring的兩大核心介面，都可以當做Spring的容器。其中ApplicationContext是BeanFactory的子介面。

兩者區別如下：

1、功能上的區別。BeanFactory是Spring裡面最底層的介面，包含了各種Bean的定義，讀取bean配置文件，管理bean的載入、例項化，控制bean的生命週期，維護bean之間的依賴關係。

ApplicationContext介面作為BeanFactory的派生，除了提供BeanFactory所具有的功能外，還提供了更完整的框架功能，如繼承MessageSource、支援國際化、統一的資原始檔訪問方式、同時載入多個配置檔案等功能。

2、載入方式的區別。BeanFactroy採用的是延遲載入形式來注入Bean的，即只有在使用到某個Bean時(呼叫getBean())，才對該Bean進行載入例項化。這樣，我們就不能發現一些存在的Spring的配置問題。如果Bean的某一個屬性沒有注入，BeanFacotry載入後，直至第一次使用呼叫getBean方法才會丟擲異常。

而ApplicationContext是在容器啟動時，一次性建立了所有的Bean。這樣，在容器啟動時，我們就可以發現Spring中存在的配置錯誤，這樣有利於檢查所依賴屬性是否注入。 ApplicationContext啟動後預載入所有的單例Bean，那麼在需要的時候，不需要等待建立bean，因為它們已經建立好了。

相對於基本的BeanFactory，ApplicationContext 唯一的不足是佔用記憶體空間。當應用程式配置Bean較多時，程式啟動較慢。

3、建立方式的區別。BeanFactory通常以程式設計的方式被建立，ApplicationContext還能以宣告的方式建立，如使用ContextLoader。

4、註冊方式的區別。BeanFactory和ApplicationContext都支援BeanPostProcessor、BeanFactoryPostProcessor的使用，但兩者之間的區別是：BeanFactory需要手動註冊，而ApplicationContext則是自動註冊。

Bean注入容器有哪些方式？

1、@Configuration + @Bean

@Configuration用來宣告一個配置類，然後使用 @Bean 註解，用於宣告一個bean，將其加入到Spring容器中。

@Configuration
public class MyConfiguration {
    @Bean
    public Person person() {
        Person person = new Person();
        person.setName("大彬");
        return person;
    }
}

2、透過包掃描特定註解的方式

@ComponentScan放置在我們的配置類上，然後可以指定一個路徑，進行掃描帶有特定註解的bean，然後加至容器中。

特定註解包括@Controller、@Service、@Repository、@Component

@Component
public class Person {
    //...
}
 
@ComponentScan(basePackages = "com.dabin.test.*")
public class Demo1 {
    public static void main(String[] args) {
        AnnotationConfigApplicationContext applicationContext = new AnnotationConfigApplicationContext(Demo1.class);
        Person bean = applicationContext.getBean(Person.class);
        System.out.println(bean);
    }
}

3、@Import註解匯入

@Import註解平時開發用的不多，但是也是非常重要的，在進行Spring擴充套件時經常會用到，它經常搭配自定義註解進行使用，然後往容器中匯入一個配置檔案。

@ComponentScan
/*把用到的資源匯入到當前容器中*/
@Import({Person.class})
public class App {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ConfigurableApplicationContext context = SpringApplication.run(App.class, args);
        System.out.println(context.getBean(Person.class));
        context.close();
    }
}

4、實現BeanDefinitionRegistryPostProcessor進行後置處理。

在Spring容器啟動的時候會執行 BeanDefinitionRegistryPostProcessor 的 postProcessBeanDefinitionRegistry 方法，就是等beanDefinition載入完畢之後，對beanDefinition進行後置處理，可以在此進行調整IOC容器中的beanDefinition，從而干擾到後面進行初始化bean。

在下面的程式碼中，我們手動向beanDefinitionRegistry中註冊了person的BeanDefinition。最終成功將person加入到applicationContext中。

public class Demo1 {
    public static void main(String[] args) {
        AnnotationConfigApplicationContext applicationContext = new AnnotationConfigApplicationContext();
        MyBeanDefinitionRegistryPostProcessor beanDefinitionRegistryPostProcessor = new MyBeanDefinitionRegistryPostProcessor();
        applicationContext.addBeanFactoryPostProcessor(beanDefinitionRegistryPostProcessor);
        applicationContext.refresh();
        Person bean = applicationContext.getBean(Person.class);
        System.out.println(bean);
    }
}
 
class MyBeanDefinitionRegistryPostProcessor implements BeanDefinitionRegistryPostProcessor {
    @Override
    public void postProcessBeanDefinitionRegistry(BeanDefinitionRegistry registry) throws BeansException {
        AbstractBeanDefinition beanDefinition = BeanDefinitionBuilder.rootBeanDefinition(Person.class).getBeanDefinition();
        registry.registerBeanDefinition("person", beanDefinition);
    }
    
    @Override
    public void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException {
    }
}

5、使用FactoryBean介面

如下圖程式碼，使用@Configuration + @Bean的方式將 PersonFactoryBean 加入到容器中，這裡沒有向容器中直接注入 Person，而是注入 PersonFactoryBean，然後從容器中拿Person這個型別的bean。

@Configuration
public class Demo1 {
    @Bean
    public PersonFactoryBean personFactoryBean() {
        return new PersonFactoryBean();
    }
 
    public static void main(String[] args) {
        AnnotationConfigApplicationContext applicationContext = new AnnotationConfigApplicationContext(Demo1.class);
        Person bean = applicationContext.getBean(Person.class);
        System.out.println(bean);
    }
}
 
class PersonFactoryBean implements FactoryBean<Person> {
    @Override
    public Person getObject() throws Exception {
        return new Person();
    }

    @Override
    public Class<?> getObjectType() {
        return Person.class;
    }
}

Bean的作用域

1、singleton：單例，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例項。

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。

Spring自動裝配的方式有哪些？

Spring的自動裝配有三種模式：byType(根據型別)，byName(根據名稱)、constructor(根據建構函式)。

byType

找到與依賴型別相同的bean注入到另外的bean中，這個過程需要藉助setter注入來完成，因此必須存在set方法，否則注入失敗。

當xml檔案中存在多個相同型別名稱不同的例項Bean時，Spring容器依賴注入仍然會失敗，因為存在多種適合的選項，Spring容器無法知道該注入那種，此時我們需要為Spring容器提供幫助，指定注入那個Bean例項。可以透過＜bean＞標籤的autowire-candidate設定為false來過濾那些不需要注入的例項Bean

<bean id="userDao"  class="com.zejian.spring.springIoc.dao.impl.UserDaoImpl" />

<!-- autowire-candidate="false" 過濾該型別 -->
<bean id="userDao2" autowire-candidate="false" class="com.zejian.spring.springIoc.dao.impl.UserDaoImpl" />

<!-- byType 根據型別自動裝配userDao-->
<bean id="userService" autowire="byType" class="com.zejian.spring.springIoc.service.impl.UserServiceImpl" />

byName

將屬性名與bean名稱進行匹配，如果找到則注入依賴bean。

<bean id="userDao"  class="com.zejian.spring.springIoc.dao.impl.UserDaoImpl" />
<bean id="userDao2" class="com.zejian.spring.springIoc.dao.impl.UserDaoImpl" />

<!-- byName 根據名稱自動裝配，找到UserServiceImpl名為 userDao屬性並注入-->
<bean id="userService" autowire="byName" class="com.zejian.spring.springIoc.service.impl.UserServiceImpl" />

constructor

存在單個例項則優先按型別進行引數匹配（無論名稱是否匹配），當存在多個型別相同例項時，按名稱優先匹配，如果沒有找到對應名稱，則注入失敗。

@Autowired和@Resource的區別？

Autowire是spring的註解。預設情況下@Autowired是按型別匹配的(byType)。如果需要按名稱(byName)匹配的話，可以使用@Qualifier註解與@Autowired結合。@Autowired 可以傳遞一個required=false的屬性，false指明當userDao例項存在就注入不存就忽略，如果為true，就必須注入，若userDao例項不存在，就丟擲異常。

public class UserServiceImpl implements UserService {
    //標註成員變數
    @Autowired
    @Qualifier("userDao1")
    private UserDao userDao;   
 }

Resource是j2ee的註解，預設按 byName模式自動注入。@Resource有兩個中重要的屬性：name和type。name屬性指定bean的名字，type屬性則指定bean的型別。因此使用name屬性，則按byName模式的自動注入策略，如果使用type屬性，則按 byType模式自動注入策略。倘若既不指定name也不指定type屬性，Spring容器將透過反射技術預設按byName模式注入。

@Resource(name="userDao")
private UserDao  userDao;//用於成員變數

//也可以用於set方法標註
@Resource(name="userDao")
public void setUserDao(UserDao userDao) {
   this.userDao= userDao;
}

上述兩種自動裝配的依賴注入並不適合簡單值型別，如int、boolean、long、String以及Enum等，對於這些型別，Spring容器也提供了@Value注入的方式。

@Value和@Autowired、@Resource類似，也是用來對屬性進行注入的，只不過@Value是用來從Properties檔案中來獲取值的，並且@Value可以解析SpEL(Spring表示式)。

比如，jdbc.properties檔案如下：

jdbc.driver=com.mysql.jdbc.Driver
jdbc.url=jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/test?characterEncoding=UTF-8&allowMultiQueries=true
jdbc.username=root
jdbc.password=root

利用註解@Value獲取jdbc.url和jdbc.username的值，實現如下：

public class UserServiceImpl implements UserService {
    //佔位符方式
    @Value("${jdbc.url}")
    private String url;
    //SpEL表達方式，其中代表xml配置檔案中的id值configProperties
    @Value("#{configProperties['jdbc.username']}")
    private String userName;

}

@Qualifier 註解有什麼作用

當需要建立多個相同型別的 bean 並希望僅使用屬性裝配其中一個 bean 時，可以使用@Qualifier 註解和 @Autowired 透過指定應該裝配哪個 bean 來消除歧義。

@Bean和@Component有什麼區別？

都是使用註解定義 Bean。@Bean 是使用 Java 程式碼裝配 Bean，@Component 是自動裝配 Bean。

@Component 註解用在類上，表明一個類會作為元件類，並告知Spring要為這個類建立bean，每個類對應一個 Bean。

@Bean 註解用在方法上，表示這個方法會返回一個 Bean。@Bean 需要在配置類中使用，即類上需要加上@Configuration註解。

@Component
public class Student {
    private String name = "lkm";
 
    public String getName() {
        return name;
    }
}

@Configuration
public class WebSocketConfig {
    @Bean
    public Student student(){
        return new Student();
    }
}

@Bean 註解更加靈活。當需要將第三方類裝配到 Spring 容器中，因為沒辦法原始碼上新增@Component註解，只能使用@Bean 註解的方式，當然也可以使用 xml 的方式。

@Component、@Controller、@Repositor和@Service 的區別？

@Component：最普通的元件，可以被注入到spring容器進行管理。

@Controller：將類標記為 Spring Web MVC 控制器。

@Service：將類標記為業務層元件。

@Repository：將類標記為資料訪問元件，即DAO元件。

Spring 事務實現方式有哪些？

事務就是一系列的操作原子執行。Spring事務機制主要包括宣告式事務和程式設計式事務。

  • 程式設計式事務：透過程式設計的方式管理事務，這種方式帶來了很大的靈活性，但很難維護。
  • 宣告式事務：將事務管理程式碼從業務方法中分離出來，透過aop進行封裝。Spring宣告式事務使得我們無需要去處理獲得連線、關閉連線、事務提交和回滾等這些操作。使用 @Transactional 註解開啟宣告式事務。

@Transactional相關屬性如下：

屬性型別描述
valueString可選的限定描述符，指定使用的事務管理器
propagationenum: Propagation可選的事務傳播行為設定
isolationenum: Isolation可選的事務隔離級別設定
readOnlyboolean讀寫或只讀事務，預設讀寫
timeoutint (in seconds granularity)事務超時時間設定
rollbackForClass物件陣列，必須繼承自Throwable導致事務回滾的異常類陣列
rollbackForClassName類名陣列，必須繼承自Throwable導致事務回滾的異常類名字陣列
noRollbackForClass物件陣列，必須繼承自Throwable不會導致事務回滾的異常類陣列
noRollbackForClassName類名陣列，必須繼承自Throwable不會導致事務回滾的異常類名字陣列

有哪些事務傳播行為？

在TransactionDefinition介面中定義了七個事務傳播行為：

  1. PROPAGATION_REQUIRED如果存在一個事務，則支援當前事務。如果沒有事務則開啟一個新的事務。如果巢狀呼叫的兩個方法都加了事務註解，並且執行在相同執行緒中，則這兩個方法使用相同的事務中。如果執行在不同執行緒中，則會開啟新的事務。
  2. PROPAGATION_SUPPORTS 如果存在一個事務，支援當前事務。如果沒有事務，則非事務的執行。
  3. PROPAGATION_MANDATORY 如果已經存在一個事務，支援當前事務。如果不存在事務，則丟擲異常IllegalTransactionStateException。
  4. PROPAGATION_REQUIRES_NEW 總是開啟一個新的事務。需要使用JtaTransactionManager作為事務管理器。
  5. PROPAGATION_NOT_SUPPORTED 總是非事務地執行，並掛起任何存在的事務。需要使用JtaTransactionManager作為事務管理器。
  6. PROPAGATION_NEVER 總是非事務地執行，如果存在一個活動事務，則丟擲異常。
  7. PROPAGATION_NESTED 如果一個活動的事務存在，則執行在一個巢狀的事務中。如果沒有活動事務, 則按PROPAGATION_REQUIRED 屬性執行。

PROPAGATION_NESTED 與PROPAGATION_REQUIRES_NEW的區別:

使用PROPAGATION_REQUIRES_NEW時，內層事務與外層事務是兩個獨立的事務。一旦內層事務進行了提交後，外層事務不能對其進行回滾。兩個事務互不影響。

使用PROPAGATION_NESTED時，外層事務的回滾可以引起內層事務的回滾。而內層事務的異常並不會導致外層事務的回滾，它是一個真正的巢狀事務。

Spring事務在什麼情況下會失效？

1.訪問許可權問題

java的訪問許可權主要有四種：private、default、protected、public，它們的許可權從左到右，依次變大。

如果事務方法的訪問許可權不是定義成public，這樣會導致事務失效，因為spring要求被代理方法必須是public的。

翻開原始碼，可以看到，在AbstractFallbackTransactionAttributeSource類的computeTransactionAttribute方法中有個判斷，如果目標方法不是public，則返回null，即不支援事務。

protected TransactionAttribute computeTransactionAttribute(Method method, @Nullable Class<?> targetClass) {
    // Don't allow no-public methods as required.
    if (allowPublicMethodsOnly() && !Modifier.isPublic(method.getModifiers())) {
      return null;
    }
    ...
}

2. 方法用final修飾

如果事務方法用final修飾，將會導致事務失效。因為spring事務底層使用了aop，也就是透過jdk動態代理或者cglib，幫我們生成了代理類，在代理類中實現的事務功能。

但如果某個方法用final修飾了，那麼在它的代理類中，就無法重寫該方法，而新增事務功能。

同理，如果某個方法是static的，同樣無法透過動態代理，變成事務方法。

3.物件沒有被spring管理

使用spring事務的前提是：物件要被spring管理，需要建立bean例項。如果類沒有加@Controller、@Service、@Component、@Repository等註解，即該類沒有交給spring去管理，那麼它的方法也不會生成事務。

4.表不支援事務

如果MySQL使用的儲存引擎是myisam，這樣的話是不支援事務的。因為myisam儲存引擎不支援事務。

5.方法內部呼叫

如下程式碼所示，update方法上面沒有加 @Transactional 註解，呼叫有 @Transactional 註解的 updateOrder 方法，updateOrder 方法上的事務會失效。

因為發生了自身呼叫，呼叫該類自己的方法，而沒有經過 Spring 的代理類，只有在外部呼叫事務才會生效。

@Service
public class OrderServiceImpl implements OrderService {

    public void update(Order order) {
        this.updateOrder(order);
    }

    @Transactional
    public void updateOrder(Order order) {
        // update order
    }
}

解決方法：

1、再宣告一個service，將內部呼叫改為外部呼叫

2、使用程式設計式事務

3、使用AopContext.currentProxy()獲取代理物件

@Servcie
public class OrderServiceImpl implements OrderService {
    
   public void update(Order order) {
        ((OrderService)AopContext.currentProxy()).updateOrder(order);
   }

    @Transactional
    public void updateOrder(Order order) {
        // update order
    }
 }

6.未開啟事務

如果是spring專案，則需要在配置檔案中手動配置事務相關引數。如果忘了配置，事務肯定是不會生效的。

如果是springboot專案，那麼不需要手動配置。因為springboot已經在DataSourceTransactionManagerAutoConfiguration類中幫我們開啟了事務。

7.吞了異常

有時候事務不會回滾，有可能是在程式碼中手動catch了異常。因為開發者自己捕獲了異常，又沒有手動丟擲，把異常吞掉了，這種情況下spring事務不會回滾。

如果想要spring事務能夠正常回滾，必須丟擲它能夠處理的異常。如果沒有拋異常，則spring認為程式是正常的。

Spring怎麼解決迴圈依賴的問題？

首先，有兩種Bean注入的方式。

構造器注入和屬性注入。

對於構造器注入的迴圈依賴，Spring處理不了，會直接丟擲BeanCurrentlylnCreationException異常。

對於屬性注入的迴圈依賴（單例模式下），是透過三級快取處理來迴圈依賴的。

而非單例物件的迴圈依賴，則無法處理。

下面分析單例模式下屬性注入的迴圈依賴是怎麼處理的：

首先，Spring單例物件的初始化大略分為三步：

  1. createBeanInstance：例項化bean，使用構造方法建立物件，為物件分配記憶體。
  2. populateBean：進行依賴注入。
  3. initializeBean：初始化bean。

Spring為了解決單例的迴圈依賴問題，使用了三級快取：

singletonObjects：完成了初始化的單例物件map，bean name --> bean instance

earlySingletonObjects ：完成例項化未初始化的單例物件map，bean name --> bean instance

singletonFactories ： 單例物件工廠map，bean name --> ObjectFactory，單例物件例項化完成之後會加入singletonFactories。

在呼叫createBeanInstance進行例項化之後，會呼叫addSingletonFactory，將單例物件放到singletonFactories中。

protected void addSingletonFactory(String beanName, ObjectFactory<?> singletonFactory) {
    Assert.notNull(singletonFactory, "Singleton factory must not be null");
    synchronized (this.singletonObjects) {
        if (!this.singletonObjects.containsKey(beanName)) {
            this.singletonFactories.put(beanName, singletonFactory);
            this.earlySingletonObjects.remove(beanName);
            this.registeredSingletons.add(beanName);
        }
    }
}

假如A依賴了B的例項物件，同時B也依賴A的例項物件。

  1. A首先完成了例項化，並且將自己新增到singletonFactories中
  2. 接著進行依賴注入，發現自己依賴物件B，此時就嘗試去get(B)
  3. 發現B還沒有被例項化，對B進行例項化
  4. 然後B在初始化的時候發現自己依賴了物件A，於是嘗試get(A)，嘗試一級快取singletonObjects和二級快取earlySingletonObjects沒找到，嘗試三級快取singletonFactories，由於A初始化時將自己新增到了singletonFactories，所以B可以拿到A物件，然後將A從三級快取中移到二級快取中
  5. B拿到A物件後順利完成了初始化，然後將自己放入到一級快取singletonObjects中
  6. 此時返回A中，A此時能拿到B的物件順利完成自己的初始化

由此看出，屬性注入的迴圈依賴主要是透過將例項化完成的bean新增到singletonFactories來實現的。而使用構造器依賴注入的bean在例項化的時候會進行依賴注入，不會被新增到singletonFactories中。比如A和B都是透過構造器依賴注入，A在呼叫構造器進行例項化的時候，發現自己依賴B，B沒有被例項化，就會對B進行例項化，此時A未例項化完成，不會被新增到singtonFactories。而B依賴於A，B會去三級快取尋找A物件，發現不存在，於是又會例項化A，A例項化了兩次，從而導致拋異常。

總結：1、利用快取識別已經遍歷過的節點； 2、利用Java引用，先提前設定物件地址，後完善物件。

Spring啟動過程

  1. 讀取web.xml檔案。
  2. 建立 ServletContext，為 ioc 容器提供宿主環境。
  3. 觸發容器初始化事件，呼叫 contextLoaderListener.contextInitialized()方法，在這個方法會初始化一個應用上下文WebApplicationContext，即 Spring 的 ioc 容器。ioc 容器初始化完成之後，會被儲存到 ServletContext 中。
  4. 初始化web.xml中配置的Servlet。如DispatcherServlet，用於匹配、處理每個servlet請求。

Spring 的單例 Bean 是否有併發安全問題？

當多個使用者同時請求一個服務時，容器會給每一個請求分配一個執行緒，這時多個執行緒會併發執行該請求對應的業務邏輯，如果業務邏輯有對單例狀態的修改（體現為此單例的成員屬性），則必須考慮執行緒安全問題。

無狀態bean和有狀態bean

  • 有例項變數的bean，可以儲存資料，是非執行緒安全的。
  • 沒有例項變數的bean，不能儲存資料，是執行緒安全的。

在Spring中無狀態的Bean適合用單例模式，這樣可以共享例項提高效能。有狀態的Bean在多執行緒環境下不安全，一般用Prototype模式或者使用ThreadLocal解決執行緒安全問題。

Spring Bean如何保證併發安全？

Spring的Bean預設都是單例的，某些情況下，單例是併發不安全的。

以 Controller 舉例，假如我們在 Controller 中定義了成員變數。當多個請求來臨，進入的都是同一個單例的 Controller 物件，並對此成員變數的值進行修改操作，因此會互相影響，會有併發安全的問題。

應該怎麼解決呢？

為了讓多個HTTP請求之間不互相影響，可以採取以下措施：

1、單例變原型

對 web 專案，可以 Controller 類上加註解 @Scope("prototype") 或 @Scope("request")，對非 web 專案，在 Component 類上新增註解 @Scope("prototype") 。

這種方式實現起來非常簡單，但是很大程度上增大了 Bean 建立例項化銷燬的伺服器資源開銷。

2、儘量避免使用成員變數

在業務允許的條件下，可以將成員變數替換為方法中的區域性變數。這種方式個人認為是最恰當的。

3、使用併發安全的類

如果非要在單例Bean中使用成員變數，可以考慮使用併發安全的容器，如 ConcurrentHashMap、ConcurrentHashSet 等等，將我們的成員變數包裝到這些併發安全的容器中進行管理即可。

4、分散式或微服務的併發安全

如果還要進一步考慮到微服務或分散式服務的影響，方式3便不合適了。這種情況下可以藉助於可以共享某些資訊的分散式快取中介軟體，如Redis等。這樣即可保證同一種服務的不同服務例項都擁有同一份共享資訊了。

@Async註解的原理

當我們呼叫第三方介面或者方法的時候，我們不需要等待方法返回才去執行其它邏輯，這時如果響應時間過長，就會極大的影響程式的執行效率。所以這時就需要使用非同步方法來並行執行我們的邏輯。在springboot中可以使用@Async註解實現非同步操作。

使用@Async註解實現非同步操作的步驟：

1.首先在啟動類上新增 @EnableAsync 註解。

@Configuration
@EnableAsync
public class App {
    public static void main(String[] args) {
         ApplicationContext ctx = new  
             AnnotationConfigApplicationContext(App.class);
        MyAsync service = ctx.getBean(MyAsync.class);
        System.out.println(service.getClass());
        service.async1();
        System.out.println("main thread finish...");
    }
}

2.在對應的方法上新增@Async註解。

@Component
public class MyAsync {
    @Async
    public void asyncTest() {
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(20);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("asyncTest...");
    }
}

執行程式碼，控制檯輸出：

main thread finish...
asyncTest...

證明asyncTest方法非同步執行了。

原理：

我們在主啟動類上貼了一個@EnableAsync註解，才能使用@Async生效。@EnableAsync的作用是透過@import匯入了AsyncConfigurationSelector。在AsyncConfigurationSelector的selectImports方法將ProxyAsyncConfiguration定義為Bean注入容器。在ProxyAsyncConfiguration中透過@Bean的方式注入AsyncAnnotationBeanPostProcessor類。

程式碼如下：

@Import(AsyncConfigurationSelector.class)
public @interface EnableAsync {
}

public class AsyncConfigurationSelector extends AdviceModeImportSelector<EnableAsync> {
    public String[] selectImports(AdviceMode adviceMode) {
        switch (adviceMode) {
            case PROXY:
                return new String[] { ProxyAsyncConfiguration.class.getName() };
            //...
        }
    }
}

public class ProxyAsyncConfiguration extends AbstractAsyncConfiguration {
    @Bean(name = TaskManagementConfigUtils.ASYNC_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME)
    public AsyncAnnotationBeanPostProcessor asyncAdvisor() {
        //建立postProcessor
        AsyncAnnotationBeanPostProcessor bpp = new AsyncAnnotationBeanPostProcessor();
        //...
    }
}

AsyncAnnotationBeanPostProcessor往往期建立了一個增強器AsyncAnnotationAdvisor。在AsyncAnnotationAdvisor的buildAdvice方法中，建立了AnnotationAsyncExecutionInterceptor。

public class AsyncAnnotationBeanPostProcessor extends AbstractBeanFactoryAwareAdvisingPostProcessor {
    @Override
    public void setBeanFactory(BeanFactory beanFactory) {
        super.setBeanFactory(beanFactory);
        //建立一個增強器
        AsyncAnnotationAdvisor advisor = new AsyncAnnotationAdvisor(this.executor, this.exceptionHandler);
        //...
        advisor.setBeanFactory(beanFactory);
        this.advisor = advisor;
    }
}


public class AsyncAnnotationAdvisor extends AbstractPointcutAdvisor implements BeanFactoryAware {
    public AsyncAnnotationAdvisor(
            @Nullable Supplier<Executor> executor, @Nullable Supplier<AsyncUncaughtExceptionHandler> exceptionHandler) {
        //增強方法
        this.advice = buildAdvice(executor, exceptionHandler);
        this.pointcut = buildPointcut(asyncAnnotationTypes);
    }

    // 委託給AnnotationAsyncExecutionInterceptor攔截器
    protected Advice buildAdvice(
            @Nullable Supplier<Executor> executor, @Nullable Supplier<AsyncUncaughtExceptionHandler> exceptionHandler) {
        //攔截器
        AnnotationAsyncExecutionInterceptor interceptor = new AnnotationAsyncExecutionInterceptor(null);
        interceptor.configure(executor, exceptionHandler);
        return interceptor;
    }
}

AnnotationAsyncExecutionInterceptor繼承自AsyncExecutionInterceptor，間接實現了MethodInterceptor。該攔截器的實現的invoke方法把原來方法的呼叫提交到新的執行緒池執行，從而實現了方法的非同步。

public class AsyncExecutionInterceptor extends AsyncExecutionAspectSupport implements MethodInterceptor, Ordered {
    public Object invoke(final MethodInvocation invocation) throws Throwable {
        //...
        //構建放到AsyncTaskExecutor執行Callable Task
        Callable<Object> task = () -> {
            //...
        };
        //提交到新的執行緒池執行
        return doSubmit(task, executor, invocation.getMethod().getReturnType());
    }
}

由上面分析可以看到，@Async註解其實是透過代理的方式來實現非同步呼叫的。

那使用@Async有什麼要注意的呢？

1.使用@Aysnc的時候最好配置一個執行緒池Executor以讓執行緒複用節省資源，或者為SimpleAsyncTaskExecutor設定基於執行緒池實現的ThreadFactory，在否則會預設使用SimpleAsyncTaskExecutor，該executor會在每次呼叫時新建一個執行緒。

2.呼叫本類的非同步方法是不會起作用的。這種方式繞過了代理而直接呼叫了方法，@Async註解會失效。

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