Spring面试题,35道Spring八股文(1.3万字63张手绘图),面渣逆袭必看👍 |
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1.3 万字 63 张手绘图,详解 35 道 Spring 面试高频题(让天下没有难背的八股),面渣背会这些 Spring 八股文,这次吊打面试官,我觉得稳了(手动 dog)。整理:沉默王二,戳转载链接open in new window,作者:三分恶,戳原文链接open in new window。 # 基础# 1.Spring 是什么?特性?有哪些模块?![]() 一句话概括:Spring 是一个轻量级、非入侵式的控制反转 (IoC) 和面向切面 (AOP) 的框架。 2003 年,一个音乐家 Rod Johnson 决定发展一个轻量级的 Java 开发框架,Spring作为 Java 战场的龙骑兵渐渐崛起,并淘汰了EJB这个传统的重装骑兵。 ![]() 到了现在,企业级开发的标配基本就是 Spring5 + Spring Boot 2 + JDK 8 Spring 有哪些特性呢? Spring 有很多优点: ![]() Spring 的核心就是一个大的工厂容器,可以维护所有对象的创建和依赖关系,Spring 工厂用于生成 Bean,并且管理 Bean 的生命周期,实现高内聚低耦合的设计理念。 AOP 编程的支持Spring 提供了面向切面编程,可以方便的实现对程序进行权限拦截、运行监控等切面功能。 声明式事务的支持支持通过配置就来完成对事务的管理,而不需要通过硬编码的方式,以前重复的一些事务提交、回滚的 JDBC 代码,都可以不用自己写了。 快捷测试的支持Spring 对 Junit 提供支持,可以通过注解快捷地测试 Spring 程序。 快速集成功能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(如:Struts、Hibernate、MyBatis、Quartz 等)的直接支持。 复杂 API 模板封装Spring 对 JavaEE 开发中非常难用的一些 API(JDBC、JavaMail、远程调用等)都提供了模板化的封装,这些封装 API 的提供使得应用难度大大降低。 # 2.Spring 有哪些模块呢?Spring 框架是分模块存在,除了最核心的Spring Core Container是必要模块之外,其他模块都是可选,大约有 20 多个模块。 ![]() 最主要的七大模块: Spring Core:Spring 核心,它是框架最基础的部分,提供 IOC 和依赖注入 DI 特性。Spring Context:Spring 上下文容器,它是 BeanFactory 功能加强的一个子接口。Spring Web:它提供 Web 应用开发的支持。Spring MVC:它针对 Web 应用中 MVC 思想的实现。Spring DAO:提供对 JDBC 抽象层,简化了 JDBC 编码,同时,编码更具有健壮性。Spring ORM:它支持用于流行的 ORM 框架的整合,比如:Spring + Hibernate、Spring + iBatis、Spring + JDO 的整合等。Spring AOP:即面向切面编程,它提供了与 AOP 联盟兼容的编程实现。# 3.Spring 有哪些常用注解呢?Spring 有很多模块,甚至广义的 SpringBoot、SpringCloud 也算是 Spring 的一部分,我们来分模块,按功能来看一下一些常用的注解: ![]() Web: @Controller:组合注解(组合了@Component 注解),应用在 MVC 层(控制层)。@RestController:该注解为一个组合注解,相当于@Controller 和@ResponseBody 的组合,注解在类上,意味着,该 Controller 的所有方法都默认加上了@ResponseBody。@RequestMapping:用于映射 Web 请求,包括访问路径和参数。如果是 Restful 风格接口,还可以根据请求类型使用不同的注解: @GetMapping@PostMapping@PutMapping@DeleteMapping@ResponseBody:支持将返回值放在 response 内,而不是一个页面,通常用户返回 json 数据。@RequestBody:允许 request 的参数在 request 体中,而不是在直接连接在地址后面。@PathVariable:用于接收路径参数,比如 @RequestMapping(“/hello/{name}”)申明的路径,将注解放在参数中前,即可获取该值,通常作为 Restful 的接口实现方法。@RestController:该注解为一个组合注解,相当于@Controller 和@ResponseBody 的组合,注解在类上,意味着,该 Controller 的所有方法都默认加上了@ResponseBody。容器: @Component:表示一个带注释的类是一个“组件”,成为 Spring 管理的 Bean。当使用基于注解的配置和类路径扫描时,这些类被视为自动检测的候选对象。同时@Component 还是一个元注解。@Service:组合注解(组合了@Component 注解),应用在 service 层(业务逻辑层)。@Repository:组合注解(组合了@Component 注解),应用在 dao 层(数据访问层)。@Autowired:Spring 提供的工具(由 Spring 的依赖注入工具(BeanPostProcessor、BeanFactoryPostProcessor)自动注入)。@Qualifier:该注解通常跟 @Autowired 一起使用,当想对注入的过程做更多的控制,@Qualifier 可帮助配置,比如两个以上相同类型的 Bean 时 Spring 无法抉择,用到此注解@Configuration:声明当前类是一个配置类(相当于一个 Spring 配置的 xml 文件)@Value:可用在字段,构造器参数跟方法参数,指定一个默认值,支持 #{} 跟 \${} 两个方式。一般将 SpringbBoot 中的 application.properties 配置的属性值赋值给变量。@Bean:注解在方法上,声明当前方法的返回值为一个 Bean。返回的 Bean 对应的类中可以定义 init()方法和 destroy()方法,然后在@Bean(initMethod=”init”,destroyMethod=”destroy”)定义,在构造之后执行 init,在销毁之前执行 destroy。@Scope:定义我们采用什么模式去创建 Bean(方法上,得有@Bean) 其设置类型包括:Singleton 、Prototype、Request 、 Session、GlobalSession。AOP: @Aspect:声明一个切面(类上) 使用@After、@Before、@Around 定义建言(advice),可直接将拦截规则(切点)作为参数。 @After :在方法执行之后执行(方法上)。@Before: 在方法执行之前执行(方法上)。@Around: 在方法执行之前与之后执行(方法上)。@PointCut: 声明切点 在 java 配置类中使用@EnableAspectJAutoProxy 注解开启 Spring 对 AspectJ 代理的支持(类上)。事务: @Transactional:在要开启事务的方法上使用@Transactional 注解,即可声明式开启事务。# 4.Spring 中应用了哪些设计模式呢?Spring 框架中广泛使用了不同类型的设计模式,下面我们来看看到底有哪些设计模式? ![]() GitHub 上标星 10000+ 的开源知识库《二哥的 Java 进阶之路open in new window》第一版 PDF 终于来了!包括Java基础语法、数组&字符串、OOP、集合框架、Java IO、异常处理、Java 新特性、网络编程、NIO、并发编程、JVM等等,共计 32 万余字,500+张手绘图,可以说是通俗易懂、风趣幽默……详情戳:太赞了,GitHub 上标星 10000+ 的 Java 教程open in new window 微信搜 沉默王二 或扫描下方二维码关注二哥的原创公众号沉默王二,回复 222 即可免费领取。 ![]() Java 是面向对象的编程语言,一个个实例对象相互合作组成了业务逻辑,原来,我们都是在代码里创建对象和对象的依赖。 所谓的IOC(控制反转):就是由容器来负责控制对象的生命周期和对象间的关系。以前是我们想要什么,就自己创建什么,现在是我们需要什么,容器就给我们送来什么。 ![]() 也就是说,控制对象生命周期的不再是引用它的对象,而是容器。对具体对象,以前是它控制其它对象,现在所有对象都被容器控制,所以这就叫控制反转。 ![]() DI(依赖注入):指的是容器在实例化对象的时候把它依赖的类注入给它。有的说法 IOC 和 DI 是一回事,有的说法是 IOC 是思想,DI 是 IOC 的实现。 为什么要使用 IOC 呢? 最主要的是两个字解耦,硬编码会造成对象间的过度耦合,使用 IOC 之后,我们可以不用关心对象间的依赖,专心开发应用就行。 # 6.能简单说一下 Spring IOC 的实现机制吗?PS:这道题老三在面试中被问到过,问法是“你有自己实现过简单的 Spring 吗?” Spring 的 IOC 本质就是一个大工厂,我们想想一个工厂是怎么运行的呢? ![]() 生产产品:一个工厂最核心的功能就是生产产品。在 Spring 里,不用 Bean 自己来实例化,而是交给 Spring,应该怎么实现呢?——答案毫无疑问,反射。 那么这个厂子的生产管理是怎么做的?你应该也知道——工厂模式。 库存产品:工厂一般都是有库房的,用来库存产品,毕竟生产的产品不能立马就拉走。Spring 我们都知道是一个容器,这个容器里存的就是对象,不能每次来取对象,都得现场来反射创建对象,得把创建出的对象存起来。 订单处理:还有最重要的一点,工厂根据什么来提供产品呢?订单。这些订单可能五花八门,有线上签签的、有到工厂签的、还有工厂销售上门签的……最后经过处理,指导工厂的出货。 在 Spring 里,也有这样的订单,它就是我们 bean 的定义和依赖关系,可以是 xml 形式,也可以是我们最熟悉的注解形式。 我们简单地实现一个 mini 版的 Spring IOC: ![]() Bean 定义: Bean 通过一个配置文件定义,把它解析成一个类型。 beans.properties 偷懒,这里直接用了最方便解析的 properties,这里直接用一个类型的配置来代表 Bean 的定义,其中 key 是 beanName,value 是 class userDao:cn.fighter3.bean.UserDaoBeanDefinition.java bean 定义类,配置文件中 bean 定义对应的实体 public class BeanDefinition { private String beanName; private Class beanClass; //省略getter、setter }ResourceLoader.java 资源加载器,用来完成配置文件中配置的加载 public class ResourceLoader { public static Map getResource() { Map beanDefinitionMap = new HashMap(16); Properties properties = new Properties(); try { InputStream inputStream = ResourceLoader.class.getResourceAsStream("/beans.properties"); properties.load(inputStream); Iterator it = properties.stringPropertyNames().iterator(); while (it.hasNext()) { String key = it.next(); String className = properties.getProperty(key); BeanDefinition beanDefinition = new BeanDefinition(); beanDefinition.setBeanName(key); Class clazz = Class.forName(className); beanDefinition.setBeanClass(clazz); beanDefinitionMap.put(key, beanDefinition); } inputStream.close(); } catch (IOException | ClassNotFoundException e) { e.printStackTrace(); } return beanDefinitionMap; } }BeanRegister.java 对象注册器,这里用于单例 bean 的缓存,我们大幅简化,默认所有 bean 都是单例的。可以看到所谓单例注册,也很简单,不过是往 HashMap 里存对象。 public class BeanRegister { //单例Bean缓存 private Map singletonMap = new HashMap(32); /** * 获取单例Bean * * @param beanName bean名称 * @return */ public Object getSingletonBean(String beanName) { return singletonMap.get(beanName); } /** * 注册单例bean * * @param beanName * @param bean */ public void registerSingletonBean(String beanName, Object bean) { if (singletonMap.containsKey(beanName)) { return; } singletonMap.put(beanName, bean); } }BeanFactory.java ![]() 对象工厂,我们最核心的一个类,在它初始化的时候,创建了 bean 注册器,完成了资源的加载。 获取 bean 的时候,先从单例缓存中取,如果没有取到,就创建并注册一个 bean public class BeanFactory { private Map beanDefinitionMap = new HashMap(); private BeanRegister beanRegister; public BeanFactory() { //创建bean注册器 beanRegister = new BeanRegister(); //加载资源 this.beanDefinitionMap = new ResourceLoader().getResource(); } /** * 获取bean * * @param beanName bean名称 * @return */ public Object getBean(String beanName) { //从bean缓存中取 Object bean = beanRegister.getSingletonBean(beanName); if (bean != null) { return bean; } //根据bean定义,创建bean return createBean(beanDefinitionMap.get(beanName)); } /** * 创建Bean * * @param beanDefinition bean定义 * @return */ private Object createBean(BeanDefinition beanDefinition) { try { Object bean = beanDefinition.getBeanClass().newInstance(); //缓存bean beanRegister.registerSingletonBean(beanDefinition.getBeanName(), bean); return bean; } catch (InstantiationException | IllegalAccessException e) { e.printStackTrace(); } return null; } }测试 UserDao.java 我们的 Bean 类,很简单 public class UserDao { public void queryUserInfo(){ System.out.println("A good man."); } }单元测试 public class ApiTest { @Test public void test_BeanFactory() { //1.创建bean工厂(同时完成了加载资源、创建注册单例bean注册器的操作) BeanFactory beanFactory = new BeanFactory(); //2.第一次获取bean(通过反射创建bean,缓存bean) UserDao userDao1 = (UserDao) beanFactory.getBean("userDao"); userDao1.queryUserInfo(); //3.第二次获取bean(从缓存中获取bean) UserDao userDao2 = (UserDao) beanFactory.getBean("userDao"); userDao2.queryUserInfo(); } }运行结果 A good man. A good man.至此,我们一个乞丐+破船版的 Spring 就完成了,代码也比较完整,有条件的可以跑一下。 PS:因为时间+篇幅的限制,这个 demo 比较简陋,没有面向接口、没有解耦、边界检查、异常处理……健壮性、扩展性都有很大的不足,感兴趣可以学习参考[15]。 # 7.说说 BeanFactory 和 ApplicantContext?可以这么形容,BeanFactory 是 Spring 的“心脏”,ApplicantContext 是完整的“身躯”。 ![]() BeanFactory 是类的通用工厂,可以创建并管理各种类的对象。 Spring 为 BeanFactory 提供了很多种实现,最常用的是 XmlBeanFactory,但在 Spring 3.2 中已被废弃,建议使用 XmlBeanDefinitionReader、DefaultListableBeanFactory。 ![]() BeanFactory 接口位于类结构树的顶端,它最主要的方法就是 getBean(String var1),这个方法从容器中返回特定名称的 Bean。 BeanFactory 的功能通过其它的接口得到了不断的扩展,比如 AbstractAutowireCapableBeanFactory 定义了将容器中的 Bean 按照某种规则(比如按名字匹配、按类型匹配等)进行自动装配的方法。 这里看一个 XMLBeanFactory(已过期) 获取 bean 的例子: public class HelloWorldApp{ public static void main(String[] args) { BeanFactory factory = new XmlBeanFactory (new ClassPathResource("beans.xml")); HelloWorld obj = (HelloWorld) factory.getBean("helloWorld"); obj.getMessage(); } } # ApplicationContext 接口ApplicationContext 由 BeanFactory 派生而来,提供了更多面向实际应用的功能。可以这么说,使用 BeanFactory 就是手动档,使用 ApplicationContext 就是自动档。 ![]() ApplicationContext 继承了 HierachicalBeanFactory 和 ListableBeanFactory 接口,在此基础上,还通过其他的接口扩展了 BeanFactory 的功能,包括: Bean instantiation/wiring Bean 的实例化/串联 自动的 BeanPostProcessor 注册 自动的 BeanFactoryPostProcessor 注册 方便的 MessageSource 访问(i18n) ApplicationEvent 的发布与 BeanFactory 懒加载的方式不同,它是预加载,所以,每一个 bean 都在 ApplicationContext 启动之后实例化 这是 ApplicationContext 的使用例子: public class HelloWorldApp{ public static void main(String[] args) { ApplicationContext context=new ClassPathXmlApplicationContext("beans.xml"); HelloWorld obj = (HelloWorld) context.getBean("helloWorld"); obj.getMessage(); } }ApplicationContext 包含 BeanFactory 的所有特性,通常推荐使用前者。 # 8.你知道 Spring 容器启动阶段会干什么吗?PS:这道题老三面试被问到过 Spring 的 IOC 容器工作的过程,其实可以划分为两个阶段:容器启动阶段和Bean 实例化阶段。 其中容器启动阶段主要做的工作是加载和解析配置文件,保存到对应的 Bean 定义中。 ![]() 容器启动开始,首先会通过某种途径加载 Congiguration MetaData,在大部分情况下,容器需要依赖某些工具类(BeanDefinitionReader)对加载的 Congiguration MetaData 进行解析和分析,并将分析后的信息组为相应的 BeanDefinition。 ![]() 最后把这些保存了 Bean 定义必要信息的 BeanDefinition,注册到相应的 BeanDefinitionRegistry,这样容器启动就完成了。 # 9.能说一下 Spring Bean 生命周期吗?可以看看:Spring Bean 生命周期,好像人的一生。。open in new window 在 Spring 中,基本容器 BeanFactory 和扩展容器 ApplicationContext 的实例化时机不太一样,BeanFactory 采用的是延迟初始化的方式,也就是只有在第一次 getBean()的时候,才会实例化 Bean;ApplicationContext 启动之后会实例化所有的 Bean 定义。 Spring IOC 中 Bean 的生命周期大致分为四个阶段:实例化(Instantiation)、属性赋值(Populate)、初始化(Initialization)、销毁(Destruction)。 ![]() 我们再来看一个稍微详细一些的过程: 实例化:第 1 步,实例化一个 Bean 对象属性赋值:第 2 步,为 Bean 设置相关属性和依赖初始化:初始化的阶段的步骤比较多,5、6 步是真正的初始化,第 3、4 步为在初始化前执行,第 7 步在初始化后执行,初始化完成之后,Bean 就可以被使用了销毁:第 8~10 步,第 8 步其实也可以算到销毁阶段,但不是真正意义上的销毁,而是先在使用前注册了销毁的相关调用接口,为了后面第 9、10 步真正销毁 Bean 时再执行相应的方法![]() 简单总结一下,Bean 生命周期里初始化的过程相对步骤会多一些,比如前置、后置的处理。 最后通过一个实例来看一下具体的细节: 关于源码,Bean 创建过程可以查看AbstractBeanFactory#doGetBean方法,在这个方法里可以看到 Bean 的实例化,赋值、初始化的过程,至于最终的销毁,可以看看ConfigurableApplicationContext#close()。 ![]() 有三种方式:直接编码方式、配置文件方式、注解方式。 ![]() Spring 支持构造方法注入、属性注入、工厂方法注入,其中工厂方法注入,又可以分为静态工厂方法注入和非静态工厂方法注入。 ![]() 构造方法注入 通过调用类的构造方法,将接口实现类通过构造方法变量传入 public CatDaoImpl(String message){ this. message = message; }属性注入 通过 Setter 方法完成调用类所需依赖的注入 public class Id { private int id; public int getId() { return id; } public void setId(int id) { this.id = id; } }工厂方法注入 静态工厂注入 静态工厂顾名思义,就是通过调用静态工厂的方法来获取自己需要的对象,为了让 Spring 管理所有对象,我们不能直接通过"工程类.静态方法()"来获取对象,而是依然通过 Spring 注入的形式获取: public class DaoFactory { //静态工厂 public static final FactoryDao getStaticFactoryDaoImpl(){ return new StaticFacotryDaoImpl(); } } public class SpringAction { //注入对象 private FactoryDao staticFactoryDao; //注入对象的 set 方法 public void setStaticFactoryDao(FactoryDao staticFactoryDao) { this.staticFactoryDao = staticFactoryDao; } } //factory-method="getStaticFactoryDaoImpl"指定调用哪个工厂方法非静态工厂注入 非静态工厂,也叫实例工厂,意思是工厂方法不是静态的,所以我们需要首先 new 一个工厂实例,再调用普通的实例方法。 //非静态工厂 public class DaoFactory { public FactoryDao getFactoryDaoImpl(){ return new FactoryDaoImpl(); } } public class SpringAction { //注入对象 private FactoryDao factoryDao; public void setFactoryDao(FactoryDao factoryDao) { this.factoryDao = factoryDao; } } # 12.Spring 有哪些自动装配的方式?什么是自动装配? Spring IOC 容器知道所有 Bean 的配置信息,此外,通过 Java 反射机制还可以获知实现类的结构信息,如构造方法的结构、属性等信息。掌握所有 Bean 的这些信息后,Spring IOC 容器就可以按照某种规则对容器中的 Bean 进行自动装配,而无须通过显式的方式进行依赖配置。 Spring 提供的这种方式,可以按照某些规则进行 Bean 的自动装配,元素提供了一个指定自动装配类型的属性:autowire="" Spring 提供了哪几种自动装配类型? Spring 提供了 4 种自动装配类型: ![]() Spring 的 Bean 主要支持五种作用域: ![]() 以下三个作用域于只在 Web 应用中适用: request : 每一次 HTTP 请求都会产生一个新的 Bean,该 Bean 仅在当前 HTTP Request 内有效。session : 同一个 HTTP Session 共享一个 Bean,不同的 HTTP Session 使用不同的 Bean。globalSession:同一个全局 Session 共享一个 Bean,只用于基于 Protlet 的 Web 应用,Spring5 中已经不存在了。# 14.Spring 中的单例 Bean 会存在线程安全问题吗?首先结论在这:Spring 中的单例 Bean不是线程安全的。 因为单例 Bean,是全局只有一个 Bean,所有线程共享。如果说单例 Bean,是一个无状态的,也就是线程中的操作不会对 Bean 中的成员变量执行查询以外的操作,那么这个单例 Bean 是线程安全的。比如 Spring mvc 的 Controller、Service、Dao 等,这些 Bean 大多是无状态的,只关注于方法本身。 假如这个 Bean 是有状态的,也就是会对 Bean 中的成员变量进行写操作,那么可能就存在线程安全的问题。 ![]() 单例 Bean 线程安全问题怎么解决呢? 常见的有这么些解决办法: 将 Bean 定义为多例 这样每一个线程请求过来都会创建一个新的 Bean,但是这样容器就不好管理 Bean,不能这么办。 在 Bean 对象中尽量避免定义可变的成员变量 削足适履了属于是,也不能这么干。 将 Bean 中的成员变量保存在 ThreadLocal 中 ⭐ 我们知道 ThredLoca 能保证多线程下变量的隔离,可以在类中定义一个 ThreadLocal 成员变量,将需要的可变成员变量保存在 ThreadLocal 里,这是推荐的一种方式。 # 15.说说循环依赖?什么是循环依赖? ![]() Spring 循环依赖:简单说就是自己依赖自己,或者和别的 Bean 相互依赖。 ![]() 只有单例的 Bean 才存在循环依赖的情况,原型(Prototype)情况下,Spring 会直接抛出异常。原因很简单,AB 循环依赖,A 实例化的时候,发现依赖 B,创建 B 实例,创建 B 的时候发现需要 A,创建 A1 实例……无限套娃,直接把系统干垮。 Spring 可以解决哪些情况的循环依赖? Spring 不支持基于构造器注入的循环依赖,但是假如 AB 循环依赖,如果一个是构造器注入,一个是 setter 注入呢? 看看几种情形: ![]() 第四种可以而第五种不可以的原因是 Spring 在创建 Bean 时默认会根据自然排序进行创建,所以 A 会先于 B 进行创建。 所以简单总结,当循环依赖的实例都采用 setter 方法注入的时候,Spring 可以支持,都采用构造器注入的时候,不支持,构造器注入和 setter 注入同时存在的时候,看天。 # 16.那 Spring 怎么解决循环依赖的呢?PS:其实正确答案是开发人员做好设计,别让 Bean 循环依赖,但是没办法,面试官不想听这个。 我们都知道,单例 Bean 初始化完成,要经历三步: ![]() 注入就发生在第二步,属性赋值,结合这个过程,Spring 通过三级缓存解决了循环依赖: 一级缓存 : Map singletonObjects,单例池,用于保存实例化、属性赋值(注入)、初始化完成的 bean 实例二级缓存 : Map earlySingletonObjects,早期曝光对象,用于保存实例化完成的 bean 实例三级缓存 : Map |
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