《今天面試了嗎》-Spring

前言

今每天氣不錯，我懷着自信的笑容來到某個大廠的研發中心，開啓面試的一天。首先我不是毫無準備的，什麼java併發，多線程，jvm，分佈式，數據庫都準備的妥妥的，沒想到今天的面試的主題是spring。不過還好，我也準備了...門開了，走來一位拿着mac本，戴眼鏡的年輕的小夥子，跟我差很少大吧。而後他示意我坐下，禮貌的說：「歡迎來咱們公司面試，今天咱們就聊聊spring吧」...

面試環節

• 面試官：你說下什麼是spring？

• 我：spring是一種輕量級開發框架，旨在提升開發人員的開發效率以及系統的可維護性。咱們通常說的spring框架指的是Spring Framework，它是不少模塊的集合，使用這些模塊能夠很方便的協助咱們開發。這些模塊是：核心容器、數據訪問/集成、Web、AOP（面向切面編程）、工具、消息和測試模塊。好比：Core Container中的Core組件是Spring全部組件的核心，Beans組件和Context組件是實現IOC和依賴注入的基礎，AOP組件用來實現面向切面編程。

• 面試官：使用Spring框架有什麼好處呢？

• 我：框架能更讓咱們高效的編程以及更方便的維護咱們的系統。

1. 輕量：Spring是輕量的，相對其餘框架來講。
2. 控制反轉：Spring經過控制反轉實現了鬆散耦合，對象給出他們的依賴，而不是建立或查找依賴的對象們。
3. 面向切面編程（AOP）：Spring支持面向切面編程，而且把業務邏輯和系統服務分開。
4. 容器：Spring包含並管理應用中對象的生命週期和配置。
5. MVC框架：Spring的WEB框架是個精心設計的框架，是WEB框架的一個很好的替代品。
6. 事務管理：Spring提供一個持續的事務管理接口，提供聲明式事務和編程式事務。
7. 異常處理:Spring提供方便的API把具體技術相關的異常轉化爲一致的unchecked異常。

• 面試官：你第二點提到了spring的控制反轉，能解釋下嗎？
• 我：首先來解釋下控制反轉。控制反轉(Inversion Of Control，縮寫爲IOC)是一個重要的面向對象編程的法則來削減程序的耦合問題，也是spring框架的核心。應用控制反轉，對象在被建立的時候，由一個調控系統內的全部對象的外界實體，將其所依賴的對象的引用，傳遞給它。也能夠說，依賴被注入到對象中。因此，控制反轉是關於一個對象如何獲取他所依賴的對象的引用，這個責任的反轉。另外，控制反轉通常分爲兩種類型，依賴注入（Dependency Injection，簡稱DI）和依賴查找(Dependency Lookup)。依賴注入應用比較普遍。
  還有幾個常見的問題:

1. 誰依賴誰-固然是應用程序依賴於IOC容器。
2. 爲何須要依賴-應用程序須要IOC容器來提供對象須要的外部資源。
3. 誰注入誰-很明顯是IOC容器注入應用程序某個對象，應用程序依賴的對象
4. 注入了什麼-就是注入某個對象所須要的外部資源（包括對象、資源、常量數據）

• 面試官：那IOC與new對象有什麼區別嗎

• 我：這就是正轉與反轉的區別。傳統應用程序是由咱們本身在對象中主動控制去直接獲取依賴對象，也就是正轉。而反轉則是容器來幫助咱們建立並注入依賴對象。

• 面試官：好的，那IOC有什麼優缺點嗎？

• 我：優勢：很明顯，實現了組件之間的解耦，提升程序的靈活性和可維護性。缺點：對象生成由於是反射編程，在效率上有些損耗。但相對於IOC提升的維護性和靈活性來講，這點損耗是微不足道的，除非某對象的生成對效率要求特別高。

• 面試官：spring管理這麼多對象，確定須要一個容器吧。你能說下對IOC容器的理解嗎？

• 我：首先來解釋下容器：在每一個框架中都有個容器的概念，所謂的容器就是將經常使用的服務封裝起來，而後用戶只須要遵循必定的規則就能夠達到統1、靈活、安全、方便和快速的目的。

• 我：而後IOC容器是具備依賴注入功能的容器，負責實例化、定位、配置應用程序中的對象以及創建這些對象間的依賴。

• 面試官：那你能說下IOC容器是怎麼工做的嗎？

• 我：首先說下兩個概念。

1. Bean的概念：Bean就是由Spring容器初始化、裝配及管理的對象，除此以外，bean就與應用程序中的其餘對象沒什麼區別了。
2. 元數據BeanDefinition：肯定如何實例化Bean、管理bean之間的依賴關係以及管理bean，這就須要配置元數據，在spring中由BeanDefinition表明。

• 我：下面說下工做原理：

1. 準備配置文件：配置文件中聲明Bean定義也就是爲Bean配置元數據。
2. 由IOC容器進行解析元數據：IOC容器的Bean Reader讀取並解析配置文件，根據定義生成BeanDefinition配置元數據對象，IOC容器根據BeanDefinition進行實例化、配置以及組裝Bean。
3. 實例化IOC容器：由客戶端實例化容器，獲取須要的Bean。
   下面舉個例子：

@Test  
       public void testHelloWorld() {  
             //一、讀取配置文件實例化一個IoC容器  
             ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("helloworld.xml");  
             //二、從容器中獲取Bean，注意此處徹底「面向接口編程，而不是面向實現」  
              HelloApi helloApi = context.getBean("hello", HelloApi.class);  
              //三、執行業務邏輯  
              helloApi.sayHello();  
       }
複製代碼

• 面試官：那你知道BeanFactory和ApplicationContext的區別嗎？
• 我：

1. BeanFactory是spring中最基礎的接口。它負責讀取讀取bean配置文檔，管理bean的加載，實例化，維護bean之間的依賴關係，負責bean的生命週期。
2. ApplicationContext是BeanFactory的子接口，除了提供上述BeanFactory的全部功能外，還提供了更完整的框架功能：如國際化支持，資源訪問，事件傳遞等。經常使用的獲取ApplicationContext的方法： 2.1 FileSystemXmlApplicationContext：從文件系統或者url指定的xml配置文件建立，參數爲配置文件名或者文件名數組。 2.2 ClassPathXmlApplicationContext：從classpath的xml配置文件建立，能夠從jar包中讀取配置文件 2.3 WebApplicationContextUtils：從web應用的根目錄讀取配置文件，須要先在web.xml中配置，能夠配置監聽器或者servlet來實現。
3. ApplicationContext的初始化和BeanFactory有一個重大區別：BeanFactory在初始化容器時，並未實例化Bean，知道第一次訪問某個Bean時才實例化Bean；而ApplicationContext則在初始化應用上下文時就實例化全部的單例Bean，所以ApplicationContext的初始化時間會比BeanFactory稍長一些。

• 面試官：很好，看來對spring的IOC容器掌握的不錯。那咱們來聊聊spring的aop，你說下你對spring aop的瞭解。
• 我：Aop（面向切面編程）可以將那些與業務無關，卻爲業務模塊所共同調用的邏輯或責任（例如事務處理、日誌管理、權限控制等）封裝起來，便於減小系統的重複代碼，下降模塊間的耦合度，並有利於將來的擴展性和可維護性。這裏聚個日誌處理的栗子：

日誌處理方式	實現方式	優缺點
硬代碼編寫
	處理代碼相同，代碼強耦合
抽離方法，代碼複用
	手動插入代碼，代碼強耦合
aop
	橫向的功能抽離出來造成一個獨立的模塊，低耦合

• 面試官：那你知道spring aop的原理嗎？

• 我：spring aop就是基於動態代理的，若是要代理的對象實現了某個接口，那麼spring aop會使用jdk proxy，去建立代理對象，而對於沒有實現接口的對象，就沒法使用jdk的動態代理，這時spring aop會使用cglib動態代理，這時候spring aop會使用cglib生成一個被代理對象的子類做爲代理。

• 我：關於動態代理的原理能夠參考個人這篇文章：juejin.im/post/5cea01…

• 面試官：那你知道Spring Aop和AspecJ Aop有什麼區別嗎？

• 我：Spring AOP屬於運行時加強，而AspectJ是編譯時加強。Spring Aop基於代理，而AspectJ基於字節碼操做。Spring Aop已經集成了AspectJ，AspectJ應該算得上Java生態系統中最完整的AOP框架了。AspectJ相對於Spring Aop功能更增強大，可是Spring AOP相對來講更簡單。若是咱們的切面比較少，那麼二者性能差別不大。可是，當且切面太多的話，最好選擇AspectJ，它比Spring Aop快不少。

• 面試官：你對Spring中的bean瞭解嗎？都有哪些做用域？

• 我：Spring中的Bean有五種做用域：

1. singleton：惟一Bean實例，Spring中的Bean默認都是單例的。
2. prototype：每次請求都會建立一個新的bean實例。
3. request：每次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：每次HTTP請產生一個新的Bean，該Bean僅在當前HTTP session內有效。
5. global-session：全局session做用域，僅僅在基於portlet的web應用中才有意義，Spring5已經沒有了。

• 面試官：Spring中的單例Bean的線程安全問題了解嗎？
• 我：大部分時候咱們並無在系統中使用多線程。單例Bean存在線程安全問題，主要是由於當多個線程操做同一個對象的時候，對這個對象的非靜態成員變量的寫操做會存在線程安全問題。常見的有兩種解決方法：

1. 在Bean中儘可能避免定義可變的成員變量（不太現實）。
2. 在類中定義一個ThreadLocal成員變量，將須要的可變成員變量保存在Threadlocal中。

• 面試官：Spring中的Bean的生命週期你瞭解嗎？
• （我心想，這個過程還挺複雜的，還好來以前小本本記了。）Spring中的Bean從建立到銷燬大概會通過這些：

1. Bean容器找到配置文件中Spring Bean的定義。
2. Bean容器利用Java反射機制建立一個Bean的實例。
3. 若是涉及一些屬性值，利用set()方法設置一些屬性值。
4. 若是Bean實現了BeanNameAware接口，調用setBeanName（）方法，傳入Bean的名稱。
5. 若是Bean實現了BeanClassLoaderAware接口，調用setBeanClassLoader（）方法，傳入ClassLoader對象的實例。
6. 若是Bean實現了BeanFactoryAware接口，調用setBeanClassLoader()方法，傳入ClassLoader對象的實例。
7. 與上面相似，若是實現了其餘*.Aware接口，就調用相應的方法。
8. 若是有和加載這個Bean的Spring容器相關的BeaPostProcessor對象，執行postProcessBeforeInitialization（）方法
9. 若是Bean實現了InitializingBean接口，執行afterPropertiesSet（）方法
10. 若是Bean在配置文件中的定義包含init-method屬性，執行指定的方法。
11. 若是有和加載這個 Bean的 Spring 容器相關的 BeanPostProcessor 對象，執行postProcessAfterInitialization() 方法
12. 當要銷燬Bean的時候，若是 Bean 實現了 DisposableBean 接口，執行 destroy() 方法。
13. 當要銷燬 Bean 的時候，若是 Bean 在配置文件中的定義包含 destroy-method 屬性，執行指定的方法。

• 面試官:將一個類聲明爲Spring的Bean的註解有哪些你知道嗎？
• 我：咱們通常用@Autowried註解自動裝配Bean，要想把類識別爲可用於自動裝配的Bean，採用如下註解能夠實現：

1. @Component：通用的註解，可標註任意類爲spring組件。若是一個Bean不知道屬於哪一個層，可使用@Component註解標註
2. @Repository：對應持久層即Dao層，主要用於數據庫的操做。
3. @Service：對應服務層，主要涉及一些複雜的邏輯
4. @Controller：對應Spring MVC控制層，主要用於接收用戶請求並調用Service層返回數據給前端頁面。

• 面試官：那@Component和@Bean有什麼區別呢？
• 我：那我來總結下：

1. 做用對象不一樣：@Component做用於類，@Bean做用於方法。
2. @Component一般是經過類路徑掃描來自動偵測以及自動裝配到Spring容器中（使用@ComponentScan註解定義要掃描的路徑從中找出識別了須要裝配的類自動裝配到spring的Bean容器中）。@Bean註解一般是在標有該註解的方法中定義產生這個bean，@Bean告訴Spring這是某個類的實例，當我須要用它的時候還給我。
3. @Bean註解比@Component註解的自定義性更強，並且不少地方只能經過@Bean註解來註冊Bean，好比第三方庫中的類。

• 面試官：看來你對Spring的bean掌握的不錯，那你能說下本身對於spring MVC的瞭解嗎？
• 我：談到這個問題，不得不說下Model1和Model2這兩個沒有spring MVC的時代。

1. Model1時代：整個Web應用幾乎都是JSP頁面組成，只用少許的JavaBean來處理數據庫鏈接，訪問等操做。這個模式下JSP既是控制層又是表現層。顯而易見這種模式存在不少問題：好比講控制層和表現層邏輯混雜在一塊兒，致使代碼重用率極低；先後端相互依賴，難以進行測試而且開發效率極低。
2. Model2時代：學過Servlet的朋友應該瞭解「Java Bean（Model）+JSP（VIEW）+Servlet（Controller）」這種開發模式就是早期的JavaWeb開發模式。Model2模式下還存在不少問題，抽象和封裝程度還遠遠不夠，使用Model2進行開發時不可避免的會重複造輪子。

• 我想了想，接着說：MVC是一種設計模式，Spring MVC是一款很優秀的MVC框架。Spring MVC能夠幫助咱們進行更簡潔的Web層的開發，而且它天生與Spring框架集成。Spring MVC下咱們通常把後端項目分爲Service層（處理業務）、Dao層（數據庫操做）、Entity層（實體類）、Controller層（控制層、返回數據給前端）。我畫個Spring MVC的簡單原理圖：

• 面試官：你能詳細說下Spring MVC從接受請求到返回數據的整個流程嗎？
• （我心想：幸虧我還沒忘）我：能夠。這個流程雖然複雜，可是理解起來也不是很難。

1. 客戶端（瀏覽器）發送請求，直接請求到DispatcherServlet。
2. DispatcherServlet根據請求細膩調用HandlerMapping，解析請求對應的Handler。
3. 解析到對應的Handler（也就是Controller）後，開始由HandlerAdapter適配器處理。
4. HandlerAdapter會根據Handler來調用真正的處理器來處理請求，並處理相應的業務邏輯。
5. 處理器處理完業務後，會返回一個ModelAndView對象，Model是返回的數據對象，View是個邏輯上的View。
6. ViewResolver會根據View查找實際的View。
7. DispatcherServlet把返回的Model傳給View（視圖渲染）。
8. 把View返回給請求者（瀏覽器）。

• 面試官：你知道Spring框架中用到了哪些設計模式嗎？
• 我：那我來總結一下。

1. 工廠設計模式：Spring使用工廠模式經過BeanFactory、ApplicationContext建立Bean對象。
2. 代理設計模式：Spring AOP功能的實現。
3. 單例設計模式：Spring中的Bean默認都是單例的。
4. 模板方法模式：Spring中jdbcTemplate、hibernateTemplate等以Template結尾的對數據庫操做的類，就是用到了模板模式。
5. 包裝器設計模式：咱們的項目須要連接多個數據庫，並且不一樣的客戶在每次訪問中根據須要會去訪問不一樣的數據庫。這種模式讓咱們能夠根據客戶需求都太切換不一樣的數據源。
6. 觀察者模式：Spring事件驅動模型就是觀察者模式很經典的一個應用。
7. 適配器模式：Spring AOP的加強或通知使用到了適配器模式。SpringMVC中也是用到了適配器模式適配Controller。

• 面試官：你使用過Spring的事務嗎？是怎麼用的？
• 我：固然用過。Spring管理事務有兩種方式：

1. 編程式事務：在代碼中硬編碼（不推薦使用）
2. 聲明式事務：在配置文件中配置，聲明式事務又分爲兩種：基於XML的方式和基於註解的方式（推薦使用） 在項目中使用Spring的事務只須要在你須要事務的方法上加上@Transaction註解，那麼這個方法就加上了事務，若是遇到異常，整個方法中的數據修改的邏輯都會被回滾掉，避免形成數據的不一致性。

• 面試官：那Spring的事務有哪幾種隔離級別?
• 我：TransactionDefinition接口中定義了五個隔離級別的常量：

1. ISOLATION_DEFAULT：使用後端數據庫默認的隔離級別（通常用這個就行了），MySQL默認採用的是REPEATABLE_READ隔離級別，Oracle默認採用的是READ_COMMITTED隔離級別。
2. ISOLATION_READ_UNCOMMITTED：最低的隔離級別，容許讀取還沒有提交的數據，可能致使髒讀、幻讀或不可重複讀。
3. ISOLATION_READ_COMMITTED：容許讀取併發事務以及提交的數據，能夠阻止髒讀，可是幻讀或不可重複讀仍有可能發生。
4. ISOLATION_REPEATABLE_READ：對同一字段的屢次讀取結果都是一致的，除非數據是被事務本身修改的，能夠阻止髒讀和不可重複讀，但幻讀仍有可能發生。
5. ISOLATION_SERIALIZABLE：最高的隔離級別，全部事務依次逐個執行，這樣事務之間就徹底不可能產生干擾，也就是說，該級別能夠防止髒讀、不可重複讀和幻讀。可是這將嚴重影響程序性能，一般也不會用到。

• 面試官：那你知道Spring事務有哪幾種事務傳播行爲嗎？（面試官露出神祕的一笑）
• 我：（心想：Spring事務中這裏的坑踩的最多，怎麼會不清楚呢）在TransactionDefinition中定義了7種事務傳播行爲： 支持當前事務的狀況

1. PROPAGATION_REQUIRED：若是當前存在事務，則加入該事務；若是當前沒有事務，則建立一個新的事務。
2. PROPAGATION_SUPPORTS：若是當前存在事務，則加入該事務；若是當前沒有事務，則以非事務的方式繼續運行。
3. PROPAGATION_MANDATORY：若是當前存在事務，則加入該事務；若是當前沒有事務，則拋出異常（mandatory：強制） 不支持當前事務的狀況
4. PROPAGATION_REQUIRES_NEW：建立一個新的事務，若是當前存在事務，則把當前事務掛起。
5. PROPAGATION_NOT_SUPPORTED：以非事務的方式運行，若是當前存在事務，則把當前事務掛起。
6. PROPAGATION_NEVER：以非事務的方式運行，若是當前存在事務，則拋出異常。 其餘狀況
7. PROPAGATION_NESTED：若是當前存在事務，則建立一個事務做爲當前事務的嵌套事務來運行；若是當前沒有事務，則該取值等價於PROPAGATION_REQUIRED。

• 我：一篇有價值的博客，列舉了Spring事務不生效的幾大緣由https://blog.csdn.net/f641385712/article/details/80445933。這裏我列舉一下：

1. 緣由1：是不是數據庫引擎設置不對形成的。好比咱們經常使用的mysql，引擎MyISAM，是不支持事務操做的，須要改爲InnoDB才能支持。
2. 緣由2：入口的方法必須是public，不然事務不起做用（這一點由Spring的AOP特性決定）private方法，final方法和static方法不能添加事務，加了也不生效。
3. 緣由3：Spring事務管理默認只對出現運行時異常（kava.lang.RuntimeException及其子類）進行回滾（至於Spring爲何這麼設計：由於Spring認爲Checked異常屬於業務，程序員應該給出解決方案而不該該直接扔給框架）。
4. 緣由4：@EnableTransactionManagement // 啓註解事務管理，等同於xml配置方式的 <tx:annotation-driven />。沒有使用該註解開啓事務。
5. 緣由5：請確認你的類是否被代理了。（由於Spring的事務實現原理是AOP，只有經過代理對象調用方法才能被攔截，事務才能生效）。
6. 緣由6：請確保你的業務和事務入口在同一個線程裏，不然事務也是不生效的，好比下面的代碼：

@Transactional
@Override
public void save(User user1, User user2) {
    new Thread(() -> {
          saveError(user1, user2);
          System.out.println(1 / 0);
    }).start();
}

複製代碼

7. 緣由7：同一個類中一個無事務的方法調用另外一個有事務的方法，事務是不會起做用的。例以下面的代碼：

• 面試官：看來你對spring框架的重點知識掌握的還不錯，基礎很紮實，今天咱們就先聊到這裏，但願明天你能表現的更好。
• 我微笑着說：（暗自慶幸：經過了一關是一關）嗯，我會好好準備的。