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对spring的理解
Spring从之前单纯的xml的配置方式,到现在的完全基于注解的编程方式发展,
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。常见的配置方式有三种:基于XML的配置、基于注解的配置、基于Java的配置.
主要由以下几个模块组成:
- Spring Core:核心类库,提供IOC服务;
- 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 AOP:AOP服务;
- Spring DAO:对JDBC的抽象,简化了数据访问异常的处理;
- Spring ORM:对现有的ORM框架的支持;
- Spring Web:提供了基本的面向Web的综合特性,例如多方文件上传;
- Spring MVC:提供面向Web应用的Model-View-Controller实现。
Spring的优势
什么是IOC
对SpringIOC模块的理解:
控制反转:理论思想,原来的对象是由使用者来进行控制,有了spring之后,可以把整个对象交给spring来帮我们进行管理
DI:依赖注入,把对应的属性的值注入到具体的对象中,@Autowired,populateBean完成属性值的注入
容器:存储对象,使用map结构来存储,在spring中一般存在三级缓存,singletonObjects存放完整的bean对象,
整个bean的生命周期,从创建到使用到销毁的过程全部都是由容器来管理(bean的生命周期)
1、先通过createBeanFactory创建出一个Bean工厂(DefaultListableBeanFactory)
2、开始循环创建对象,因为容器中的bean默认都是单例的,所以优先通过getBean,doGetBean从容器中查找,找不到的话,
3、通过createBean,doCreateBean方法,以反射的方式创建对象,一般情况下使用的是无参的构造方法(getDeclaredConstructor,newInstance)
4、进行对象的属性填充populateBean
5、进行其他的初始化操作(initializingBean)
Spring的AOP的底层实现原理
aop是ioc的一个扩展功能,先有的ioc,再有的aop,只是在ioc的整个流程中新增的一个扩展点而已:BeanPostProcessor
bean的创建过程中有一个步骤可以对bean进行扩展实现,aop本身就是一个扩展功能,所以在BeanPostProcessor的后置处理方法中来进行实现
1、代理对象的创建过程(advice,切面,切点)
2、通过jdk或者cglib的方式来生成代理对象
3、在执行方法调用的时候,会调用到生成的字节码文件中,直接回找到DynamicAdvisoredInterceptor类中的intercept方法,从此方法开始执行
4、根据之前定义好的通知来生成拦截器链
5、从拦截器链中依次获取每一个通知开始进行执行,在执行过程中,为了方便找到下一个通知是哪个,会有一个CglibMethodInvocation的对象,找的时候是从-1的位置一次开始查找并且执行的。
bean的生命周期
1、实例化bean:反射的方式生成对象
2、填充bean的属性:populateBean(),循环依赖的问题(三级缓存)
3、调用aware接口相关的方法:invokeAwareMethod(完成BeanName,BeanFactory,BeanClassLoader对象的属性设置)
4、调用BeanPostProcessor中的前置处理方法:使用比较多的有(ApplicationContextPostProcessor,设置 ApplicationContext,Environment,ResourceLoader,EmbeddValueResolver等对象)
5、调用initmethod方法:invokeInitmethod(),判断是否实现了initializingBean接口,如果有,调用afterPropertiesSet方法,没有就不调用
6、调用BeanPostProcessor的后置处理方法:spring的aop就是在此处实现的,AbstractAutoProxyCreator
注册Destuction相关的回调接口:钩子函数
7、获取到完整的对象,可以通过getBean的方式来进行对象的获取
8、销毁流程,1;判断是否实现了DispoableBean接口,2,调用destroyMethod方法
如何解决循环依赖
循环依赖:
1、先创建A对象,实例化A对象,此时A对象中的b属性为空,填充属性b
2、从容器中查找B对象,如果找到了,直接赋值不存在循环依赖问题(不通),找不到直接创建B对象
3、实例化B对象,此时B对象中的a属性为空,填充属性a
4、从容器中查找A对象,找不到,直接创建
如果仔细观察的话,会发现A对象是存在的,只不过此时的A对象不是一个完整的状态,只完成了实例化但是未完成初始化,如果在程序调用过程中,拥有了某个对象的引用,能否在后期给他完成赋值操作,可以优先把非完整状态的对象优先赋值,等待后续操作来完成赋值,相当于提前暴露了某个不完整对象的引用,所以解决问题的核心在于实例化和初始化分开操作,这也是解决循环依赖问题的关键,
当所有的对象都完成实例化和初始化操作之后,还要把完整对象放到容器中,此时在容器中存在对象的几个状态,完成实例化=但未完成初始化,完整状态,因为都在容器中,所以要使用不同的map结构来进行存储,此时就有了一级缓存和二级缓存,如果一级缓存中有了,那么二级缓存中就不会存在同名的对象,因为他们的查找顺序是1,2,3这样的方式来查找的。一级缓存中放的是完整对象,二级缓存中放的是非完整对象
为什么需要三级缓存?三级缓存的value类型是ObjectFactory,是一个函数式接口,存在的意义是保证在整个容器的运行过程中同名的bean对象只能有一个。
如果一个对象需要被代理,或者说需要生成代理对象,那么要不要优先生成一个普通对象?普通对象和代理对象是不能同时出现在容器中的,因此当一个对象需要被代理的时候,就要使用代理对象覆盖掉之前的普通对象,在实际的调用过程中,是没有办法确定什么时候对象被使用,所以就要求当某个对象被调用的时候,优先判断此对象是否需要被代理,类似于一种回调机制的实现,因此传入lambda表达式的时候,可以通过lambda表达式来执行对象的覆盖过程,getEarlyBeanReference()
因此,所有的bean对象在创建的时候都要优先放到三级缓存中,在后续的使用过程中,如果需要被代理则返回代理对象,如果不需要被代理,则直接返回普通对象
缓存的放置时间和删除时间:
三级缓存:createBeanInstance之后:addSingletonFactory
二级缓存:第一次从三级缓存确定对象是代理对象还是普通对象的时候,同时删除三级缓存 getSingleton
一级缓存:生成完整对象之后放到一级缓存,删除二三级缓存:addSingleton
为什么需要三级缓存
三级缓存主要处理的是AOP的代理对象,存储的是一个ObjectFactory
三级缓存考虑的是带你对象,而二级缓存考虑的是性能-从三级缓存的工厂里创建出对象,再扔到二级缓存(这样就不用每次都要从工厂里拿)
三级缓存分别什么作用
一级缓存:正式对象
二级缓存:半成品对象
三级缓存:工厂
Spring中支持几种作用域
Spring容器中的bean可以分为5个范围:
prototype:为每一个bean请求提供一个实例。
singleton:默认,每个容器中只有一个bean的实例,单例的模式由BeanFactory自身来维护。
request:为每一个网络请求创建一个实例,在请求完成以后,bean会失效并被垃圾回收器回收。
session:与request范围类似,确保每个session中有一个bean的实例,在session过期后,bean会随之失效。
global-session:全局作用域,global-session和Portlet应用相关。当你的应用部署在Portlet容器中工作时,它包含很多portlet。如果你想要声明让所有的portlet共用全局的存储变量的话,那么这全局变量需要存储在global-session中。全局作用域与Servlet中的session作用域效果相同。
Bean Factory与FactoryBean区别
使用BeanFactory创建对象的时候,必须要遵循严格的生命周期流程,太复杂了,,如果想要简单的自定义某个对象的创建,同时创建完成的对象想交给spring来管理,那么就需要实现FactroyBean接口了
isSingleton:是否是单例对象
getObjectType:获取返回对象的类型
getObject:自定义创建对象的过程(new,反射,动态代理)
Spring框架中用到了哪些设计模式
单例模式
单例模式应该是大家印象最深的一种设计模式了。在Spring中最明显的使用场景是在配置文件中配置注册bean对象的时候设置scope的值为singleton 。
原型模式
原型模式也叫克隆模式,Spring中该模式使用的很明显,和单例一样在bean标签中设置scope的属性prototype即表示该bean以克隆的方式生成
模板模式
模板模式的核心是父类定义好流程,然后将流程中需要子类实现的方法就抽象话留给子类实现,Spring中的JdbcTemplate就是这样的实现。我们知道jdbc的步骤是固定
- 加载驱动,
- 获取连接通道,
- 构建sql语句.
- 执行sql语句,
- 关闭资源
在这些步骤中第3步和第四步是不确定的,所以就留给客户实现,而我们实际使用JdbcTemplate的时候也确实是只需要构建SQL就可以了.这就是典型的模板模式。
观察者模式
观察者模式定义的是对象间的一种一对多的依赖关系,当一个对象的状态发生改变时,所有依赖于它的对象都得到通知并被自动更新。使用比较场景是在监听器中而spring中Observer模式常用的地方也是listener的实现。如ApplicationListener.
工厂模式
简单工厂模式:
简单工厂模式就是通过工厂根据传递进来的参数决定产生哪个对象。Spring中我们通过getBean方法获取对象的时候根据id或者name获取就是简单工厂模式了。
工厂方法模式:
在Spring中我们一般是将Bean的实例化直接交给容器去管理的,实现了使用和创建的分离,这时容器直接管理对象,还有种情况是,bean的创建过程我们交给一个工厂去实现,而Spring容器管理这个工厂。这个就是我们讲的工厂模式,在Spring中有两种实现一种是静态工厂方法模式,一种是动态工厂方法模式。
适配器模式
将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口。使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些类可以在一起工作。这就是适配器模式。在Spring中在AOP实现中的Advice和interceptor之间的转换就是通过适配器模式实现的。
装饰者模式
装饰者模式又称为包装模式(Wrapper),作用是用来动态的为一个对象增加新的功能。装饰模式是一种用于代替继承的技术,无须通过继承增加子类就能扩展对象的新功能。使用对象的关联关系代替继承关系,更加灵活,同时避免类型体系的快速膨胀。
spring中用到的包装器模式在类名上有两种表现:一种是类名中含有Wrapper,另一种是类名中含有Decorator。基本上都是动态地给一个对象添加一些额外的职责。
具体的使用在Spring session框架中的SessionRepositoryRequestWrapper使用包装模式对原生的request的功能进行增强,可以将session中的数据和分布式数据库进行同步,这样即使当前tomcat崩溃,session中的数据也不会丢失。
代理模式
代理模式应该是大家非常熟悉的设计模式了,在Spring中AOP的实现中代理模式使用的很彻底.
策略模式
策略模式对应于解决某一个问题的一个算法族,允许用户从该算法族中任选一个算法解决某一问题,同时可以方便的更换算法或者增加新的算法。并且由客户端决定调用哪个算法,spring中在实例化对象的时候用到Strategy模式。XmlBeanDefinitionReader,PropertiesBeanDefinitionReader
责任链默认
AOP中的拦截器链
委托者模式
DelegatingFilterProxy,整合Shiro,SpringSecurity的时候都有用到。
Spring的事务是如何回滚 事务的实现原理
spring的事务是由aop来实现的,首先要生成具体的代理对象,然后按照aop的整套流程来执行具体的操作逻辑,正常情况下要通过通知来完成核心功能,但是事务不是通过通知来实现的,而是通过一个TransactionInterceptor来实现的,然后调用invoke来实现具体的逻辑.
1、先做准备工作,解析各个方法上事务相关的属性,根据具体的属性来判断是否开始新事务
2、当需要开启的时候,获取数据库连接,关闭自动提交功能,开起事务
3、执行具体的sql逻辑操作
4、在操作过程中,如果执行失败了,那么会通过completeTransactionAfterThrowing看来完成事务的回滚操作,回滚的具体逻辑是通过doRollBack方法来实现的,实现的时候也是要先获取连接对象,通过连接对象来回滚
5、如果执行过程中,没有任何意外情况的发生,那么通过commitTransactionAfterReturning来完成事务的提交操作,提交的具体逻辑是通过doCommit方法来实现的,实现的时候也是要获取连接,通过连接对象来提交
6、当事务执行完毕之后需要清除相关的事务信息cleanupTransactionInfo
事务常见的注解:
REQUIRED — 支持当前事务,如果当前没有事务,就新建一个事务。这是最常见的选择。
SUPPORTS — 支持当前事务,如果当前没有事务,就以非事务方式执行。
MANDATORY — 支持当前事务,如果当前没有事务,就抛出异常。
REQUIRES_NEW — 新建事务,如果当前存在事务,把当前事务挂起。
NOT_SUPPORTED — 以非事务方式执行操作,如果当前存在事务,就把当前事务挂起。
NEVER — 以非事务方式执行,如果当前存在事务,则抛出异常。
NESTED — 如果当前存在事务,则在嵌套事务内执行。如果当前没有事务,则进行与REQUIRED类似的操作。
事务的传播行为 事务的注解属性
Spring中有哪些通知类型(Advice)
前置通知:Before – 这些类型的 Advice 在 joinpoint 方法之前执行,并使用@Before 注解标记进行配置。
后置通知:After Returning – 这些类型的 Advice 在连接点方法正常执行后执行,并使用@AfterReturning 注解标记进行配置。
异常通知:After Throwing – 这些类型的 Advice 仅在 joinpoint 方法通过抛出异常退出并使用 @AfterThrowing 注解标记配置时执行。
最终通知:After (finally) – 这些类型的 Advice 在连接点方法之后执行,无论方法退出是正常还是异常返回,并使用 @After 注解标记进行配置。
环绕通知:Around – 这些类型的 Advice 在连接点之前和之后执行,并使用@Around 注解标记进行配置。
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