常用框架知识

Spring

Spring IOC

IoC（Inversion of Control:控制反转） 是一种设计思想，而不是一个具体的技术实现。IoC 的思想就是将原本在程序中手动创建对象的控制权，交由 Spring 框架来管理。

为什么叫控制反转？

• 控制：指的是对象创建（实例化、管理）的权力
• 反转：控制权交给外部环境（Spring 框架、IoC 容器）

@Autowired和@Resource的区别

• @Autowired 是 Spring 提供的注解，@Resource 是 JDK 提供的注解。
• Autowired 默认的注入方式为byType（根据类型进行匹配），@Resource默认注入方式为 byName（根据名称进行匹配）。
• 当一个接口存在多个实现类的情况下，@Autowired 和@Resource都需要通过名称才能正确匹配到对应的 Bean。Autowired 可以通过 @Qualifier 注解来显式指定名称，@Resource可以通过 name 属性来显式指定名称。
• @Autowired 支持在构造函数、方法、字段和参数上使用。@Resource 主要用于字段和方法上的注入，不支持在构造函数或参数上使用。

注入Bean的方式

• 属性注入​​：@Autowired注解直接注入字段（最常用，但易忽视依赖可见性）。
• ​​Setter注入​​：通过Setter方法赋值（灵活性高，支持可选依赖）。
• ​​构造器注入​​：通过构造函数赋值（推荐，保证依赖不可变且避免空指针，lombok中使用@RequiredArgsConstructor 注解实现，属性添加final声明）

Bean的作用域

• singleton : IoC 容器中只有唯一的 bean 实例。Spring 中的 bean 默认都是单例的，是对单例设计模式的应用。
• prototype : 每次获取都会创建一个新的 bean 实例。也就是说，连续 getBean() 两次，得到的是不同的 Bean 实例。
• request （仅 Web 应用可用）: 每一次 HTTP 请求都会产生一个新的 bean（请求 bean），该 bean 仅在当前 HTTP request 内有效。
• session （仅 Web 应用可用） : 每一次来自新 session 的 HTTP 请求都会产生一个新的 bean（会话 bean），该 bean 仅在当前 HTTP session 内有效。
• application/global-session （仅 Web 应用可用）：每个 Web 应用在启动时创建一个 Bean（应用 Bean），该 bean 仅在当前应用启动时间内有效。
• websocket （仅 Web 应用可用）：每一次 WebSocket 会话产生一个新的 bean。

Bean是线程安全的吗

Spring Bean 的线程安全性​​取决于其作用域（Scope）和内部状态设计​​

​​单例 Bean（Singleton，默认作用域）

•  非线程安全​​：所有线程共享同一实例，若包含​​可变成员变量​​（如计数器、缓存对象），多线程并发修改会导致数据竞争

@Service
public class CounterService {private int count = 0; // 共享状态，线程不安全public void increment() { count++; }
}

• 线程安全场景​​：​​无状态 Bean​​（无成员变量或仅含不可变对象）

// 定义了一个用户服务，它仅包含业务逻辑而不保存任何状态。
@Component
public class UserService {public User findUserById(Long id) {//...}//...
}

​​原型 Bean（Prototype）

•  通常线程安全​​：每次请求创建新实例，普通成员变量​​线程隔离
• 例外情况​​：若包含​​静态变量​​，仍会共享导致不安全

解决线程安全问题的方案​

1. 避免可变成员变量: 尽量设计 Bean 为无状态。
2. 使用ThreadLocal: 将可变成员变量保存在 ThreadLocal 中，确保线程独立。
3. 使用同步机制: 利用 synchronized 或 ReentrantLock 来进行同步控制，确保线程安全

Bean的生命周期

Spring Bean的生命周期4个阶段

1. 通过反射实例化对象
2. 通过PopulationBean方法进行属性赋值
3. 初始化
4. 销毁

1. 创建 Bean 的实例：Bean 容器首先会找到配置文件中的 Bean 定义（XML/注解/Java Config），然后使用 Java 反射 API来创建Bean 的实例。

2. Bean 属性赋值/填充：通过Setter、字段注入（@Autowired）或构造器注入填充属性，解析@Value注入配置值。

3. Bean 初始化:

• Aware接口回调​​：注入容器基础设施信息。
  • BeanNameAware → BeanFactoryAware → ApplicationContextAware（顺序固定）。
• ​​初始化方法执行​​（按顺序调用）：
  1. ​​@PostConstruct​​（JSR-250注解）
  2. ​​InitializingBean.afterPropertiesSet()​​
  3. ​​自定义init-method​​（XML或@Bean(initMethod)）。
• ​​BeanPostProcessor增强​​：
  • ​​前置处理​​（postProcessBeforeInitialization）：如@PostConstruct的解析。
  • ​​后置处理​​（postProcessAfterInitialization）：如AOP代理对象的生成（AbstractAutoProxyCreator）。

4.销毁 Bean：销毁并不是说要立马把 Bean 给销毁掉，而是把 Bean 的销毁方法先记录下来，将来需要销毁 Bean 或者销毁容器的时候，就调用这些方法去释放 Bean 所持有的资源。

• 如果 Bean 实现了 DisposableBean 接口，执行 destroy() 方法。
• 如果 Bean 在配置文件中的定义包含 destroy-method 属性，执行指定的 Bean 销毁方法。或者，也可以直接通过@PreDestroy 注解标记 Bean 销毁之前执行的方法。

Spring如何解决循环依赖

spring靠三级缓存解决循环依赖问题。

Bean的生命周期是：实例化 -> 属性赋值 -> 初始化 -> 销毁。循环依赖发生在属性赋值阶段。

• 一级缓存：Map<String, Object> singletonObjects，成品对象单例池，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<String, Object> 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<String, ObjectFactory<?>> singletonFactories，早期曝光对象工厂，用于保存 bean 创建工厂，以便于后面扩展有机会创建代理对象。

解决循环依赖过程

1. ​​创建 Bean A​​

• 实例化 A（调用构造器） → 将 A 的 ObjectFactory 存入三级缓存（singletonFactories）。

​​2. 填充 A 的属性时发现依赖 B​​

• 触发创建 Bean B → 实例化 B → 将 B 的 ObjectFactory 存入三级缓存。

3. ​​填充 B 的属性时发现依赖 A​​

• 从一级缓存查找 A（未找到）→ 从二级缓存查找（未找到）→ ​​从三级缓存获取 A 的 ObjectFactory​​ → 生成 A 的早期引用 → 将 A 的引用存入二级缓存（earlySingletonObjects）→ 注入 B。

4. ​​完成 B 的初始化​​

• B 完成属性填充和初始化 → 将 B 放入一级缓存（singletonObjects）→ 删除二/三级缓存中的 B。

5. ​​完成 A 的初始化​​

• A 获取完整的 B 引用 → A 完成属性填充和初始化 → 将 A 放入一级缓存 → 删除二/三级缓存中的 A。

只用两级缓存够吗？ 在没有 AOP 的情况下，确实可以只使用一级和二级缓存来解决循环依赖问题。但是，当涉及到 AOP 时，三级缓存就显得非常重要了，因为它确保了即使在 Bean 的创建过程中有多次对早期引用的请求，也始终只返回同一个代理对象，从而避免了同一个 Bean 有多个代理对象的问题。（如果没有三级缓存，那么二级缓存存的是）

在 Spring 的三级缓存机制中，​​缓存存储的对象类型与代理层级无关​​。以下以 Proxy3 → Proxy2 → Proxy1 → 原始对象 的多级代理链为例，结合三级缓存的作用分析存储内容：

• 三级缓存：​​只会存储原始对象的 ObjectFactory 工厂​​（与代理层级无关）
• 二级缓存：​​首次从三级缓存生成的早期引用​​（即 Proxy1），而非每个层级的代理对象
  • 存储的是 ​​半成品 Bean​​（可能为原始对象或单层代理），而非完整代理链。
  • 对于多级代理链，​​二级缓存仅存 Proxy1​​，后续代理层级（如 Proxy2/Proxy3）尚未生成

• 一级缓存：​​完整代理链的顶层代理对象​​（即 Proxy3），而非所有代理层级或原始对象

  •  Bean 初始化完成后（@PostConstruct 执行完毕），通过 BeanPostProcessor 生成剩余代理层级，最终形成 Proxy3 并存入一级缓存。

FactoryBean和BeanFactory区别

BeanFactory​

Spring 的 ​​IoC 容器根接口​​，管理所有 Bean 的生命周期（创建、依赖注入、销毁）

FactoryBean

一个​​特殊的 Bean 接口​​，本身是一个 Bean，但生产另一个对象，用于封装复杂对象的创建逻辑，例如：

• MyBatis 的 SqlSessionFactoryBean实现了FactoryBean<SqlSessionFactory>
• Spring AOP 的 ProxyFactoryBean

Spring AOP

Spring AOP 就是基于动态代理的，如果要代理的对象，实现了某个接口，那么 Spring AOP 会使用 JDK Proxy，去创建代理对象，而对于没有实现接口的对象，就无法使用 JDK Proxy 去进行代理了，这时候 Spring AOP 会使用 Cglib 生成一个被代理对象的子类来作为代理。

Aop通知顺序

正常流程：

@Around开始 → @Before → 目标方法 → @AfterReturning → @After → @Around结束

异常流程：

@Around始 → @Before → 目标方法 → @AfterThrowing → @After → @Around终

​​Spring 版本差异​​：

• ​​Spring 4​​：@After 在 @AfterReturning 之前执行（现已过时）。
• ​​Spring 5.2.7+​​：调整为 @AfterReturning → @After（正常流程）或 @AfterThrowing → @After（异常流程）

Aop通知类型

• Before（前置通知）：目标对象的方法调用之前触发
• After （后置通知）：目标对象的方法调用之后触发
• AfterReturning（返回通知）：目标对象的方法调用完成，在返回结果值之后触发
• AfterThrowing（异常通知）：目标对象的方法运行中抛出 / 触发异常后触发。AfterReturning 和 AfterThrowing 两者互斥。如果方法调用成功无异常，则会有返回值；如果方法抛出了异常，则不会有返回值。
• Around （环绕通知）：编程式控制目标对象的方法调用。环绕通知是所有通知类型中可操作范围最大的一种，因为它可以直接拿到目标对象，以及要执行的方法，所以环绕通知可以任意的在目标对象的方法调用前后搞事，甚至不调用目标对象的方法

Spring MVC工作流程

核心组件

• DispatcherServlet：核心的中央处理器，负责接收请求、分发，并给予客户端响应。
• HandlerMapping：处理器映射器，根据 URL 去匹配查找能处理的 Handler ，并会将请求涉及到的拦截器和 Handler 一起封装。
• HandlerAdapter：处理器适配器，根据 HandlerMapping 找到的 Handler ，适配执行对应的 Handler；
• Handler：请求处理器，处理实际请求的处理器。
• ViewResolver：视图解析器，根据 Handler 返回的逻辑视图 / 视图，解析并渲染真正的视图，并传递给 DispatcherServlet 响应客户端

视图阶段（JSP）流程

前后端分离阶段流程

Spring事务

Spring支持两种事务管理方式：

• 编程式事务：在代码中硬编码(在分布式系统中推荐使用) : 通过 TransactionTemplate或者 TransactionManager 手动管理事务，事务范围过大会出现事务未提交导致超时，因此事务要比锁的粒度更小。
• 声明式事务：在 XML 配置文件中配置或者直接基于注解（单体应用或者简单业务系统推荐使用） : 实际是通过 AOP 实现（基于@Transactional 的全注解方式使用最多）

事务的传播行为​

REQUIRED（默认）​​

• ​​特点​​：若当前存在事务则加入，否则创建新事务。
• ​​场景​​：常规业务方法（如订单创建），保证多个操作原子性。
• ​​注意​​：嵌套方法异常会导致整个事务回滚。

​​SUPPORTS​​

• ​​特点​​：当前有事务则加入，没有则以非事务方式执行。
• ​​场景​​：查询操作（如数据查询），可兼容事务但无需强制。

​​MANDATORY​​

• ​​特点​​：强制要求当前必须存在事务，否则抛出异常。
• ​​场景​​：核心业务（如支付验证），确保方法在事务中执行。

​​REQUIRES_NEW​​

• ​​特点​​：无论当前有无事务，都创建独立新事务；若存在事务则挂起。
• ​​场景​​：日志记录、审计等需独立提交的操作。
• ​​注意​​：新事务与父事务完全隔离，互不影响提交/回滚。

​​NOT_SUPPORTED​​

• ​​特点​​：强制非事务执行，若当前存在事务则挂起。
• ​​场景​​：耗时操作（如大数据统计），避免事务开销。

​​NEVER​​

• ​​特点​​：必须在非事务环境中执行，否则抛出异常。
• ​​场景​​：严格非事务场景（如只读缓存更新）。

​​NESTED​​

• ​​特点​​：
  • 当前有事务时，创建嵌套子事务（基于保存点机制）。
  • 子事务回滚不影响父事务，父事务回滚则子事务必然回滚。
• ​​场景​​：部分操作需独立回滚（如订单创建成功但库存扣减失败）。
• ​​依赖​​：需数据库支持保存点（如MySQL的InnoDB引擎）。

事务的隔离级别

• TransactionDefinition.ISOLATION_DEFAULT : 使用后端数据库默认的隔离级别，MySQL 默认采用的 REPEATABLE_READ 隔离级别 Oracle 默认采用的 READ_COMMITTED 隔离级别.
• TransactionDefinition.ISOLATION_READ_UNCOMMITTED : 最低的隔离级别，使用这个隔离级别很少，因为它允许读取尚未提交的数据变更，可能会导致脏读、幻读或不可重复读
• TransactionDefinition.ISOLATION_READ_COMMITTED : 允许读取并发事务已经提交的数据，可以阻止脏读，但是幻读或不可重复读仍有可能发生
• TransactionDefinition.ISOLATION_REPEATABLE_READ : 对同一字段的多次读取结果都是一致的，除非数据是被本身事务自己所修改，可以阻止脏读和不可重复读，但幻读仍有可能发生。
• TransactionDefinition.ISOLATION_SERIALIZABLE : 最高的隔离级别，完全服从 ACID 的隔离级别。所有的事务依次逐个执行，这样事务之间就完全不可能产生干扰，也就是说，该级别可以防止脏读、不可重复读以及幻读。但是这将严重影响程序的性能。通常情况下也不会用到该级别。

事务失效的原因

1. 非public方法：Spring AOP默认只代理public方法，@Transactional标注在private/protected方法上无效。

​​2. 自调用问题（同类内部调用）：同一个类中，非事务方法A直接调用事务方法B时，不经过Spring代理（AOP基于动态代理），事务失效。

解决方法：

• 注入自身代理对象：@Autowired private UserService selfProxy; 调用 selfProxy.methodB()。
• 使用AOP工具：((UserService)AopContext.currentProxy()).methodB()（需开启@EnableAspectJAutoProxy(exposeProxy=true)）。
• 拆分方法到不同类中。

3. 异常类型不匹配：默认仅对RuntimeException和Error回滚。需指定回滚异常：@Transactional(rollbackFor = Exception.class)

4.异常被捕获未抛出：try-catch捕获异常后未重新抛出，事务拦截器无法触发回滚。

5.数据库底层需要支持事务

Spring中的设计模式

一、创建型模式​​

1. ​​单例模式（Singleton）：​​Spring容器默认以单例模式管理Bean（如@Service、@Component），确保每个Bean定义仅有一个实例，节省资源并提高性能。

2. ​​工厂模式（Factory）​​：BeanFactory和ApplicationContext作为核心工厂接口，负责Bean的创建、配置和管理，解耦对象实例化过程。

3. ​​原型模式（Prototype）​​：通过@Scope("prototype")声明原型作用域的Bean，每次请求时创建新实例，适用于需要状态隔离的场景。

​​二、结构型模式​​

1. ​​代理模式（Proxy）​​：Spring AOP的核心实现，通过JDK动态代理（接口）或CGLIB（类）生成代理对象，实现日志、事务等横切逻辑。

2. ​​适配器模式（Adapter）​：​

   • ​​Spring MVC​​：HandlerAdapter适配多种控制器（如@Controller、HttpRequestHandler）。

   • ​​AOP​​：适配不同通知类型（如MethodBeforeAdviceAdapter）。

3. ​​装饰器模式（Decorator）​​：BeanPostProcessor在Bean初始化前后动态增强功能（如缓存、监控），不修改原始类代码。

4. ​​门面模式（Facade）​​：JdbcTemplate封装复杂数据库操作（连接管理、异常处理），提供简洁API。

三、行为型模式​​

1. ​​模板方法模式（Template Method）:​​JdbcTemplate、RestTemplate等定义算法骨架（如事务流程），子类仅需实现特定步骤（如SQL执行）。

2. ​​观察者模式（Observer）​​:事件驱动模型（ApplicationEventPublisher发布事件，ApplicationListener监听响应），实现组件间松耦合通信。

3. ​​策略模式（Strategy）​:​

   • ​​视图解析​​：ViewResolver根据请求类型（JSP、Thymeleaf）选择不同实现。

   • ​​事务管理​​：支持JDBC、JTA等多种事务策略。

4. ​​责任链模式（Chain of Responsibility）​​:Spring Security的过滤器链（FilterChain）和Spring MVC的拦截器（HandlerInterceptor），按顺序处理请求。

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Spring Boot

Spring Boot 约定大约配置怎么理解

约定的内容及作用

1. 约定项目结构和命名规范：

   • Spring Boot鼓励开发者使用一致的项目结构，避免手动配置Spring组件扫描路径。例如，@SpringBootApplication注解默认会扫描同级包及子包中的组件。
   • 配置文件只需用application.yml格式即可自动加载；使用application-环境.yml时，它会根据环境判断是否加载，省去了XML配置。

2. 自动配置：

   • 根据项目的依赖、类路径等条件，Spring Boot能自动配置各种组件。如默认使用SLF4J并集成logback作为日志实现，若需其他日志框架则需排除此包并引入新包。
   • 引入spring-boot-starter-web包后，程序会自动识别为servlet项目并创建servlet容器；引入数据库依赖时，会自动配置数据源、事务管理器等组件。自动装配是这一思想的体现。

3. Starter：

   • starter约定了spring.factories配置中需要注册的类，使我们快速整合组件到Spring中。Spring Boot提供了许多现成的starter，只需引入相应依赖即可生效。
   • 许多组件还附带了配置类（如MultipartProperties），其中包含默认值（如最大上传文件大小为1M），仅在需要修改时才需配置。

Spring Boot自动装配原理

核心机制，三个注解组成

大概可以把 @SpringBootApplication看作是 @Configuration、@EnableAutoConfiguration、@ComponentScan 注解的集合。根据 SpringBoot 官网，这三个注解的作用分别是：

• @EnableAutoConfiguration：启用 SpringBoot 的自动配置机制
• @Configuration：允许在上下文中注册额外的 bean 或导入其他配置类
• @ComponentScan：扫描被@Component (@Service,@Controller)注解的 bean，注解默认会扫描启动类所在的包下所有的类 ，可以自定义不扫描某些 bean。

@EnableAutoConfiguration 是实现自动装配的重要注解

自动装配流程

1.加载自动配置类

1. @EnableAutoConfiguration​​ 通过@Import导入​​AutoConfigurationImportSelector​​类。
2. 该类调用SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames()，扫描所有META-INF/spring.factories文件，加载其中声明的自动配置类（如org.springframework.boot.autoconfigure.web.servlet.WebMvcAutoConfiguration）

2.​​条件化筛选配置类​

自动配置类使用​​条件注解​​动态决定是否生效，例如：

• ​​@ConditionalOnClass​​：类路径存在指定类时生效（如存在DataSource才加载数据库配置）。
• ​​@ConditionalOnMissingBean​​：容器中无指定Bean时生效（避免重复覆盖用户自定义Bean）。
• ​​@ConditionalOnProperty​​：配置文件属性匹配时生效（如spring.datasource.url存在）

3.注册Bean与属性绑定​

1.通过​​@Configuration​​类中的@Bean方法向容器注册Bean

​​2.属性绑定​​：配置类结合@EnableConfigurationProperties加载XxxProperties类，将application.properties中的属性（如server.port）注入到Bean中

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如何实现一个Starter

1. ​​创建 Maven 项目​，例如

2. ​​配置 pom.xml，引入Spring Boot相关依赖

3. 定义配置属性类​

4. 实现核心服务类​​

5. 创建自动配置类​​，使用@Conditional等条件注解控制 Bean 加载

6. ​​注册自动配置，在项目的resource目录下添加 META-INF/spring.factories文件

   org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration=com.example.config.DemoAutoConfiguration

如何实现全局异常管理

Spring Boot 应用程序可以借助 @RestcontrollerAdvice和 @ExceptionHandler 实现全局统一异
常处理。

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