关于Spring的一些理解

Spring整体结构：

基础

Spring启动过程

传统Spring：
（1）初始化准备阶段
（2）容器创建与注入
（3）Bean工厂后置处理
（4）Bean工厂后置处理
（5）Bean实例化与依赖注入
（6）容器启动完成
Spring Boot应用：
（1）启动类触发（@SpringBootApplication）
（2）初始化SpringApplication
（3）环境准备Environment
（4）创建ApplicationContext
（5）自动装配（@EnableAutoConfiguration）
（6）Bean加载与初始化（同传统Spring核心流程）
（7）Bean加载与初始化（同传统Spring核心流程）
（8）Bean加载与初始化（同传统Spring核心流程）

Spring的组成部分

• 核心容器模块：核心包（spring-core）、上下文包（spring-context）、表达式语言包（spring-expression）
• 面向切面编程模块：spring-aop、spring-aspects
• 数据访问/集成模块：spring-jdbc、spring-tx、spring-orm
• web模块：spring-web、spring-webmvc、spring-websocket
• 测试模块：spring-test

Spring的优势

• 轻量级与低侵入性
• 强大的IoC与DI机制
• 面向切面编程AOP
• 丰富的模块支持
• 良好的整合性
• 优秀的社区支持与生态系统

Spring运用了哪些设计模式

• 工厂模式：FactoryBean、BeanFactory和ApplicationContext
• 单例模式：默认Bean的作用域
• 代理模式：AOP的实现（基于JDK和CGLIB实现动态代理）
• 模板方法模式：数据库操作模板（JDBCTemplate、RedisTemplate）
• 观察者模式：事件驱动模型（ApplicationEvent和ApplicationListener）
• 适配器模式：在Spring AOP中用于增强或通知（Advice）的实现。适配不同的Controller实现类
• 装饰器模式：BeanWrapper对Bean的增强（把配置文件中的字符串转换为Bean的属性类型）
• 策略模式：资源加载策略，ResourceLoader通过Resource接口的不同实现（ClassPathResource、FileSystemResource）

IoC

优势：解耦对象依赖、统一管理对象的生命周期、便于扩展与复用、简化测试

DI

DI与IOC的关系：

• IOC是思想：强调“控制权转移”（容器管对象）。
• DI是手段：通过“注入依赖”的方式，实现IOC的思想落地。

简单说：IOC 是“要解决什么问题”，DI 是“具体怎么解决”。

注入方式：构造器注入、Setter注入、字段注入

注入如何解决循环依赖问题（常见问题）

• 三级缓存：
  • 一级缓存：用于存储已经初始化完毕的单例Bean实例
  • 二级缓存：存储已经实例化但未完成属性注入和初始化的单例Bean实例
  • 三级缓存：存储能够生成单例Bean实例的工厂对象

为什么需要三级缓存？（常见问题）

• 依赖注入方式的选择：构造器注入（会造成死锁）、Setter注入
• 其他解决办法：使用@Lazy注解、使用@PostConstruct注解、使用ApplicationContext获取Bean、使用接口和事件机制

Bean

如何创建Bean？

• BeanFactory：核心接口，用于管理和提供Bean实例；
• ApplicationContext：继承BeanFactory，有国际化、资源访问、事件传播等高级特性；
• FactoryBean：接口，存在复杂的初始化流程时使用；
• ObjectFactory：接口，用于延迟获取对象，常作为参数传递。

Bean的作用域（生命周期和可见范围）

• 单例
• 原型
• 请求
• 会话
• 应用
• webSocket会话

Bean的生命周期

• 实例化
• 属性复制
• 初始化前
• 初始化
• 初始化后
• 使用中
• 销毁

单例Bean不一定线程安全怎么办？

• 使用无状态的Bean
• 使用线程安全容器
• 使用同步机制
• ThreadLocal
• 将Scope更改为多例

初始化过程

1. Bean定义信息的载入与解析
2. Bean的实例化
3. 属性填充（依赖注入）
4. 执行BeanPostProcessor接口
5. Bean的初始化
6. Spring Bean的生命周期完整

AOP

实现原理

JDK动态代理、CGLIB动态代理

AOP和AspectJ

• 实现机制：
  • Spring AOP：基于动态代理和字节码增强（在运行时通过代理对象或修改字节码来织入切面逻辑），只能在运行时织如切面逻辑，对类的侵入性相对较小。
  • AspectJ：是一个完整的AOP框架，提供了丰富的AOP语言支持。它可以通过编译时织入（Compile - time Weaving）、类加载时织入（Load - time Weaving）等方式将切面逻辑织入到目标代码中，功能更强大，能实现更细粒度的切面控制，但对项目的构建过程有一定影响，需要特定的编译器或织入器支持。
• 功能范围：
  • Spring AOP：主要关注与Spring应用相关的切面需求，如对Spring Bean的方法进行切面增强，支持的连接点主要是方法调用。
  • AspectJ：提供了更广泛的连接点支持，除了方法调用，还包括字段访问、构造函数调用等，能满足更复杂的AOP需求。
• 使用难度：
  • Spring AOP：与Spring框架紧密集成，使用Spring的配置或注解（如@Aspect、@Before等）就可以很方便地实现切面功能，对于熟悉Spring的开发者来说容易上手。
  • AspectJ： 由于其功能丰富和实现方式的多样性，学习曲线相对较陡，需要开发者对 AOP 概念和 AspectJ 语法有更深入的理解。

术语

• 切面
• 连接点
• 切入点
• 通知（前置通知、后置通知、返回通知、异常通知、环绕通知）
• 目标对象
• 代理
• 织入

事务

4种事务特性：原子性、一致性、隔离性、持久性

5种隔离机制：默认隔离级别、读未提交、读已提交、可重复读、可串行化

7种传播行为：required、supports、mandatory、requires_new、not_supported、never、nested

事务失效场景：

• 方法不是public修饰
• 自调用（内部方法调用）
• 未被Spring容器管理
• 异步被捕获且未重新抛出
• 异步类型不匹配
• 数据源未配置事务管理器
• 多线程调用

注解

• 核心模式与组件定义：
  • @Component：标记一个类为Spring组件。
  • @Controller：标记一个类为 Spring MVC 控制器组件（是 @Component 的特化）。
  • @Service：标记一个类为服务层业务逻辑组件（是 @Component 的特化）。
  • @Repository：标记一个类为数据访问层（DAO） 组件（是 @Component 的特化），自带平台特定的异常转换功能。
  • @Configuration + @Bean：用于基于Java的配置。@Configuration 标记一个类为配置类，其内部使用 @Bean 标注的方法会定义一个Bean，并交由Spring容器管理。
• 依赖注入与装配：
  • @Autowired：用于根据类型（byType）进行自动注入。
  • @Qualifier：与 @Autowired 配合使用，当存在多个相同类型的Bean时，通过名称（byName）来指定要注入的具体Bean。
  • @Primary：设置一个Bean为首选项。当有多个相同类型的Bean且没有指定 @Qualifier 时，优先注入带有此注解的Bean。
  • @Value：用于注入基本数据类型、SpEL表达式或配置文件中的属性值（如 @Value(“${server.port}”)）。
• Web MVC相关：
  • RequestMapping、@GetMapping、@PostMapping：将HTTP请求映射到特定的控制器方法。
  • @RequestBody：将HTTP请求的Body内容（通常是JSON/XML）绑定到方法的参数上。
  • @ResponseBody：将方法的返回值直接绑定到HTTP响应体上（通常转换为JSON/XML）。
  • @PathVariable：将URL模板变量绑定到方法参数上（如/users/{id}）。
  • @RequestParam：将请求参数（URL查询参数或表单数据）绑定到方法参数上。
  • @ModelAttribute：将请求参数绑定到模型对象上，或用于在方法上提前准备模型数据。
  • @RequestHeader：将请求头（Header）的值绑定到方法参数上。
  • @CookieValue：将Cookie的值绑定到方法参数上。
  • @SessionAttribute：访问预先存在于会话（Session）中的属性。
  • @ExceptionHandler：在控制器内部声明一个方法来处理特定类型的异常。
  • @ResponseStatus：标记方法或异常类，指定HTTP响应的状态码。
• 数据验证：
  • @Validated：Spring提供的注解，用于触发校验，支持分组校验。
  • @Valid：Java标准校验注解，通常用于方法参数上触发校验。在Spring中，两者常可互换，但@Validated功能更强大。
• Bean生命周期与作用域：
  • @PostConstruct：标注一个方法，在Bean初始化完成后立即执行（类似于init-method）。
  • @PreDestory：标注一个方法，在Bean被容器销毁之前执行（类似于destroy-method）。
  • @Scope：定义Bean的作用域（如：singleton、prototype、requeest、session等）。
  • @Lazy：表示一个Bean是延迟初始化的，只有在第一次被使用时才会创建。
• 配置与条件化：
  • @Profile：指定一个Bean或配置类只在特定的环境Profile激活时才会被注册（如：“dev”、“prod”）。
  • @Conditional：根据满足某个特定条件（自定义或Spring内置条件，如 @ConditionalOnProperty）才注册Bean，是更通用的条件化注解。
  • @PropertySource：指定Spring加载指定的属性文件（.properties 或 .yml）到环境（Environment）中。
• 高级功能：
  • @Transactional：声明式事务管理。
  • @Cached、@CacheEvict、@CachePut：声明式缓存，用于方法结果的缓存和清除。
  • @Scheduled：用于声明一个方法是定时任务，可以基于 cron、固定速率或固定延迟执行。
  • @Async：声明一个方法是异步执行的，调用此方法会立即返回，实际执行将提交给TaskExecutor。
  • @EventListener：声明一个方法为应用事件监听器，用于监听Spring容器内发布的Application。

Async

内部失效原因：Spring的AOP是基于代理实现的，而内部调用会绕过代理机制。

如何避免内部调用失效？

1. 自我注入
2. 使用ApplicationContext获取代理对象
3. 使用AopContext获取代理对象
4. 拆分为单独的服务类
5. 手动使用TaskExecutor

什么时候会失效？

• 未使用@EnableAsync注解
• 内部方法调用
• 方法非public
• 方法返回值错误
• 方法用static修饰了
• 方法用final修饰
• 业务类没加@Service注解
• 自己new的对象
• Spring无法扫描异步类

拦截器和过滤器

过滤器和拦截器都是基于AOP思想实现的，用来解决项目中某一类问题的两种工具。

拦截器

拦截器用于请求处理之前或之后执行的某些逻辑。拦截器可以用来实现日志记录、权限检查、性能监控等功能。

过滤器

比较

• 出身不同：过滤器来自Servlet，而拦截器来自于Spring框架。
• 触发时机不同：请求进入容器 > 进入过滤器 > 进入 Servlet > 进入拦截器 > 执行控制器（Controller）。过滤器会先执行，然后才会执行拦截器，最后才会进入真正的要调用的方法。
• 实现不同：过滤器是基于方法回调实现的；拦截器是基于动态代理实现的。
• 支持的项目类型不同：过滤器要依赖 Servlet 容器，它只能用在 Web 项目中；而拦截器是 Spring 中的一个组件，因此拦截器既可以用在 Web 项目中，同时还可以用在 Application 或 Swing 程序中。
• 使用的场景不同：拦截器主要用来实现项目中的业务判断的，过滤器通常是用来实现通用功能过滤的。

JPA和Hibernate

JPA是一套ORM的规范，定义了标准接口和注解
Hibernate是JPA规范的一种实现
Spring Data JPA 则是基于 JPA 规范的进一步抽象和封装

参考