谈谈Spring的常见基础概念

文章是对Spring一些基础的底层概念进行分析,后续再遇到这些问题的时候,可以采用这些步骤进行详细解释。

一.谈谈SpringIOC的理解,原理与实现?

总:

1.控制反转:

(1)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。

(2)它有一个依赖注入(DI)的概念:把对应的属性的值注入到具体对象中,可以通过@Autowired、@PopulateBean也可以完成属性值的注入。

2.容器:

(1)存储对象,使用Map结构进行存储,在Spring中一般存在三级缓存,SingletonObject存放完整的Bean对象,使用对象的时候通过SingletonObject获取;

(2)整个bean的生命周期从创建到使用到销毁的全部过程都是由容器来管理。

分:

1.一般谈IOC容器的时候要涉及到容器的创建过程(BeanFactory、DefaultListableBeanFactory),容器它有一个最上层的根接口,叫做BeanFactory,它里面只是一个接口,没有提供对应的子类实现,我们在实际调用过程中,最最用普遍的就是一个DefaultListableBeanFactory,包括我们使用的时候也会优先创建当前的Bean工厂,创建Bean工程后会优先向Bean工厂中设置一些参数(BeanPostProcessor、Aware接口的子类)等等属性;

2.加载解析Bean对象,准备要创建的Bean对象的定义对象BeanDefinition(xml或者注解的解析过程),因为只有解析后才能获取到完整的Bean对象,最终结果是获取到BeanDefinition对象;

3.BeanFactoryPostProcessor的处理,此处是扩展点(为什么Spring有一个完整的生态,发展的这么好,就是因为它提供了很多默认的扩展点,来帮助我们进行了很多点的扩充知识),用的比较多的两个扩展点是PlaceHolderConfigurSupport、ConfigurationClassPostProcessor;

4.BeanPostProcessor的注册功能,方便后续对Bean对象完成具体的扩张功能;

(前四步完成后,代表BeanFactory准备的差不多了)

5.通过反射的方式将BeanDefinition对象实例化成具体的Bean对象;

6.Bean对象的初始化过程(填充数据、调用Aware子类的方法、调用BeanPostProcessor前置处理方法,调用init-method方法、调用BeanPostProcessor后置处理方法);

7.生产完整的Bean对象,通过getBean方法可以直接获取;

8.销毁过程。

以上就是对IOC的整体理解,包含了一些详细处理过程,具体详细的逻辑需要看源码分析,但是总结一下,就是Spring中的Bean都是通过反射的方式生成的,同时其中包含了很多的扩展点,比如最常见的对BeanFactory的扩展、对Bean的扩展,除此之外,IOC中最核心的也就是填充具体Bean的属性和生命周期。

常见扩展点:自定义拦截器、获取Spring容器对象、全局异常处理、类型转换器、导入配置、项目启动时、修改BeanDefinition、初始化Bean前后、初始化方法、关闭容器前、自定义作用域。

二.谈谈SpringIOC的底层实现?

前言:其实上一个问题已经把底层实现说的差不多了,这里强调一点,在说到底层实现的时候,不是说把工作原理、过程、数据结构、流程、设计模式、设计思想这些都说出来,而且只需要说出自己对它的理解和了解过的实现过程即可。

比较重要的几个点是反射,工厂(BeanFactory),设计模式;

几个关键的方法如下:

CreatBeanFactory、getBean、doGetBean、createBean、doCreateBean,createBeanInstance(getDeconstructor、newInstance)、populateBean,initiializingBean

这些方法如果加了do的方法就是实际干活的方法,不加do的只是在前面套了一层,仅此而已。

简单流程如下:

1.先通过CreatBeanFactory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默认都是单列的,所以优先通过getBean,doGetBean从容器中查找;

3.(第二步没有找到Bean)通过createBean、doCreateBean方法,以放射的方式创建对象,一般情况下使用的是无参的构造方法(getDeconstructor、newInstance);

4.进行对象的属性填充(populateBean);

5.进行其他的初始化操作(initiializingBean)。

三.谈谈Bean的生命周期?

记住下图流程即可:

但是在表述的时候,不要只谈图中的关键点,要能扩展描述,比较图相当于骨架,需要加点肉。

1.实例化Bean对象:反射的方式生成对象;

2.设置对象属性:populateBean(),循环依赖(三级缓存)问题;

3.检查Aware相关接口并设置相关方法: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:使用较多的有ApplicationContextPostProcessor(设置ApplicationContext、Environment、ResourceLoad、EmbeddValueResolver对象);

  1. 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中的后置处理方法:Spring的Aop就是在此处实现的,AbstractAutoProxyCreator;

7.注册Destuction相关的回调接口(钩子函数);

8..获取到完整的对象,可以通过getBean的方法来进行对象的获取,

9.销毁流程:(1)判断是否实现了DispoableBean接口,(2)调用DestroyMethod方法。(容器关闭的时候销毁)

四.谈谈Spring是如何解决循环依赖的问题的?

突出几个重要名词:三级缓存、提前暴露对象、Aop

总:

什么是循环依赖问题 ----- > A依赖B,B依赖A,A对象里面引用了B属性,B对象里面引用了A数据,相互引用构成闭环,就会出现循环依赖问题。

分:

先说明Bean的创建过程:实例化、初始化(填充属性),流程图如下:

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,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,填充数据A;

4.从容器中查找A对象,找不到,直接创建。

上面四个步骤是形成闭环的原因。

此时,如果仔细琢磨,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,如果在程序的调用过程中,拥有了某个对象的引用,其实是可以在后期给它完成赋值操作,所以可以优先把一个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,此时在容器总存在两个对象(完成实例化但未完成初始、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,因为它们是互斥关系,所以,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,因为他们的查询顺序是一级、二级、三级的方式来进行查找的。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。

那为什么还需要三级缓存?

因为三级缓存的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Bean对象需要被代理,或者说需要生成代理对象,是需要优先生成一个普通对象,再生成代理对象的,那么此时既有普通对象,又有代理对象,先使用哪个对象就是一个问题。

其实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,使用getEarlyBeanReference()方法;

因此,所有的Bean对象在创建的时候都需要优先放在三级缓存中,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,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,然后删除二三级缓存(addSingleton)。

五.谈谈Bean Factory与FactoryBean有什么区别?

相同点:都是用来创建Bean对象的;

不同点:使用BeanFactory创建对象的时候,必须要遵守严格的生命周期流程,太复杂了,如果想简单的自定义某个对象的创建,同时创建完成的对象交给Spring来管理,那么就需要实现FactoryBean接口了。

FactoryBean接口有如下几种方法:

isSingleton:是否是单列对象;

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)

两者相当于一个是复杂版,一个是简化版创建Bean,并且创建完成以后都交给Spring来管理。

六.谈谈Spring中用到的设计模式?

单例模式:Bean默认都是单列的;

原型模式:指定作用域为prototype;

工厂模式:BeanFactory;

模版方法:postProcessBeanFactory、onRefresh、initPropertyValue;

策略模式:XmlBeanDefinitionReader,PropertiesBeanDefinitionReader;

观察者模式:listerner,event,multicast;

适配器模式:Adapter;

装饰者模式:BeanWrapper;

责任链模式:使用AOP的时候会先生成一个拦截器链;

代理模式:动态代理;

委托者模式:delegate;

。。。。。。。。。。

七.谈谈Spring的AOP的底层实现原理?

Aop是Ioc的一个扩展功能,先有得Ioc,再有的Aop,只是在Ioc的整个流程中新增的一个扩展点而且,BeanPostProcessor。

总:

Aop概念、应用场景、动态代理;

分:

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。

实现过程:

1.代理对象的创建过程(advice、切面、切点);

2.通过jdk(反射)或者cglib(生产代理类的字节码)的方法来生成代理对象;

3.在执行方法调用的时候,会调用到生成的字节码文件中,直接会找到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,生产拦截器链;

5.从拦截器链中依次回去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InvocationInterceptor对象,找到时是从-1的位置依次开始查找并且执行的。

八.谈谈Spring的事务是如何回滚的?

其实也就是谈谈Spring的事务管理是如果实现的。

分析:

其实Spring事务都是通过Aop来实现的,也是Aop的一个重要应用场景,Spring里面提供了申明式事务和编程式事务,编程式事务用的很少,一般的都是用的申明式事务;其实Aop理解清楚了,事务也就理解清楚了,我们在做Aop的时候,里面有addBefore、addAfter等多种advice操作,那么我们想自定义事务怎么实现(先不管Spring是怎么实现的)?先来看一个数据库事务:

如果"进行sql操作"放在Spring事务中,相当于就是"业务逻辑"操作,如下图:

这个自定义事务就必须定义好before、after、around,还需要定义一个afterThrowing才能实现这个逻辑,这样其实挺麻烦的,有办法将它们全部合并在一个东西里面吗?那就是Spring事务。

总:

Spring的事务是由Aop来实现的,首先要根据具体的代理对象,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TransactionIntercepter来实现的,然后调用invoke来实现具体的逻辑。

分:

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启新事物;

2.当需要开启的时候,获取数据库连接,关闭自动提交功能,开启事务;

3.执行Sql的逻辑的操作;

4.在操作过程中,如果执行失败了,那么会通过completeTransactionAfterThrowing来完成事务的回滚操作,回滚的具体逻辑是通过doRollBack的方实现的,实现的时候也是需要先获取连接,通过连接对象回滚;

5.如果执行过程中,没有任何意外情况发生,那么通过completeTransactionAfterReturning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,实现的时候也是通过先获取连接,通过连接来提交事务;

6.当事务执行完毕之后,需要清除相关的事务信息cleanupTransactionInfo。

九.谈谈Spring事务传播?

事务有七中传播特性:

1.Required:如果当前存在事务,则加入该事务,如果不存在事务,则创建一个事务;

2.Requires_new:总是创建一个新的事务,如果当前存在事务,则挂起当前事务;

3.nested:如果当前存在事务,则在当前事务中创建一个新的嵌套事务;如果当前没有事务,则创建一个新的事务;

4.Support:如果当前存在事务,则加入该事务,如果不存在事务,则创建一个事务;

5.Not_Support:以非事务方式执行操作,如果当前存在事务,则挂起当前事务;

6.Never:以非事务方式执行操作,如果当前存在事务,则抛出异常;

7.Mandatory:如果当前存在事务,则加入到当前事务中;如果当前没有事务,则抛出异常。

某一事物嵌套另一个事物的时候怎么办?比如:A方法调用B方法,AB方法都有事务,并且传播特性不同,那么A如果有异常,B怎么办,B如果有异常,A怎么办?

总:

事务的传播特性指的是不同方法的嵌套调用过程中,事务应该如何进行处理,是用同一个事务还是不同的事务,当出现异常的时候事务会回滚还是提交,两个方法之间的相关影响的关系是什么,在日常工作中,使用比较多的是Required、Requires_new、nested。

分:

1.根据事务的分类不同,可以分为三类:

(1)支持当前事务(Required、Mandatory、Support);

(2)不支持单当前事务(Requires_new、Never、Not_Support);

(3)嵌套事务(nested);

2.如果外层方法是required,内层方法是,required,requires_new,nested,事务怎么传播;

3.如果外层方法是requires_new,内层方法是,required,requires_new,nested,事务怎么传播;

4.如果外层方法是nested,内层方法是,required,requires_new,nested,事务怎么传播;

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