Spring框架基础知识

1.Spring简介

Spring 是个Java企业级应用的开源开发框架。Spring主要用来开发Java应用，但是有些扩展是针对构建J2EE平台的web应用。Spring 框架目标是简化Java企业级应用开发，促进规范良好的编程习惯。

2.Spring框架的优点

（1） 轻量：Spring 是轻量的，基本的版本大约2MB。

（2）控制反转：Spring通过控制反转实现了松散耦合，对象们给出它们的依赖，而不是创建或查找依赖的对象们。

（3）面向切面的编程(AOP)：Spring支持面向切面的编程，并且把应用业务逻辑和系统服务分开。

（4）容器：Spring 包含并管理应用中对象的生命周期和配置。

（5）MVC框架：Spring的WEB框架是个精心设计的框架，是Web框架的一个很好的替代品。

（6）事务管理：Spring 提供一个持续的事务管理接口，可以扩展到上至本地事务下至全局事务（JTA）。

（7）异常处理：Spring 提供方便的API把具体技术相关的异常（比如由JDBC，Hibernate or JDO抛出的）转化为一致的unchecked 异常。

3.Spring分层架构

Spring 框架是一个分层架构，由 7 个定义良好的模块组成。Spring 模块构建在核心容器之上，核心容器定义了创建、配置和管理 bean 的方式

组成 Spring 框架的每个模块（或组件）都可以单独存在，或者与其他一个或多个模块联合实现。每个模块的功能如下：

（1）Spring Core（核心容器）：核心容器提供 Spring 框架的基本功能。核心容器的主要组件是 BeanFactory，它是工厂模式的实现。BeanFactory 使用控制反转 （IOC） 模式将应用程序的配置和依赖性规范与实际的应用程序代码分开。 

（2）Spring 上下文：Spring 上下文是一个配置文件，向 Spring 框架提供上下文信息。Spring 上下文包括企业服务，例如 JNDI、EJB、电子邮件、国际化、校验和调度功能。

（3）Spring AOP：通过配置管理特性，Spring AOP 模块直接将面向方面的编程功能集成到了 Spring 框架中。所以，可以很容易地使 Spring 框架管理的任何对象支持 AOP。Spring AOP 模块为基于 Spring 的应用程序中的对象提供了事务管理服务。通过使用 Spring AOP，不用依赖 EJB 组件，就可以将声明性事务管理集成到应用程序中。

（4） Spring DAO：JDBC DAO 抽象层提供了有意义的异常层次结构，可用该结构来管理异常处理和不同数据库供应商抛出的错误消息。异常层次结构简化了错误处理，并且极大地降低了需要编写的异常代码数量（例如打开和关闭连接）。Spring DAO 的面向 JDBC 的异常遵从通用的 DAO 异常层次结构。

（5）Spring ORM：Spring 框架插入了若干个 ORM 框架，从而提供了 ORM 的对象关系工具，其中包括 JDO、Hibernate 和 iBatis SQL Map。所有这些都遵从 Spring 的通用事务和 DAO 异常层次结构。

（6）Spring Web 模块：Web 上下文模块建立在应用程序上下文模块之上，为基于 Web 的应用程序提供了上下文。所以，Spring 框架支持与 Jakarta Struts 的集成。Web 模块还简化了处理多部分请求以及将请求参数绑定到域对象的工作。

（7） Spring MVC 框架：MVC 框架是一个全功能的构建 Web 应用程序的 MVC 实现。通过策略接口，MVC 框架变成为高度可配置的，MVC 容纳了大量视图技术，其中包括 JSP、Velocity、Tiles、iText 和 POI。

Spring 框架的功能可以用在任何 J2EE 服务器中，大多数功能也适用于不受管理的环境。Spring 的核心要点是：支持不绑定到特定 J2EE 服务的可重用业务和数据访问对象。毫无疑问，这样的对象可以在不同 J2EE 环境 （Web 或 EJB）、独立应用程序、测试环境之间重用。

4.IOC和AOP

 控制反转模式（也称作依赖性介入）的基本概念是：

不创建对象，但是描述创建它们的方式。在代码中不直接与对象和服务连接，但在配置文件中描述哪一个组件需要哪一项服务。容器 （在 Spring 框架中是 IOC 容器） 负责将这些联系在一起。

在典型的 IOC 场景中，容器创建了所有对象，并设置必要的属性将它们连接在一起，决定什么时间调用方法。

 面向方面的编程

面向方面的编程，即 AOP，是一种编程技术，它允许程序员对横切关注点或横切典型的职责分界线的行为（例如日志和事务管理）进行模块化。AOP 的核心构造是方面，它将那些影响多个类的行为封装到可重用的模块中。

AOP 和 IOC 是补充性的技术，它们都运用模块化方式解决企业应用程序开发中的复杂问题。在典型的面向对象开发方式中，可能要将日志记录语句放在所有方法和 Java 类中才能实现日志功能。在 AOP 方式中，可以反过来将日志服务模块化，并以声明的方式将它们应用到需要日志的组件上。当然，优势就是 Java 类不需要知道日志服务的存在，也不需要考虑相关的代码。所以，用 Spring AOP 编写的应用程序代码是松散耦合的。

AOP 的功能完全集成到了 Spring 事务管理、日志和其他各种特性的上下文中。

5.IOC容器

Spring 设计的核心是 org.springframework.beans 包，它的设计目标是与 JavaBean 组件一起使用。这个包通常不是由用户直接使用，而是由服务器将其用作其他多数功能的底层中介。下一个最高级抽象是 BeanFactory 接口，它是工厂设计模式的实现，允许通过名称创建和检索对象。BeanFactory 也可以管理对象之间的关系。

BeanFactory 支持两个对象模型。

（1）单态 模型提供了具有特定名称的对象的共享实例，可以在查询时对其进行检索。Singleton 是默认的也是最常用的对象模型。对于无状态服务对象很理想。

（2）原型 模型确保每次检索都会创建单独的对象。在每个用户都需要自己的对象时，原型模型最适合。

bean 工厂的概念是 Spring 作为 IOC 容器的基础。IOC 将处理事情的责任从应用程序代码转移到框架。正如我将在下一个示例中演示的那样，Spring 框架使用 JavaBean 属性和配置数据来指出必须设置的依赖关系。

因为 org.springframework.beans.factory.BeanFactory 是一个简单接口，所以可以针对各种底层存储方法实现。最常用的 BeanFactory 定义是 XmlBeanFactory，它根据 XML 文件中的定义装入 bean，如清单 1 所示。

清单 1. XmlBeanFactory

- BeanFactory factory = new XMLBeanFactory(new FileInputSteam("mybean.xml"));

在 XML 文件中定义的 Bean 是被消极加载的，这意味在需要 bean 之前，bean 本身不会被初始化。要从 BeanFactory 检索 bean，只需调用 getBean() 方法，传入将要检索的 bean 的名称即可，如清单 2 所示。

清单 2. getBean()

- MyBean mybean = (MyBean) factory.getBean("mybean");

每个 bean 的定义都可以是 POJO （用类名和 JavaBean 初始化属性定义） 或 FactoryBean。FactoryBean 接口为使用 Spring 框架构建的应用程序添加了一个间接的级别。

IOC源码阅读：[https://javadoop.com/post/spring-ioc](https://javadoop.com/post/spring-ioc)

6.如何使用 AOP

6.1.aop 常用的几个注解

（1）@Before 在方法执行前执行

（2）@After 在方法执行后执行

（3）在结果返回后执行

（4）在抛出异常后执行

（5）环绕通知，相当于同时使用@Before 和@After

6.2.设置切点

指定切入方法点

6.3.应用场景

- 事务控制：

https://www.shiyanlou.com/courses/1152/learning/?id=8065

7.Spring如何处理线程并发问题

在一般情况下，只有无状态的Bean才可以在多线程环境下共享，在Spring中，绝大部分Bean都可以声明为singleton作用域，因为Spring对一些Bean中非线程安全状态采用ThreadLocal进行处理，解决线程安全问题。

ThreadLocal和线程同步机制都是为了解决多线程中相同变量的访问冲突问题。同步机制采用了“时间换空间”的方式，仅提供一份变量，不同的线程在访问前需要获取锁，没获得锁的线程则需要排队。而ThreadLocal采用了“空间换时间”的方式。

ThreadLocal会为每一个线程提供一个独立的变量副本，从而隔离了多个线程对数据的访问冲突。因为每一个线程都拥有自己的变量副本，从而也就没有必要对该变量进行同步了。ThreadLocal提供了线程安全的共享对象，在编写多线程代码时，可以把不安全的变量封装进ThreadLocal。

8.Spring 中的bean的作用域有哪些?

（1）singleton : 唯一 bean 实例，Spring 中的 bean 默认都是单例的。

（2）prototype : 每次请求都会创建一个新的 bean 实例。

（3）request : 每一次HTTP请求都会产生一个新的bean，该bean仅在当前HTTP request内有效。

（4）session : 每一次HTTP请求都会产生一个新的 bean，该bean仅在当前 HTTP session 内有效。

（5）global-session： 全局session作用域，仅仅在基于portlet的web应用中才有意义，Spring5已经没有了。Portlet是能够生成语义代码(例如：HTML)片段的小型Java Web插件。它们基于portlet容器，可以像servlet一样处理HTTP请求。但是，与 servlet 不同，每个 portlet 都有不同的会话。

9.Spring 中的bean的 生命周期

Bean，就是由 IOC 容器初始化、装配及管理的对象。

在IOC容器启动之后，并不会马上就实例化相应的bean，此时容器仅仅拥有所有对象的BeanDefinition(BeanDefinition：是容器依赖某些工具加载的XML配置信息进行解析和分析，并将分析后的信息编组为相应的BeanDefinition)。只有当getBean()调用时才是有可能触发Bean实例化阶段的活动。


摘自（含详细代码分析） ：https://www.cnblogs.com/zrtqsk/p/3735273.html 。

[https://blog.csdn.net/jike11231/article/details/108772978](https://blog.csdn.net/jike11231/article/details/108772978)

总结如下：

 1、实例化一个Bean－－也就是我们常说的new；

 2、按照Spring上下文对实例化的Bean进行配置－－也就是IOC注入；

 3、如果这个Bean已经实现了BeanNameAware接口，会调用它实现的setBeanName(String)方法，此处传递的就是Spring配置文件中Bean的id值

 4、如果这个Bean已经实现了BeanFactoryAware接口，会调用它实现的setBeanFactory(setBeanFactory(BeanFactory)传递的是Spring工厂自身（可以用这个方式来获取其它Bean，只需在Spring配置文件中配置一个普通的Bean就可以）；

 5、如果这个Bean已经实现了ApplicationContextAware接口，会调用setApplicationContext(ApplicationContext)方法，传入Spring上下文（同样这个方式也可以实现步骤4的内容，但比4更好，因为ApplicationContext是BeanFactory的子接口，有更多的实现方法）；

 6、如果这个Bean关联了BeanPostProcessor接口，将会调用postProcessBeforeInitialization(Object obj, String s)方法，BeanPostProcessor经常被用作是Bean内容的更改，并且由于这个是在Bean初始化结束时调用那个的方法，也可以被应用于内存或缓存技术；

 7、如果Bean在Spring配置文件中配置了init-method属性会自动调用其配置的初始化方法。

 8、如果这个Bean关联了BeanPostProcessor接口，将会调用postProcessAfterInitialization(Object obj, String s)方法、；

   注：以上工作完成以后就可以应用这个Bean了，那这个Bean是一个Singleton的，所以一般情况下我们调用同一个id的Bean会是在内容地址相同的实例，当然在Spring配置文件中也可以配置非Singleton，这里我们不做赘述。

 9、当Bean不再需要时，会经过清理阶段，如果Bean实现了DisposableBean这个接口，会调用那个其实现的destroy()方法；

 10、最后，如果这个Bean的Spring配置中配置了destroy-method属性，会自动调用其配置的销毁方法。

这里描述的是应用Spring上下文Bean的生命周期，如果应用Spring的工厂也就是BeanFactory的话去掉第5步就Ok了。

10.@Component 和 @Bean 的区别

（1）作用对象不同: @Component 注解作用于类，而@Bean注解作用于方法。

（2）@Component通常是通过类路径扫描来自动侦测以及自动装配到Spring容器中（我们可以使用 @ComponentScan 注解定义要扫描的路径从中找出标识了需要装配的类自动装配到 Spring 的 bean 容器中）。@Bean 注解通常是我们在标有该注解的方法中定义产生这个 bean,@Bean告诉了Spring这是某个类的示例，当我需要用它的时候还给我。

（3）@Bean 注解比 Component 注解的自定义性更强，而且很多地方我们只能通过 @Bean 注解来注册bean。比如当我们引用第三方库中的类需要装配到 Spring容器时，则只能通过 @Bean来实现

11.将一个类声明为Spring的 bean 的注解有哪些?

我们一般使用 @Autowired 注解自动装配 bean，要想把类标识成可用于 @Autowired注解自动装配的 bean 的类,采用以下注解可实现：

（1）@Component ：通用的注解，可标注任意类为 Spring 组件。如果一个Bean不知道属于拿个层，可以使用@Component 注解标注。

（2）@Repository : 对应持久层即 Dao 层，主要用于数据库相关操作。

（3）@Service : 对应服务层，主要涉及一些复杂的逻辑，需要用到 Dao层。

（4）@Controller : 对应 Spring MVC 控制层，主要用户接受用户请求并调用 Service 层返回数据给前端页面。

12.Spring 框架中用到的一些设计模式

（1）工厂设计模式 : Spring使用工厂模式通过 BeanFactory、ApplicationContext 创建 bean 对象。

（2）代理设计模式 : Spring AOP 功能的实现。

（3）单例设计模式 : Spring 中的 Bean 默认都是单例的。

（4）模板方法模式 : Spring 中 jdbcTemplate、hibernateTemplate 等以 Template 结尾的对数据库操作的类，它们就使用到了模板模式。

（5）包装器设计模式 : 我们的项目需要连接多个数据库，而且不同的客户在每次访问中根据需要会去访问不同的数据库。这种模式让我们可以根据客户的需求能够动态切换不同的数据源。

（6）观察者模式: Spring 事件驱动模型就是观察者模式很经典的一个应用。

（7）适配器模式 :Spring AOP 的增强或通知(Advice)使用到了适配器模式、spring MVC 中也是用到了适配器模式适配Controller。

13.1 Spring 事务中的隔离级别有哪几种

（1）DEFAULT

  使用数据库本身使用的隔离级别

  ORACLE（读已提交） MySQL（可重复读）

（2）READ_UNCOMITTED 读未提交（脏读）

  最低的隔离级别，一切皆有可能。

（3）READ_COMMITED  读已提交

  ORACLE默认隔离级别，有幻读以及不可重复读风险。

（4）REPEATABLE_READ可重复读

  解决不可重复读的隔离级别，但还是有幻读风险。

（5）SERLALIZABLE串行化

  最高的事务隔离级别，不管多少事务，挨个运行完一个事务的所有子事务之后才可以执行另外一个事务里面的所有子事务，这样就解决了脏读、不可重复读和幻读的问题了


13.2 Spring设置事务隔离级别

配置文件方式

```java

 <tx:advice id="advice" transaction-manager="transactionManager">

 <tx:attributes>

 <tx:method name="fun*" propagation="REQUIRED" isolation="DEFAULT"/>

 </tx:attributes>

 </tx:advice>

```

注解的方式

```java

@Transactional(isolation=Isolation.DEFAULT)

public void fun(){

dao.add();

dao.udpate();

}

```

13.3 什么是脏读、幻读、不可重复读

（1）脏读

一个事务读到另一个事务未提交的更新数据，所谓脏读，就是指事务A读到了事务B还没有提交的数据，比如银行取钱，事务A开启事务，此时切换到事务B，事务B开启事务–>取走100元，此时切换回事务A，事务A读取的肯定是数据库里面的原始数据，因为事务B取走了100块钱，并没有提交，数据库里面的账务余额肯定还是原始余额，这就是脏读。

（2）幻读

是指当事务不是独立执行时发生的一种现象，例如第一个事务对一个表中的数据进行了修改，这种修改涉及到表中的全部数据行。 同时，第二个事务也修改这个表中的数据，这种修改是向表中插入一行新数据。那么，以后就会发生操作第一个事务的用户发现表中还有没有修改的数据行，就好象 发生了幻觉一样。

（3）不可重复读

在一个事务里面的操作中发现了未被操作的数据 比方说在同一个事务中先后执行两条一模一样的select语句，期间在此次事务中没有执行过任何DDL语句，但先后得到的结果不一致，这就是不可重复读。

14.Spring 事务中哪几种事务传播行为

传播行为

传播行为是指,如果在开始当前事务之前,已经存在一个事务,此时可以指定这个要开始的这个事务的执行行为。

（1）REQUIRED :(默认)如果当前存在事务,则加入该事务;如果当前没有事务,则创建一个新的事务。

（2）SUPPORTS :如果当前存在事务,则加入该事务;如果当前没有事务,则以非事务的方式继续运行。

（3）MANDATORY :如果当前存在事务,则加入该事务;如果当前没有事务,则抛出异常。

（4）REQUIRES_NEW :创建一个新的事务,如果当前存在事务,则把当前事务挂起。

（5）NOT_SUPPORTED :以非事务方式运行,如果当前存在事务,则把当前事务挂起。

（6）NEVER :以非事务方式运行,如果当前存在事务,则抛出异常。

（7）NESTED :如果当前存在事务,则创建一个事务作为当前事务的嵌套事务来运行;如果当前没有事务,则该取值等价于 REQUIRED 。