【Spring】Spring从了解进阶到熟练

先赞后看，Java进阶一大半

不知不觉，Spring 框架最新版本已经更新换代到 7.0.x。。。

各位hao，我是南哥，相信对你通关面试、拿下Offer有所帮助。

⭐⭐⭐一份南哥编写的《Java学习/进阶/面试指南》：https://github/JavaSouth

@toc

1. Spring IOC和AOP

1.1 Spring IOC

面试官：你说下对Spring IOC的理解？

Spring IOC其实是一种通过描述来创建和获取对象的技术，相比于最原始的通过new来创建对象，所有的对象都交由Spring IOC进行管理，我们管这些对象称为Spring Bean。

Spring Bean可以看成是班级里的学生，那IOC容器就是容纳学生的班级。每个Bean的分类、不同的生命周期，包括Prototype、Singleton、Request、Session、Global session都可以在IOC容器里进行管理。这其实是一种控制反转的思想，我们程序员把控制对象的权限都交由了靠谱的Spring IOC容器。

通过XML方式我们可以向Spring IOC描述我需要一个A对象。当Spring启动时这个Bean也就自动注入到IOC容器等待我们的使用。

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
	xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans https://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">

  <bean id="bean1" class="org.springframework.beans.factory.ConcurrentBeanFactoryBenchmark$ConcurrentBean"
			scope="prototype">
    <property name="date" value="2004/08/08"/>
  </bean>

</beans>

现在商业公司通过以上XML的方式已经是很少见了，Spring Boot提供了另一种通过注解来描述Bean的方式。Spring Boot底层基于注解的IOC容器是AnnotationConfigApplicationContext，这个留到我后续的文章再来讲解。

// 通过注解的方式来创建Bean
@Configuration
public class TokenConfig {
    /**
     * 设置token的类型
     **/
    @Bean
    public TokenStore tokenStore() {
        return new JwtTokenStore(jwtAccessTokenConverter()); // 设置token类型为JWT
    }
}

1.2 Spring AOP

面试官：AOP呢？

在整个软件编程的历史长河中，最先面世的一种编程范式叫做面向过程编程。但随着软件系统越来越复杂，面向过程编程越来越难以管理软件的复杂性。于是面向对象编程OOP诞生，它致力于解决困扰前者的软件复杂性问题。

但面向对象编程并不是银弹，它存在一些弊端，例如我们需要为整个项目的所有对象都引入一个公共行为：打印对象每个方法的执行耗时。如果采用OOP需要把公共行为的代码都重复贴到每个对象的类里。。。

现在救世主来了，AOP面向切面编程弥补了OOP的缺陷。

通过Spring AOP，我们可以为每个对象约定一套流程，为对象方法执行前执行后织入一些行为。如果是日志的话，在对象方法执行后触发就可以了。

Spring AOP提供了多个注解，我们来看看。

1. @Before。前置通知，在方法执行之前执行。
2. @After。后置通知，在方法执行之后执行。
3. @AfterReturning。返回通知，方法不抛出异常，正常退出方法时执行。
4. @AfterThrowing。异常通知，方法抛出异常后执行 。
5. @Around。环绕通知，围绕着方法执行，可以自定义在方向执行前、执行后执行一段逻辑，自由度更高。
6. @Pointcut。切点。定义了要拦截的对象。

// 防重复提交的切面
@Aspect
@Component
public class SubmitAspect {
    
    @Pointcut("@annotation(banRepeatSubmit)")
    public void pointCut(BanRepeatSubmit banRepeatSubmit) {}

    @Around("pointCut(banRepeatSubmit)")
    public Object around(ProceedingJoinPoint proceedingJoinPoint, BanRepeatSubmit banRepeatSubmit) throws Throwable {
        // 防止对象方法重复执行
    }
}

1.3 AOP的原理

面试官：那AOP的原理是什么？

在使用上文的六种注解时，这些注解是封装在一个由@AspectJ注解修饰的类，我们管这个类叫做切面。

Spring AOP扫描到@Pointcut定义的切点时，就会自动为该Bean创建一个代理。而Spring Boot目前底层的代理模式有两种：JDK动态代理、CGLIB动态代理。

如果被代理的对象实现了接口，则Spring会使用JDK动态代理；如果被代理对象没有实现接口，则Spring会使用CGLIB动态代理。原因是JDK动态代理要求被代理对象必须实现至少一个接口。

JDK动态代理通过生成代理对象的字节码文件，使要拦截的方法跳转到invoke()方法，而在invoke()里就是在切面里定义的各种拦截逻辑。

而CGLIB是通过生成代理类的子类实现，同时修改字节码文件让子类方法覆盖代理类的方法，从而实现对拦截方法的代理。

另外Spring AOP还集成了AspectJ，一种编译织入的方式来代理对象。

1.4 JDK和CGCLIB动态代理

面试官：JDK和CGCLIB动态代理哪个更快？

两者的生命周期可以分为创建对象阶段、实际运行阶段，我们要根据具体情况具体分析。

1. 在实际运行阶段，CGLIB性能比JDK运行性能更高。
2. 在创建对象阶段，基于两者的原理，CGLIB花费在创建对象的时间要比JDK多。JDK只需创建代理类的字节码，而CGLIB既要修改源代码的字节码文件，又要生成代理类的子类的字节码文件。

综上所述，对于需要创建大量对象的场景，JD动态代理K比CGLIB动态代理效率更高，反之CGLIB效率更高。

1.5 解决Spring循环依赖

面试官：知道怎么解决Spring循环依赖吗？

谈到循环依赖，大多数人都是望而生畏。一旦发生了循环依赖，说明了这部分软件设计的职责划分出现了问题，而且要修复起来不是一件容易的事。如果是屎山代码，那可就头大了。。。

如下例子，对象A的成员变量引用了对象B，而对象B的成员变量引用了对象A。也就是说，对象A的初始化完成要先完成对象B的初始化，但对象B的初始化完成又要先完成对象A的初始化，形成了一个永远无法实现的环。

    class A {
        B b = new B();
    }
    class B {
        A a = new A();
    }

Spring设计出了三个级别的缓存。一级缓存存放实例化、初始化的bean、二级缓存存放已实例化但没有初始化的bean、三级缓存存放创建bean的工厂对象。

例如现在有对象A依赖对象B，对象B依赖对象A。

Spring首先从三级缓存获得实例化的A、B；接着让A进入二级缓存，同时将未初始化的B注入A，这就得到了实例化、初始化的A，此时A就会进入一级缓存；最后一步，只需要再把初始化的A注入到B，此时循环依赖解决。

2. Spring MVC概况

2.1 如何理解Spring MVC

大家都知道Spring MVC很强大，南哥问大家一个问题，Spring MVC为什么会出现？一项技术的出现必定是为了解决旧技术考虑不全所积累的软件熵。《程序员修炼之道》在软件的熵一节中对熵的解释很有冲击力，作者是这么说的，大家有没什么触动。

虽然软件开发不受绝大多数物理法则的约束，但我们无法躲避来自熵的增加的重击。熵是一个物理学术语，它定义了一个系统的“无序”总量。不幸的是，热力学法则决定了宇宙中的熵会趋向最大化。当软件中的无序化增加时，程序员会说“软件在腐烂”。有些人可能会用更乐观的术语来称呼它，即“技术债”，潜台词是说他们总有一天会偿还的——恐怕不会还了。

在没有出现Spring MVC之前，老一代的开发者会在Servlet中编写业务逻辑和控制代码，甚至属于后端的业务逻辑也会耦合在了jSP页面。在当时互联网不流行，业务都比较简单的年代，这样写问题不会太大，但随着时间的累积、互联网的爆发，业务复杂度也爆发式上升，这叫新来的实习生程序员怎么上手呢。缺乏统一和清晰的架构模式，会导致应用程序的可扩展性和可维护性降低。

我们先不讲Spring MVC，把MVC拆解出来。MVC（Model View Controller）实践上是一种软件架构思想，这个思想指导把应用程序分为了三个模块，用于编写业务逻辑的模型、用于数据呈现的视图、用于协调前两者的控制器。

在我们Java程序员第一次接触企业框架时，我们最开始一般用SSM来练练手。如果是SSM框架，充当Model的是编写业务逻辑Java类，充当View的是JSP页面，而充当Controller的则是Servlet。总的来说，MVC明确划分了各个模块的责任，不是你负责的东西不允许越线，这明显维护起来好看多了。

好久好久之前南哥练手的第一个项目是坦克大战，和现在一般企业业务把一个Java对象看出是需求的抽象不同，我当时的坦克大战是把一个Java对象看成是一只坦克的载体。大家第一个Java练手项目有什么故事吗？

2.3 Spring MVC工作流程

Spring MVC工作流程涉及五大组件，大家先预览一遍：DispatcherServlet、HandleMapping、Controller、ModelAndView、ViewResolver。

第一步用户触发浏览器时将请求发送给前端控制器DispatcherServlet，DispatcherServlet就相当于上文MVC架构的C，Spring源码对DispatcherServlet解释为HTTP请求处理程序/ 控制器的中央调度程序。有了中央调度程序大脑，下一步就可以联调其他组件了。

// DispatcherServlet类
package org.springframework.web.servlet;
public class DispatcherServlet extends FrameworkServlet { }

第二步，DispatcherServlet调用处理器映射器HandleMapping，根据用户请求的URL找到对应的业务控制器Contorller。

// HandlerMapping类
package org.springframework.web.reactive;
public interface HandlerMapping { }

第三步，DispatcherServlet请求处理器适配器HandlerAdapter执行Controller，获得业务结果后返回一个模型视图对象ModelAndView给到DispatcherServlet。

// ModelAndView类
package org.springframework.web.servlet;
public class ModelAndView {

// HandlerAdapter类
package org.springframework.web.servlet;
public interface HandlerAdapter { }

第四步，DispatcherServlet把ModelAndView返回给视图解析器ViewResolver，将ModelAndView解析为视图对象View。

// ViewResolver类
package org.springframework.web.servlet;
public interface ViewResolver {

最后一步，View会负责渲染，同时把结果返回给浏览器。

2.4 Spring MVC搭配Tomcat容器

大家有搭过Spring Web MVC框架的话就有印象，我们要在本机安装单独的一个Tomcat服务器，Tomcat搭配Spring框架才能让我们的Web应用程序跑起来。会不会觉得很麻烦，南哥觉得好麻烦。。

SpringBoot框架则不需要我们单独去部署一个Tomcat服务器，大家甚至在https://start.spring.io/官网下载包后，本地启动就可以把Web程序跑起来，方便吧。

这是为什么？SpringBoot内置了一个Servlet容器，而上文南哥所说的Tomcat容器本质也是一个Servlet容器，SpringBoot默认为我们配置的是Tomcat。要是对Tomcat不满意，你也可以用其他Servlet容器，比如Jetty、Undertow。

Tomcat容器为我们的Spring MVC做了很多脏活，例如底层Socket连接这种麻烦工作。而上文我提到的Spring MVC五大组件本质上都是调用Servlet API，而Servlet API的实现也是由Tomcat容器为我们完成的。

在Spring Web MVC框架里，如果大家要单独部署Servlet容器，切记注意下Spring框架和Servlet 容器的兼容性。在Spring官方文档中，Spring Framework 5.3.x 支持的最后一个Servlet规范版本4.0，从 Spring Framework 6.0 开始，Servlet最低版本为Servlet 5.0。

2.5 Spring MVC常见注解

（1）@Controller和@RestController

把某一个Java类申明为后端接口，我们一般使用@Controller修饰该类，使用@RestController也可以，两者的差异在于后者是@Controller和@ResponseBody的组合，后端接口返回的数据格式会是ResponseBody格式的数据。

大家看下两者的源码解释，南哥把英文注释翻译为了中文。

// 基本 Controller 接口，表示接收HttpServletRequest和HttpServletResponse实例的组件，就像HttpServlet一样，但能够参与 MVC 工作流。
@FunctionalInterface
public interface Controller {
}

// 便捷注释本身带有@Controller和@ResponseBody注释。
// 带有此注释的类型被视为控制器，其中@RequestMapping方法默认采用@ResponseBody语义。
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Controller
@ResponseBody
public @interface RestController {
}

（2）@RequestMapping

这个注解的作用是把请求映射到控制器方法，例如getPerson方法，前端同学请求/persons/{id}就可以控制该方法执行。

@RestController
@RequestMapping("/persons")
class PersonController {

	@GetMapping("/{id}")
	public Person getPerson(@PathVariable Long id) {
		// ...
	}

	@PostMapping
	@ResponseStatus(HttpStatus.CREATED)
	public void add(@RequestBody Person person) {
		// ...
	}
}

HTTP方法有多种请求类型，Spring框架也提供了五种Mapping注解。

• @GetMapping
• @PostMapping
• @PutMapping
• @DeleteMapping
• @PatchMapping

（3）@RequestParam和、@PathVariable

有个Spring MVC注解相关的小细节，当我们编写有入参的后端接口时，很多同学弄不清楚入参对应的注解要使用什么。

南哥整理了下，如果请求URL类似于localhost:8080/test/?id=6，使用的入参注解是@RequestParam。

  @PostMapping("/test")
  public CommonResult publishCourse(@RequestParam String id) {
  }

如果请求URL类似于localhost:8080/test/6，使用的入参注解是@PathVariable。

  @PostMapping("/test/{id}")
  public CommonResult publishCourse(@PathVariable String id) {
  }

我是南哥，南就南在Get到你的点赞点赞点赞。

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