1.Spring:轻量级开源框架,简化了企业级开发应用。Spring最核心的是bean。BeanFactory定义获取bean以及bean的各种属性。Spring底层原理使用反射机制。
Spring工作原理
2.Spring核心构成:内部最核心:IOC(控制反转)也叫依赖注入,由原来的new对象方式,改变为由容器自动产生。很好的实现了模块间的解耦问题,使的项目在后期的维护和扩展上更加方便。这其实是利用了java反射原理。
(1)反射:通常编写的代码都是固定的,导致执行结果固定,在编写代码时不确定创建的对象以及调用的方法,希望由运行阶段传入参数决定,需要使用动态编程技术,这就是反射机制。在运行时动态的去创建对象、调用方法,Spring就是在运行时,跟xml Spring的配置文件,来动态的创建对象和调用对象里的方法。
或在运行状态中,对于任意一个类,都能够获取到这个类的所有属性和方法,对于任意一个对象,都能够调用它的任意一个方法和属性(包括私有的方法和属性),这种动态获取的信息以及动态调用对象的方法的功能就称为java语言的反射机制。通俗点讲,通过反射,该类对我们来说是完全透明的,想要获取任何东西都可以。
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使用反射就创建class类
Class类
(1)基本概念
java.lang.Class类的实例/对象表示正在运行Java程序中的类和接口,换句话说,Class类的对象代表一种数据类型。
该类没有公共构造方法,该类的对象由Java虚拟机和类加载器自动构造。
(2)获取Class对象的方式
a.使用 数据类型.class 的方式获取对应的Class对象;
b.使用 对象.getClass() 的方式获取对应的Class对象;
c.使用 包装类.TYPE 的方式获取对应基本数据类型的Class对象;
d.使用 Class.forName() 的方式获取对应的Class对象;
(3)常用的方法
static Class<?> forName(String className)
- 用于获取参数指定类型对应的Class对象,其中参数格式为:包名.类名,包名不许省略
T newInstance()
- 用于使用当前Class对象所表示的类来构造对象。
设计模式(Design pattern)是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结。
基本分类
创建型模式 - 工厂方法模式、抽象工厂模式、单例设计模式(要求会写)。
(2)工厂模式:
(一)Spring的IOC容器就到一个大的Bean实例工厂,负责Bean的周期管理。在Spring实现工厂模式的工厂类(工厂模式:抽象工厂模式的用意为:给客户端提供一个接口,可以创建多个产品族中的产品对象。使用开闭原则,)这个类名为BeanFactory(接口),在程序中使用其子类ApplicationContext,Spring相当于一个大工厂,在其配置文件中通过<Bean>元素配置用于创建实例对象的类名和实例对象是属性。
抽象工厂模式的用意为:给客户端提供一个接口,可以创建多个产品族中的产品对象。这样就做到了把耦合降到最低,同时也便于维护。
(3)单例模式:这个和SpringIOC一起,IOC是一个大工厂,Bean对象为了减少内存开销就需要提供单例特征。
单例设计模式:(一)在某些特殊场合中一个类对外提供且只提供一个对象,这样的类叫做单例类。
设计单例类的思想和方法叫做单例设计模式。懒汉式与饿汉式(开发推荐使用)使用饿汉式,解决并发问题,
(二)使用单例设计模式优点:
1、某些类创建比较频繁,对于一些大型的对象,这是一笔很大的系统开销。
2、省去了new操作符,降低了系统内存的使用频率,减轻GC压力。
3、有些类如交易所的核心交易引擎,控制着交易流程,如果该类可以创建多个的话,系统完全乱了。
- public class Singleton {
- /* 持有私有静态实例,防止被引用,此处赋值为null,目的是实现延迟加载 */
- private static Singleton instance = null;
- /* 私有构造方法,防止被实例化 */
- private Singleton() {
- }
- /* 静态工程方法,创建实例 */
- public static Singleton getInstance() {
- if (instance == null) {
- instance = new Singleton();
- }
- return instance;
- }
这个类可以满足基本要求,但是,像这样毫无线程安全保护的类,如果我们把它放入多线程的环境下,肯定就会出现问题了,如何解决?我们首先会想到对getInstance方法加synchronized关键字,如下:
- public static synchronized Singleton getInstance() {
- if (instance == null) {
- instance = new Singleton();
- }
- return instance;
- }
但是,synchronized关键字锁住的是这个对象,这样的用法,在性能上会有所下降,因为每次调用getInstance(),都要对对象上锁,事实上,只有在第一次创建对象的时候需要加锁,之后就不需要了,所以,这个地方需要改进。我们改成下面这个:
- public static Singleton getInstance() {
- if (instance == null) {
- synchronized (instance) {
- if (instance == null) {
- instance = new Singleton();
- }
- }
- }
- return instance;
- }
似乎解决了之前提到的问题,将synchronized关键字加在了内部,也就是说当调用的时候是不需要加锁的,只有在instance为null,并创建对象的时候才需要加锁,性能有一定的提升。但是,这样的情况,还是有可能有问题的,看下面的情况:在Java指令中创建对象和赋值操作是分开进行的,也就是说instance = new Singleton();语句是分两步执行的。但是JVM并不保证这两个操作的先后顺序,也就是说有可能JVM会为新的Singleton实例分配空间,然后直接赋值给instance成员,然后再去初始化这个Singleton实例。这样就可能出错了,我们以A、B两个线程为例:
a>A、B线程同时进入了第一个if判断
b>A首先进入synchronized块,由于instance为null,所以它执行instance = new Singleton();
c>由于JVM内部的优化机制,JVM先画出了一些分配给Singleton实例的空白内存,并赋值给instance成员(注意此时JVM没有开始初始化这个实例),然后A离开了synchronized块。
d>B进入synchronized块,由于instance此时不是null,因此它马上离开了synchronized块并将结果返回给调用该方法的程序。
e>此时B线程打算使用Singleton实例,却发现它没有被初始化,于是错误发生了。
所以程序还是有可能发生错误,其实程序在运行过程是很复杂的,从这点我们就可以看出,尤其是在写多线程环境下的程序更有难度,有挑战性。我们对该程序做进一步优化:
- private static class SingletonFactory{
- private static Singleton instance = new Singleton();
- }
- public static Singleton getInstance(){
- return SingletonFactory.instance;
- }
实际情况是,单例模式使用内部类来维护单例的实现,JVM内部的机制能够保证当一个类被加载的时候,这个类的加载过程是线程互斥的。这样当我们第一次调用getInstance的时候,JVM能够帮我们保证instance只被创建一次,并且会保证把赋值给instance的内存初始化完毕,这样我们就不用担心上面的问题。同时该方法也只会在第一次调用的时候使用互斥机制,这样就解决了低性能问题。这样我们暂时总结一个完美的单例模式:
- public class Singleton {
- /* 私有构造方法,防止被实例化 */
- private Singleton() {
- }
- /* 此处使用一个内部类来维护单例 */
- private static class SingletonFactory {
- private static Singleton instance = new Singleton();
- }
- /* 获取实例 */
- public static Singleton getInstance() {
- return SingletonFactory.instance;
- }
- /* 如果该对象被用于序列化,可以保证对象在序列化前后保持一致 */
- public Object readResolve() {
- return getInstance();
- }
- }
其实说它完美,也不一定,如果在构造函数中抛出异常,实例将永远得不到创建,也会出错。所以说,十分完美的东西是没有的,我们只能根据实际情况,选择最适合自己应用场景的实现方法。也有人这样实现:因为我们只需要在创建类的时候进行同步,所以只要将创建和getInstance()分开,单独为创建加synchronized关键字,也是可以的:
- public class SingletonTest {
- private static SingletonTest instance = null;
- private SingletonTest() {
- }
- private static synchronized void syncInit() {
- if (instance == null) {
- instance = new SingletonTest();
- }
- }
- public static SingletonTest getInstance() {
- if (instance == null) {
- syncInit();
- }
- return instance;
- }
- }
考虑性能的话,整个程序只需创建一次实例,所以性能也不会有什么影响。
补充:采用"影子实例"的办法为单例对象的属性同步更新
通过单例模式的学习告诉我们:
1、单例模式理解起来简单,但是具体实现起来还是有一定的难度。
2、synchronized关键字锁定的是对象,在用的时候,一定要在恰当的地方使用(注意需要使用锁的对象和过程,可能有的时候并不是整个对象及整个过程都需要锁)。
到这儿,单例模式基本已经讲完了,结尾处,笔者突然想到另一个问题,就是采用类的静态方法,实现单例模式的效果,也是可行的,此处二者有什么不同?
首先,静态类不能实现接口。(从类的角度说是可以的,但是那样就破坏了静态了。因为接口中不允许有static修饰的方法,所以即使实现了也是非静态的)
其次,单例可以被延迟初始化,静态类一般在第一次加载是初始化。之所以延迟加载,是因为有些类比较庞大,所以延迟加载有助于提升性能。
再次,单例类可以被继承,他的方法可以被覆写。但是静态类内部方法都是static,无法被覆写。
最后一点,单例类比较灵活,毕竟从实现上只是一个普通的Java类,只要满足单例的基本需求,你可以在里面随心所欲的实现一些其它功能,但是静态类不行。从上面这些概括中,基本可以看出二者的区别,但是,从另一方面讲,我们上面最后实现的那个单例模式,内部就是用一个静态类来实现的,所以,二者有很大的关联,只是我们考虑问题的层面不同罢了。两种思想的结合,才能造就出完美的解决方案,就像HashMap采用数组+链表来实现一样,其实生活中很多事情都是这样,单用不同的方法来处理问题,总是有优点也有缺点,最完美的方法是,结合各个方法的优点,才能最好的解决问题!
(二)实现流程
a.私有化构造方法,使用private关键字修饰;
b.提供本类类型的引用指向本类的对象,并使用private static关键字修饰;
c.提供公有的get方法负责将上述对象返回出去,使用static关键字修饰;
static关键字(重点)
4.1 基本概念
通常情况下成员变量隶属于对象层级,每创建一个对象就会拥有一份独立的成员变量信息,若所有对象的某个成员变量数值都一样还单独存储,则会造成内存空间的浪费。
为了解决上述问题,可以使用static关键字修饰成员变量表达静态的含义,表示将成员变量由对象层级提升到类层级被所有对象共享,与是否创建对象无关。
static关键字还可以修饰成员方法,建议使用类名.的方式访问。
4.2 使用方式
(1)非静态成员方法中既能访问非静态的成员也能访问静态的成员;
(成员:成员变量 + 成员方法 静态的成员被所有对象共享,因此this也可以访问)
(2)静态成员方法中只能访问静态成员不能访问非静态成员;
(成员:成员变量 + 成员方法 调用静态方法时可能还没有创建对象)
(3)只有隶属于类层级被所有对象共享的内容才可以使用static关键字修饰;
(不能滥用static关键字)
构造块主要指在类体中直接使用{}括起来的语句块;
静态代码块主要指在类体中使用static{}括起来的语句块;
静态代码块 => 构造块 => 构造方法体
(4)结构型模式 - 装饰器模式、代理模式(要求理解)。
(二)SpringAOP采用了代理模式
行为型模式 - 模板方法模式、观察者模式(以后讲到)。
4.常用的查找算法(重点)
4.1 线性/顺序查找算法
(1)算法流程
a.使用目标元素与样本数列中的第一个元素起依次比较是否相等;
b.若目标元素与样本数列中元素相等,则表示查找成功;
c.若目标元素与所有元素比较完毕也不相等,则表示查找失败;
4.2 二分/折半查找算法
(1)算法流程
a.样本数列从小到大有序排列;
b.使用目标
补充:递归与递推
1.递归:在当前方法体中调用当前方法自身的形式。
2.使用方式
a.使用递归必须明确退出条件和递归的规律;
b.使用递归必须使得问题简单化而不是复杂化;
c.若递归影响到程序的执行效率,则使用递推替代之;
3.SpringAOP:面向切面编程,在AOP编程中随处可见适配器模式,而AOP采用代理技术实现(1.代理模式就是多一个代理类出来,替原对象进行一些操作;
2.代理模式的应用场景:
如果已有的方法在使用的时候需要对原有的方法进行改进,此时有两种办法:
1、修改原有的方法来适应。这样违反了“对扩展开放,对修改关闭”的原则。
2、就是采用一个代理类调用原有的方法,且对产生的结果进行控制。这种方法就是代理模式。
使用代理模式,可以将功能划分的更加清晰,有助于后期维护!
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4.Spring有哪几种注入方式:构造器注入,接口注入,Setter注入(常用)。
5.Spring中常用的几种advice(Advice都是通过Interceptor来实现的):BeforeAdvice(前织入),AfterAdvice(后织入:一个After advice可以访问返回值(但不能进行修改),被调用方法,方法参数以及目标对象。),ArroundAdvice(前后织入:类似一个拦截器链,这个拦截器链的中心就是被拦截的方法),ThrowAdvice(异常织入: 是一个空接口,起标识作用)