Spring 面试

你对Spring的理解？

Spring是一个轻量级的容器框架，最主要的特点就是IOC和AOP。

• IOC：指的是控制反转，IOC容器负责实例化、定位、配置应用程序中的对象及建立这些对象间的依赖。我们将控制权交由Spring容器统一进行管理，从而实现松耦合。
• AOP：是一个面向切面的编程，对代码某些类似的方面做一个切割，在不改变原有代码情况下进行一个增强功能的操作，一搬使用的就是用jdk或者cglib动态代理方式实现，通常用来做日志，权限控制，事务等，像事务这种的话，一般使用注解的方式，因为比较简单。

什么是IOC？Spring IOC怎么管理Bean之间的依赖关系，怎么避免循环依赖？

• IOC（Inversion of Control，控制反转）是指将对象的创建和管理控制权从应用程序代码转移到容器中，由容器负责对象的创建、初始化和管理。在Spring中，IOC容器负责创建和管理Bean（应用程序中的对象）。
• Spring IOC通过依赖注入（Dependency Injection，DI）来管理Bean之间的依赖关系，主要有以下几种方式：
  • 构造函数注入：通过Bean的构造函数注入依赖对象，在配置文件或使用注解时指定构造函数的参数。
  • Setter方法注入：通过Bean的Setter方法注入依赖对象，Spring容器在创建Bean后调用Setter方法设置依赖。
  • 接口注入：较少使用，Bean实现特定接口，接口中定义设置依赖对象的方法。
    避免循环依赖：
• Spring通过三级缓存机制来解决大部分的循环依赖问题。在创建Bean时，先将Bean的早期引用（未完全初始化的Bean）放入一级缓存（singletonObjects）中，当需要依赖其他Bean时，从缓存中查找。如果在创建过程中发现循环依赖，对于单例Bean，Spring利用二级缓存（earlySingletonObjects）存储早期引用，通过三级缓存（singletonFactories）生成代理对象或提前暴露Bean的引用，来打破循环。
• 对于基于构造函数的循环依赖，Spring无法自动解决，可通过使用@Lazy注解实现延迟加载，或者调整设计来避免。

讲讲静态代理模式的优点及其瓶颈？

• 优点
  • 职责清晰：代理类和目标类的职责明确，代理类专注于增强功能（如权限校验、日志记录等），目标类专注于核心业务逻辑，使代码结构更清晰，便于维护。
  • 扩展性好：如果需要对目标类的功能进行增强，只需修改代理类，无需改动目标类，符合开闭原则。例如，为一个文件读取类添加日志记录功能，通过静态代理，在代理类中记录日志，不影响原文件读取类的代码。
  • 保护目标对象：代理类可以控制对目标类的访问，在某些情况下，防止外部直接访问目标类，起到一定的保护作用。
• 瓶颈
  • 代理类过多：当有多个目标类需要代理时，需要编写大量的代理类，导致代码量增加，开发和维护成本上升。例如，项目中有10个不同的业务类都需要添加权限校验功能，就需要编写10个对应的代理类。
  • 缺乏灵活性：静态代理类在编译时就已经确定了代理的目标类，运行时不能动态改变。如果业务需求发生变化，需要代理其他目标类，就需要重新编写代理类。

对Java接口代理模式的实现原理的理解是什么？

• 目标类和代理类实现同一个接口，这保证了代理类和目标类具有相同的行为定义。例如，定义一个UserService接口，包含login和register等方法，目标类UserServiceImpl实现该接口完成具体业务逻辑，代理类UserServiceProxy也实现该接口。
• 代理类持有目标类的引用，在代理类的方法中，先执行一些增强逻辑（如权限检查、日志记录等），然后通过目标类的引用调用目标类的方法来执行实际业务逻辑，最后还可以执行一些后续增强逻辑（如资源清理等）。例如，在UserServiceProxy的login方法中，先记录用户登录日志，然后调用UserServiceImpl的login方法进行登录验证，登录成功后记录登录结果日志。

如何使用Java反射实现动态代理？

Java反射实现动态代理主要通过java.lang.reflect.Proxy类和InvocationHandler接口。

谈谈对Cglib类增强动态代理的实现方式？

• Cglib通过继承目标类来创建代理类，代理类是目标类的子类。
• 利用字节码处理框架（如ASM），在运行时动态生成代理类的字节码。
• 在代理类中，重写目标类的方法，在重写的方法中织入增强逻辑（如在方法调用前后添加日志记录、事务管理等代码），然后通过super关键字调用目标类的原方法，完成方法的执行。

什么是AOP？AOP的应用场景有哪些？

AOP（Aspect - Oriented Programming，面向切面编程）是一种编程范式，旨在将横切关注点（如日志记录、事务管理、权限控制、缓存管理等）从业务逻辑中分离出来，形成独立的切面（Aspect），然后在运行时将这些切面动态织入到目标对象的方法执行过程中。
应用场景：

• 日志记录：在方法执行前后自动记录日志，便于系统调试和监控。
• 事务管理：为业务方法自动添加事务控制，确保数据一致性和完整性。
• 权限控制：在方法调用前检查用户权限，防止非法访问。
• 性能监控：统计方法的执行时间，分析性能瓶颈。
• 缓存管理：在方法调用前后检查缓存，减少数据库访问。

讲解OOP与AOP的简单对比？

• 关注点不同：OOP（Object - Oriented Programming，面向对象编程）关注的是将业务逻辑封装成对象，通过对象之间的交互来完成业务功能，强调类、对象、继承、封装和多态等概念；AOP关注的是将横切关注点从业务逻辑中分离出来，以切面的形式对多个对象的共同行为进行统一管理。
• 解决的问题不同：OOP主要解决业务逻辑的模块化和可维护性问题；AOP主要解决在OOP中横切关注点的代码重复和分散问题，例如多个业务类都需要日志记录、事务管理等功能，在OOP中会导致这些代码在多个类中重复出现，而AOP可以将这些功能集中在切面中实现。
• 关系：AOP不是对OOP的替代，而是对OOP的补充和完善，两者结合可以更高效地构建复杂的软件系统。

讲解JDK动态代理和CGLIB代理原理以及区别？

• JDK动态代理原理：JDK动态代理基于Java反射机制，要求目标对象必须实现至少一个接口。代理类实现与目标对象相同的接口，在运行时通过Proxy.newProxyInstance方法动态生成代理类实例。当调用代理对象的方法时，实际调用的是InvocationHandler的invoke方法，在该方法中通过反射调用目标对象的实际方法，并可在前后添加增强逻辑。
• CGLIB代理原理：CGLIB通过继承目标类来创建代理类，使用字节码处理框架（如ASM）在运行时动态生成代理类的字节码。代理类重写目标类的方法，在重写的方法中织入增强逻辑，然后通过super关键字调用目标类的原方法。
• 区别
  • 代理对象的创建条件：JDK动态代理要求目标对象实现接口；CGLIB代理不需要目标对象实现接口，可以直接代理类。
  • 性能：在创建代理对象时，JDK动态代理基于反射，创建速度相对较慢；CGLIB基于字节码生成，创建速度相对较快。在代理对象的方法调用时，JDK动态代理的反射调用开销相对较大，CGLIB的方法调用通过直接调用子类方法，开销较小。不过随着JVM的优化，两者在实际应用中的性能差异并不明显。
  • 应用场景：如果目标对象实现了接口，优先使用JDK动态代理；如果目标对象没有实现接口，或者为了避免创建接口带来的额外复杂性，可使用CGLIB代理。

BeanFactory和FactoryBean有什么区别，BeanFactory和ApplicationContext又有什么不同？

• BeanFactory和FactoryBean的区别
  • 概念不同：BeanFactory是Spring容器的顶层接口，提供了基本的Bean管理和获取功能，是Spring IOC容器的基础；FactoryBean是一个接口，实现该接口的类用于创建其他Bean，是一个工厂Bean。
  • 作用不同：BeanFactory用于管理和获取普通Bean实例；FactoryBean用于创建特定类型的Bean实例，通过FactoryBean创建的Bean不是FactoryBean本身，而是其getObject方法返回的对象。若要获取FactoryBean本身，需在Bean名称前加&符号。
• BeanFactory和ApplicationContext的区别
  • 功能丰富度：ApplicationContext继承自BeanFactory，除具备BeanFactory的基本功能外，还提供了更多功能，如国际化支持、事件发布机制、资源加载等。
  • 初始化方式：BeanFactory采用延迟加载，只有在获取Bean时才创建和初始化Bean；ApplicationContext在启动时会预加载所有单例Bean，可在系统启动时发现配置错误。
  • 应用场景：BeanFactory适用于资源有限、对性能要求较高且不需要太多扩展功能的场景；ApplicationContext适用于大多数企业级应用开发，提供更丰富的功能和便捷的开发体验。

谈谈Spring Bean创建过程中的设计模式？

• 工厂模式：Spring IOC容器是一个大型工厂，负责创建和管理Bean。通过配置信息（如XML配置文件或注解），Spring容器根据不同的Bean定义创建相应的Bean实例，就像工厂按照不同的生产要求制造产品。
• 单例模式：Spring容器默认创建的Bean是单例的，在整个应用中，一个Bean定义只会创建一个实例。Spring通过内部的单例注册表（如ConcurrentHashMap）来存储和管理单例Bean，确保在多线程环境下正确创建和获取单例Bean，避免重复创建，节省资源。
• 策略模式：在Bean的创建过程中，针对不同类型的Bean（如普通Bean、FactoryBean等），采用不同的创建策略。普通Bean通过反射调用构造函数创建，FactoryBean通过调用其getObject方法创建，体现了策略模式中针对不同情况采用不同算法或策略的思想。
• 观察者模式：ApplicationContext中的事件发布机制运用了观察者模式。当Bean创建完成、销毁等事件发生时，ApplicationContext会发布相应事件，实现了ApplicationListener接口的监听器会收到通知并进行处理，实现了对象之间的解耦和事件驱动的编程模型。