一、Spring框架的特性
- IOC和DI支持:Spring 的核⼼就是⼀个⼤的⼯⼚容器,可以维护所有对象的创建和依赖关系,Spring ⼯⼚⽤于⽣成Bean,并且管理 Bean 的⽣命周期,实现⾼内聚低耦合的设计理念。
- AOP编程支持:方便实现对程序进行权限拦截、运行监控等切面功能
- 声明式事务支持:加@Transactional注解,方法执行时自动开启/提交/回滚事务。
- 快捷测试支持:Spring 提供了 Spring TestContext Framework,方便做单元测试/集成测试。可以直接在测试里加载 Spring 容器,注入 Bean。
- 快速集成功能:指的是 Spring Boot 提供的一套 Starter 机制。通过一个依赖 + 配置文件,就能自动接入常见的第三方框架,省去大量手写配置。
- 复杂API模板封装:链式
二、Spring框架由哪些部分组成
- Spring Container(核心容器)
- Spring Core:提供 IoC、依赖注入(DI)的底层功能。
- Spring Beans:BeanFactory、ApplicationContext,负责 Bean 的生命周期和管理。
- Spring Context:更高级的 IoC 容器,支持国际化、事件传播、资源加载
- Spring Expression Language (SpEL):支持在配置文件和注解里写表达式,比如
#{user.age}
、${db.url}
。
- AOP:@Transactional、AOP 日志切面。
- Data Access/Integration:
JdbcTemplate
简化原始 JDBC API。整合 Hibernate、MyBatis、JPA 等。提供声明式事务和编程式事务。 - Spring Web:Spring MVC,最常用的 Web 框架,基于 Servlet,支持 RESTful API。
- Test:
-
提供对 JUnit、TestNG 的集成。
-
提供 Spring TestContext Framework,可以在测试中直接注入 Bean。
-
支持 MockMvc 模拟 Web 请求测试。
-
三、Spring中常用注解
1. Web
① @ Controller
@RestController = @Controller + @ResponseBody
Java里的返回值 = 逻辑视图名,如“home”,再交给模板引擎渲染成完整的HTML页面(如 templates/home.html
),最后返回给浏览器。
若你用@Controller,加了@ResponseBody,返回值就直接写到响应体,不会再走试图解析器,跟@RestController 的作用一样。
② RequestMapping
这是请求映射注解,用来把HTTP请求映射到控制器方法或类。包括类级别和方法级别。
@Controller
// 类级别 @RequestMapping("/users") public class UserController {// 方法级别@RequestMapping("/list")public String listUsers() {return "userList"; // 返回页面} }
// 请求/users/list
会映射到listUsers()
。
// 类上的@RequestMapping
作为 前缀,方法上的作为 后缀。
1) 指定请求方法:
2) 指定参数条件
// 只有带 ?role=admin 的请求才会匹配。 @RequestMapping(value="/search", params="role=admin") public String searchAdmins() { ... }
3) 指定请求头
@RequestMapping(value="/json", headers="Content-Type=application/json") public String handleJson() { ... }
③ ReponseBody
把方法返回值直接写到 HTTP 响应体里(JSON、字符串等),而不是解析为视图。
④ @RequestBody
把 请求体 JSON/XML 自动反序列化为 Java 对象。
// 请求 {"name": "Alice","password": "123456" }@PostMapping("/login") public String login(@RequestBody User user) {return "用户 " + user.getName() + " 登录成功"; }
⑤ @PathVariable
把 URL 路径参数绑定到方法参数。
@GetMapping("/users/{id}") public String getUserById(@PathVariable("id") int userId) {return "查询用户ID: " + userId; }
2、容器
① Component
通用的组件标识,告诉Spring这是一个需要被容器管理的类。Spring启动时会扫描并注册到容器里。(自己写的业务类)
② Service
业务逻辑层组件,语义化的@Component,功能和它一样,区别在于职责标识。
③ Repository
数据访问层组件(DAO),通常操作数据库。它会额外提供 数据访问异常转换 功能。
@Repository public class UserDao {public void save(User user) {// JDBC 操作throw new SQLException("主键重复");} }
Spring 会拦截,把 SQLException
转换为 DuplicateKeyException
(继承自 DataAccessException
)。
你在上层 service 里就统一 catch DataAccessException
就行了。
④ Autowired
自动注入依赖(按照类型注入)。
⑤ Qualifier
当一个接口有多个实现类时,用来指定具体注入哪一个。
public interface Payment {void pay(); }@Component("aliPay") class AliPay implements Payment {public void pay() { System.out.println("支付宝支付"); } }@Component("wechatPay") class WechatPay implements Payment {public void pay() { System.out.println("微信支付"); } }@Service class PayService {@Autowired@Qualifier("aliPay") // 指定用支付宝private Payment payment;public void doPay() {payment.pay();} }
⑥ Configuration
<bean id="appName" class="java.lang.String"><constructor-arg value="MySpringApp"/> </bean>@Component public class AppConfig {@Beanpublic String appName() {return "MySpringApp";} }
若是第三方类,不是你自己的写的,需要往容器里加。如果用@Component也能运行,但Spring不会做CGLIB代理,每次调用appName()都会执行一次方法,可能得到多个不同的实例。但@Configuration会被CGLIB代码,保证@Bean方法返回的都是单例Bean。——如果很多第三方类(数据库连接池、消息队列客户端等)都很重,如果每次都重新new,会造成资源浪费、状态丢失(有些对象需要维护上下文、缓存)。所以Spting希望通过容器来统一管理这些第三方对象,保证它们是单例且可控。
⑦ Value
注入外部配置(application.properties / yml)里的值。
@Service public class ConfigService {@Value("${server.port}")private int port;public void printPort() {System.out.println("服务端口: " + port);} }
⑧ Bean
告诉 Spring 容器要手动注册一个 bean(方法的返回值会交给 Spring 管理)。
⑨ Scope
作用:定义 Bean 的作用域。常见的有:
-
singleton
(默认,单例) -
prototype
(每次 new 一个新的) -
request
(一次 HTTP 请求一个实例) -
session
(一次会话一个实例)
@Component @Scope("prototype") public class PrototypeBean {public PrototypeBean() {System.out.println("新建 PrototypeBean 实例");} }
3、AOP
(1) @Aspect:声明是一个切面类,切面里定义的就是要织入的横切逻辑(入日志、事务、权限等)
① PointCut:定义一个切点,也就是拦截规则。execution(访问修饰符 返回类型 包名.类名.方法名(参数))
② @After:在目标方法执行 之后 执行(无论是否抛异常)。
③ @Before:在目标方法执行 之前 执行。
④ @Around:环绕增强,可以在方法前后都插入逻辑,还能决定方法是否执行。
@Aspect @Component public class LogAspect {// 定义切点:匹配 service 包下所有方法@Pointcut("execution(* com.example.service.*.*(..))")public void serviceMethods() {}@Before("serviceMethods()")public void logBefore(JoinPoint joinPoint) {System.out.println("前置日志: " + joinPoint.getSignature().getName());}@After("serviceMethods()")public void logAfter(JoinPoint joinPoint) {System.out.println("后置日志: " + joinPoint.getSignature().getName());}@Around("serviceMethods()")public Object logAround(ProceedingJoinPoint pjp) throws Throwable {System.out.println("环绕前: " + pjp.getSignature().getName());Object result = pjp.proceed();System.out.println("环绕后: " + pjp.getSignature().getName());return result;} }
4、事务
@Transactinal
// 1.基本用法
@Service public class UserService {@Autowiredprivate UserRepository userRepository;@Transactionalpublic void createUser(String name) {userRepository.save(new User(name));// 模拟异常
//如果name = "error"
,抛异常,事务会回滚,用户不会被插入数据库。if ("error".equals(name)) {throw new RuntimeException("模拟异常");}} }
//1.作用在类上 @Service @Transactional public class OrderService {public void createOrder() {// 所有 public 方法自动开启事务} }//2. 指定异常回滚 @Transactional(rollbackFor = Exception.class) public void updateData() {// 即使抛 IOException 也会回滚 }@Transactional(noRollbackFor = ArithmeticException.class) public void calc() {int x = 1 / 0; // 抛异常,但不回滚 }//3.事务的隔离级别 //READ_COMMITTED——读可提交 // REPEATABLE_READ——可重复读(MySQL 默认) // SERIALIZABLE——串行化 @Transactional(isolation = Isolation.SERIALIZABLE) public void serializableTx() {// 严格的事务隔离 }
事务并发可能出现的问题:
- 脏读:事务A读到了事务B还没提交的数据
- 不可重复读:事务A在两次查询中,事务B修改了数据,导致结果不一致
- 幻读:事务A查询某个范围的数据,事务B插入了新数据,事务A再查时发现多了行
SQL标准的四种隔离级别:
- READ UNCOMMITTED(读未提交):事务可以读到其他事务未提交的数据。会导致脏读、不可重复读、幻读
- READ COMMITTED(读已提交):只能读到已提交的数据。解决了脏读,可能出现后面两个。这是Oracle默认隔离级别
- EPEATABLE READ(可重复读):在同一事务内,多次读取同一行结果一致。解决了前两个,可能出现幻读。(mysql innoDB的默认隔离级别)
- SERIALIZABLE(串行化):所有事务串行执行,像排队一样。解决了三个。但性能最差。 (对数据一致性要求极高的情况,如银行转账)
四、Spring中用了哪些设计模式?
1. 工厂模式
传统方式是自己new对象,但在Spring是一个大工厂,用来生产和管理对象Bean。
//手动写代码拿bean public class Test {public static void main(String[] args) {ApplicationContext ctx = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);OrderService orderService = ctx.getBean(OrderService.class);orderService.placeOrder();} }//自动(推荐),容器在启动时完成依赖注入,相当于Spring自动帮你调用了getBean() @Service public class OrderService {@Autowiredprivate UserService userService;public void placeOrder() {userService.sayHello();} }
2. 代理模式
Spring AOP的核心是动态代理(JDK Proxy或CGLIB)。若没有代理的话,一个方法没有事务控制,也没有额外逻辑。引入代理的思想,就是在不改变目标类的前提下,为它“加功能”。如下所示,OrderService是目标类,Spring在启动时会生成一个代理类。于是,你注入的其实是代理对象,而不是自己new 的OrderService。
@Service public class OrderService {@Transactionalpublic void createOrder() {System.out.println("创建订单");} }// 伪代码演示: class OrderServiceProxy extends OrderService {@Overridepublic void createOrder() {// 事务开始try {super.createOrder(); // 调用目标方法// 提交事务} catch (Exception e) {// 回滚事务}} }
// 执行时的实际流程:
// 1. 调用的是代理对象的createOrder()
// 2. 代理对象会:开启事务-->执行真正的createOrder()-->成功则提交事务-->失败则回滚事务
JDK Proxy vs CGLIB,Spring使用这两种动态代理机制:
1、JDK动态代理:JDK自带的Proxy,只能给接口生成代理类。代理类实现了统一接口,然后把调用转发给目标对象。
// 接口
public interface UserService {
void sayHello();
}// 实现类
public class UserServiceImpl implements UserService {
public void sayHello() {
System.out.println("Hello User");
}
}2、CGLIB动态代理:用字节码技术,直接生成目标类的子类,然后覆盖方法。
class UserService$$Proxy extends UserService { // 继承目标类
@Override
public void sayHello() {
// 代理逻辑
System.out.println("事务开始");
super.sayHello(); // 调用父类方法
System.out.println("事务提交");
}
}3、 Spring为什么要区分
如果目标类有接口,Spring 默认走 JDK Proxy,因为更轻量、JDK 自带。
如果目标类没有接口,Spring 自动退回到 CGLIB,保证依然能代理。
3. 单例模式
Spring Bena默认作用域是单例,容器中一个Bean只有一个实例。也就是如果反复注入一个类,得到的是一个对象。
4. 模板模式
Spring提供了很多模板类,比如 JdbcTemplate、RestTemplate,把公共流程固定下来,query()
固定了 获取连接 → 执行 SQL → 释放资源 的流程,具体怎么封装结果集由你提供。
JdbcTemplate jdbcTemplate = new JdbcTemplate(dataSource); List<User> users = jdbcTemplate.query("SELECT * FROM user",(rs, rowNum) -> new User(rs.getInt("id"), rs.getString("name")));
5. 观察者模式
// 自定义事件 public class UserRegisterEvent extends ApplicationEvent {
// 说明这是一个可以被Spring容器识别、发布和监听的事件类型public UserRegisterEvent(Object source) { super(source); } }// 事件发布 @Component public class UserService {@Autowiredprivate ApplicationEventPublisher publisher;public void registerUser() {System.out.println("用户注册");publisher.publishEvent(new UserRegisterEvent(this));} }// 事件监听 @Component public class EmailListener {@EventListenerpublic void onUserRegister(UserRegisterEvent event) {System.out.println("发送注册成功邮件");} }
这里会先自定义事件类,继承自ApplicationEvent。然后用户服务类注入ApplicationEventPublisher(这是Spring提供的事件发布器),当执行了registerUser方法时,会调用publisher.publishEvent(new UserRegisterEvent(this))
,发布一个用户注册事件。ApplicationEventPublisher
接收到事件后,会把事件分发给所有感兴趣的监听器。当外部如果userService.registerUser()时,Spring会自动调用这个监听的方法。
6. 适配器模式
适配器模式是把一个接口转换成另一个接口,让原本不兼容的类可以一起工作(类比插头转换器)。如果在Spring MVC 场景里,DispatcherServlet收到请求后会找到对应的 Controller,执行 Controller,返回结果。但Controller有很多种写法,如常见的 @Controller
+ @RequestMapping、实现了
HttpRequestHandler
接口的 Controller或更老式的Controller。这时就引入一个HandlerAdapter。
-
每种 Controller 对应一个 HandlerAdapter。
-
DispatcherServlet 不直接调用 Controller,而是通过 HandlerAdapter 来执行。
-
这样 DispatcherServlet 就只管“调适配器”,不用关心 Controller 的具体类型。
7. 策略模式
Spring中有一个Resource接口,它的不同实现类,会根据不同的策略去访问资源。
IOC
5、说一说什么是IOC?什么是DI?
Java是一个面向对象的语言,我们在代码里就是创建对象和对象的依赖。IOC是控制反转的思想,就是由容器来负责控制对象的生命周期和对象间的关系。引入IOC之后控制对象生命周期的不再是引用它的对象,而是容器。
DI(依赖注入),指的是容器在实例化对象的时候把它依赖的类注入给它。所以我理解的是IOC是思想,DI是实现。
那使用IOC的最主要的目的就是为了让对象间不再过度耦合,写代码的时候可以专注于业务,而不是复杂的对象的生命周期的管理和依赖。
6、简单说一下Spring IOC 的实现机制
Spring启动时会读取配置文件/注解,生成一堆BeanDefinition 对象,可能包含beanName、beanClass、scope、lazy-init(懒加载,意思是容器启动的时候先不实例化,等到要用的时候再实例化?),这个BeanDefinition 本身 不是 UserService 实例,而是 UserService 的“说明书”。
@Component public class UserService { }public static void main(String[] args) {ApplicationContext ctx = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);// 容器启动时,UserService 单例 Bean 已经被 getBean() 过了 }
如果是设置了@Lazy或prototype作用域,容器启动时不会创建,只有在你第一次显式调用getBean时才会触发创建。在业务代码里,一般会通过@Autowired(后台自动调用getBean())来注入对象,即若Spring在实例化一个Bean时,若它依赖了其他Bean,容器会自动调用getBean(“userDao”)来拿到依赖的对象。
若是第一次getBean,先查singletonObjects,若没有的话会doCreateBean()进行实例化对象,然后通过反射填充属性,放入singletonObjects。若是第二次getBean,就直接从singletonObjects HashMap取对象。
@Service public class UserService {@Autowiredprivate UserDao userDao;
private String name;
public void doSomething() {userDao.query();} }@Repository public class UserDao {public void query() {System.out.println("UserDao 查询数据库...");} }
//从上面可以看出,UserService依赖UserDao,
//那么后台是怎么通过@Autowired注解就把这个类注入进来的呢?
// ====================== 容器启动 ====================== // 1. 扫描到 UserService、UserDao BeanDefinition userServiceDef = new BeanDefinition(UserService.class); BeanDefinition userDaoDef = new BeanDefinition(UserDao.class);// 放到 beanDefinitionMap beanDefinitionMap.put("userService", userServiceDef); beanDefinitionMap.put("userDao", userDaoDef);// ====================== 第一次 getBean(UserService) ====================== public Object getBean(String name) {// 2. 查缓存 → 没有Object bean = singletonObjects.get(name);if (bean != null) return bean;// 3. 没有 → 创建 Beanreturn doCreateBean(beanDefinitionMap.get(name)); }private Object doCreateBean(BeanDefinition def) {// 4. 用反射创建对象Object bean = def.getBeanClass().newInstance(); // 相当于 new UserService()// 5. 填充属性(依赖注入)
// 取出UserService中的字段对象:userDao和namefor (Field field : def.getBeanClass().getDeclaredFields()) {
// 只对有autowired注解的字段处理if (field.isAnnotationPresent(Autowired.class)) {// 找到依赖 UserDaoObject dependency = getBean("userDao"); // 递归调用 getBean// 暴力破解Java的访问检查(private),让反射能操作私有字段field.setAccessible(true);
// 相当于userService.userDao = userDao;field.set(bean, dependency); }}// 6. 放进单例池singletonObjects.put(def.getBeanName(), bean);return bean; }//最终效果:业务代码 userService.doSomething();//实际运行 // userService 内部的 userDao 已经被 Spring 注入好了 userService.userDao.query();//输出 UserDao 查询数据库...
7、说说BeanFactory和ApplicantContext
BeanFacotory时Spring最基础的 IOC 容器,负责创建和管理Bean。它的做法跟上面讲的做法是一样的。特点是启动时只保存Bean的定义信息,只有当第一次getBean的时候,采用反射去创建对象,创建好后放到单例池,下次再用就直接拿。
ApplicantContext是BeanFactory的子接口,功能更完整,是企业级容器。在启动时就会把所有单例Bean创建好(除非标了@Lazy),除了IOC,还提供很多高级功能,如国际化、事件机制,与AOP、事务等框架集成。
8、你知道Spring容器启动阶段会干什么吗
① 加载配置
可能是XML、注解等,Spring会读取这些配置,把Bean的信息(类名、作用域、以来等)保存成BeanDefinition。放在一个beanDefinitionMap里。
② 注册beanDefinition
把所有解析到的beanDefinition放到容器的注册表(DefaultListableBeanFactory)里,这一步只保存“描述信息”,还没真正创建对象。
③ BeanFactoryPostProcessor执行
在实例化 Bean 之前,Spring 会先执行 BeanFactoryPostProcessor,允许修改 BeanDefinition。比如替换属性值、动态修改配置。(如<property name="url" value="${db.url}" />)
<bean id="userService" class="com.example.UserService"><property name="name" value="默认名字"/> </bean>import org.springframework.beans.BeansException; import org.springframework.beans.factory.config.BeanDefinition; import org.springframework.beans.factory.config.BeanFactoryPostProcessor; import org.springframework.beans.factory.config.ConfigurableListableBeanFactory; import org.springframework.stereotype.Component;@Component public class MyBeanFactoryPostProcessor implements BeanFactoryPostProcessor {@Overridepublic void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException {// 1. 拿到 BeanDefinitionBeanDefinition bd = beanFactory.getBeanDefinition("userService");// 2. 修改属性值(替换原来 XML 里的 "默认名字")bd.getPropertyValues().add("name", "张三");// 3. 也可以改 scope(默认 singleton)bd.setScope(BeanDefinition.SCOPE_PROTOTYPE);// 4. 甚至可以换掉实现类// bd.setBeanClassName("com.example.AnotherUserService");} }
④ BeanPostProcessor注册
-
实例化(newInstance) → 得到一个空对象。
-
依赖注入(populateBean) → 给对象的字段/属性赋值,比如注入
UserDao
。 -
调用 BeanPostProcessor.beforeInitialization() → 初始化前处理。
-
执行初始化方法 →
@PostConstruct
、afterPropertiesSet()
。 -
调用 BeanPostProcessor.afterInitialization() → 初始化后处理(比如 AOP 代理)。
⑤ 实例化单例Bean(非懒加载的)
ApplicationContext 默认会在启动时创建所有单例 Bean。
⑥ 发布刷新完成事件:
-
当所有 Bean 都准备好,Spring 会发一个
ContextRefreshedEvent
。 -
这时候你写的监听器就可以收到通知。
9、说一下Spring Bean的生命周期
基本容器BeanFacotory和扩展容器ApplicationContext的实例化实际不一样。前者是延迟初始化的方式,只有在第一次getBean的时候,才会实例化Bean。后者启动后会实例化所有的Bean定义。
UserService userService = context.getBean(UserService.class);
在你能用到 userService
之前,Spring 已经帮它走完了以下所有步骤。
- 容器启动,加载配置
- 在Bean实例化之前,对BeanDefinition做修改
- 实例化:Spring通过反射调用构造方法创建Bean对象,创建出Bean空壳对象
- 属性赋值:Spring根据BeanDefinition里的PropetyValues,把依赖注入到对象里。
- 初始化:1)调用Aware接口(容器把自己的信息告诉Bean);2)BeanPostProcessor前置处理,注入依赖;3)执行初始化方法(由开发者定义);4)BeanPostProcessor后置处理(常用于AOP),把Bean包装成代理对象返回。
- 使用中:context.getBean("xxx")得到的就是最终的Bean(可能是代理对象)
- 销毁:调用
DisposableBean.destroy()、
调用配置的destroy-method
。
10、Bean定义和依赖定义有哪些方式
① 直接编码(最底层)
平常很少写,但Spring内部就是用这种API来实现的。
DefaultListableBeanFactory factory = new DefaultListableBeanFactory(); RootBeanDefinition beanDefinition = new RootBeanDefinition(UserService.class); beanDefinition.getPropertyValues().add("name", "张三");// 注册 BeanDefinition factory.registerBeanDefinition("userService", beanDefinition);// 获取 Bean UserService userService = (UserService) factory.getBean("userService");
② 配置文件方式
传统方式,主要是XML配置或propterties文件。Spring 启动时会解析配置文件,转成 BeanDefinition。
③ 注解方式(最常用)
在类和字段上加注解,Spring 会扫描并注册到容器里。
参考:
[1] 沉默王二公众号