面臨挑戰：2020最新Spring面試題詳解（上）

前言

Spring 框架核心組件之一是 IOC，IOC主要負責管理 Bean 的創建和 Bean 之間的依賴注入；在一般的專案實踐中我們只需要一個 IOC 容器來管理所有的 Bean 就可以了，但是這不是必然的，在 Spring MVC 框架中就是用了兩級 IOC 容器來更好的管理業務 Bean 與Controller Bean；另外使用級聯容器我們可以實作子 IOC 容器共享父容器的 Bean，并且可以達到各個子IOC容器的 Bean 相互隔離，

正文

什么是spring?

Spring是一個輕量級Java開發框架，最早有Rod Johnson創建，目的是為了解決企業級應用開發的業務邏輯層和其他各層的耦合問題，它是一個分層的JavaSE/JavaEE full-stack（一站式）輕量級開源框架，為開發Java應用程式提供全面的基礎架構支持，Spring負責基礎架構，因此Java開發者可以專注于應用程式的開發，

Spring最根本的使命是解決企業級應用開發的復雜性，即簡化Java開發，

Spring可以做很多事情，它為企業級開發提供給了豐富的功能，但是這些功能的底層都依賴于它的兩個核心特性，也就是依賴注入（dependency injection，DI）和面向切面編程（aspect-oriented programming，AOP），

為了降低Java開發的復雜性，Spring采取了以下4種關鍵策略

基于POJO的輕量級和最小侵入性編程；
通過依賴注入和面向介面實作松耦合；
基于切面和慣例進行宣告式編程；
通過切面和模板減少樣板式代碼，
Spring框架的設計目標，設計理念，和核心是什么

Spring設計目標：Spring為開發者提供一個一站式輕量級應用開發平臺；

Spring設計理念：在JavaEE開發中，支持POJO和JavaBean開發方式，使應用面向介面開發，充分支持OO（面向物件）設計方法；Spring通過IoC容器實作物件耦合關系的管理，并實作依賴反轉，將物件之間的依賴關系交給IoC容器，實作解耦；

Spring框架的核心：IoC容器和AOP模塊，通過IoC容器管理POJO物件以及他們之間的耦合關系；通過AOP以動態非侵入的方式增強服務，

IoC讓相互協作的組件保持松散的耦合，而AOP編程允許你把遍布于應用各層的功能分離出來形成可重用的功能組件，

Spring的優缺點是什么？

優點

方便解耦，簡化開發

Spring就是一個大工廠，可以將所有物件的創建和依賴關系的維護，交給Spring管理，

AOP編程的支持

Spring提供面向切面編程，可以方便的實作對程式進行權限攔截、運行監控等功能，

宣告式事務的支持

只需要通過配置就可以完成對事務的管理，而無需手動編程，

方便程式的測驗

Spring對Junit4支持，可以通過注解方便的測驗Spring程式，

方便集成各種優秀框架

Spring不排斥各種優秀的開源框架，其內部提供了對各種優秀框架的直接支持（如：Struts、Hibernate、MyBatis等），

降低JavaEE API的使用難度

Spring對JavaEE開發中非常難用的一些API（JDBC、JavaMail、遠程呼叫等），都提供了封裝，使這些API應用難度大大降低，

缺點

Spring明明一個很輕量級的框架，卻給人感覺大而全
Spring依賴反射，反射影響性能
使用門檻升高，入門Spring需要較長時間

Spring有哪些應用場景

應用場景：JavaEE企業應用開發，包括SSH、SSM等

Spring價值：

Spring是非侵入式的框架，目標是使應用程式代碼對框架依賴最小化；
Spring提供一個一致的編程模型，使應用直接使用POJO開發，與運行環境隔離開來；
Spring推動應用設計風格向面向物件和面向介面開發轉變，提高了代碼的重用性和可測驗性；

Spring由哪些模塊組成？

Spring 總共大約有 20 個模塊， 由 1300 多個不同的檔案構成， 而這些組件被分別整合在核心容器（Core Container） 、 AOP（Aspect Oriented Programming）和設備支持（Instrmentation） 、資料訪問與集成（Data Access/Integeration） 、 Web、 訊息（Messaging） 、 Test等 6 個模塊中， 以下是 Spring 5 的模塊結構圖：

• spring core：提供了框架的基本組成部分，包括控制反轉（Inversion of
  Control，IOC）和依賴注入（Dependency Injection，DI）功能，
• spring beans：提供了BeanFactory，是工廠模式的一個經典實作，Spring將管理物件稱為Bean，
• spring context：構建于 core 封裝包基礎上的 context 封裝包，提供了一種框架式的物件訪問方法，
• spring jdbc：提供了一個JDBC的抽象層，消除了煩瑣的JDBC編碼和資料庫廠商特有的錯誤代碼決議， 用于簡化JDBC，
• spring aop：提供了面向切面的編程實作，讓你可以自定義攔截器、切點等，
• spring Web：提供了針對 Web 開發的集成特性，例如檔案上傳，利用 servlet listeners 進行 ioc
  容器初始化和針對 Web 的 ApplicationContext，
• spring test：主要為測驗提供支持的，支持使用JUnit或TestNG對Spring組件進行單元測驗和集成測驗，

Spring 框架中都用到了哪些設計模式？

工廠模式：BeanFactory就是簡單工廠模式的體現，用來創建物件的實體；單例模式：Bean默認為單例模式，代理模式：Spring的AOP功能用到了JDK的動態代理和CGLIB位元組碼生成技術；模板方法：用來解決代碼重復的問題，比如. RestTemplate, JmsTemplate, JpaTemplate，觀察者模式：定義物件鍵一種一對多的依賴關系，當一個物件的狀態發生改變時，所有依賴于它的物件都會得到通知被制動更新，如Spring中listener的實作–ApplicationListener，

詳細講解一下核心容器（spring context應用背景關系) 模塊

這是基本的Spring模塊，提供spring 框架的基礎功能，BeanFactory 是 任何以spring為基礎的應用的核心，Spring 框架建立在此模塊之上，它使Spring成為一個容器，

Bean 工廠是工廠模式的一個實作，提供了控制反轉功能，用來把應用的配置和依賴從真正的應用代碼中分離，最常用的就是org.springframework.beans.factory.xml.XmlBeanFactory ，它根據XML檔案中的定義加載beans，該容器從XML 檔案讀取配置元資料并用它去創建一個完全配置的系統或應用，

Spring框架中有哪些不同型別的事件

Spring 提供了以下5種標準的事件：

• 背景關系更新事件（ContextRefreshedEvent）：在呼叫ConfigurableApplicationContext
  介面中的refresh()方法時被觸發，
• 背景關系開始事件（ContextStartedEvent）：當容器呼叫ConfigurableApplicationContext的Start()方法開始/重新開始容器時觸發該事件，
• 背景關系停止事件（ContextStoppedEvent）：當容器呼叫ConfigurableApplicationContext的Stop()方法停止容器時觸發該事件，
• 背景關系關閉事件（ContextClosedEvent）：當ApplicationContext被關閉時觸發該事件，容器被關閉時，其管理的所有單例Bean都被銷毀，
• 請求處理事件（RequestHandledEvent）：在Web應用中，當一個http請求（request）結束觸發該事件，如果一個bean實作了ApplicationListener介面，當一個ApplicationEvent被發布以后，bean會自動被通知，
• Spring 應用程式有哪些不同組件？

Spring 應用一般有以下組件：

• 介面 - 定義功能，
• Bean 類 - 它包含屬性，setter 和 getter 方法，函式等，
• Bean 組態檔 - 包含類的資訊以及如何配置它們，
• Spring 面向切面編程（AOP） - 提供面向切面編程的功能，
• 用戶程式 - 它使用介面，

使用 Spring 有哪些方式？

使用 Spring 有以下方式：

• 作為一個成熟的 Spring Web 應用程式，
• 作為第三方 Web 框架，使用 Spring Frameworks 中間層，
• 作為企業級 Java Bean，它可以包裝現有的 POJO（Plain Old Java Objects），
• 用于遠程使用，

Spring控制反轉(IOC)（13）

什么是Spring IOC 容器？

控制反轉即IoC (Inversion of Control)，它把傳統上由程式代碼直接操控的物件的呼叫權交給容器，通過容器來實作物件組件的裝配和管理，所謂的“控制反轉”概念就是對組件物件控制權的轉移，從程式代碼本身轉移到了外部容器，

Spring IOC 負責創建物件，管理物件（通過依賴注入（DI），裝配物件，配置物件，并且管理這些物件的整個生命周期，

控制反轉(IoC)有什么作用

• 管理物件的創建和依賴關系的維護，物件的創建并不是一件簡單的事，在物件關系比較復雜時，如果依賴關系需要程式猿來維護的話，那是相當頭疼的
• 解耦，由容器去維護具體的物件
• 托管了類的產生程序，比如我們需要在類的產生程序中做一些處理，最直接的例子就是代理，如果有容器程式可以把這部分處理交給容器，應用程式則無需去關心類是如何完成代理的

IOC的優點是什么？

• IOC 或 依賴注入把應用的代碼量降到最低，
• 它使應用容易測驗，單元測驗不再需要單例和JNDI查找機制，
• 最小的代價和最小的侵入性使松散耦合得以實作，
• IOC容器支持加載服務時的餓漢式初始化和懶加載，

Spring IoC 的實作機制

Spring 中的 IoC 的實作原理就是工廠模式加反射機制，

示例：

interface Fruit {
   public abstract void eat();
 }
 
class Apple implements Fruit {
    public void eat(){
        System.out.println("Apple");
    }
}
 
class Orange implements Fruit {
    public void eat(){
        System.out.println("Orange");
    }
}
 
class Factory {
    public static Fruit getInstance(String ClassName) {
        Fruit f=null;
        try {
            f=(Fruit)Class.forName(ClassName).newInstance();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return f;
    }
}
 
class Client {
    public static void main(String[] a) {
        Fruit f=Factory.getInstance("io.github.dunwu.spring.Apple");
        if(f!=null){
            f.eat();
        }
    }
}

Spring 的 IoC支持哪些功能

Spring 的 IoC 設計支持以下功能：

• 依賴注入
• 依賴檢查
• 自動裝配
• 支持集合
• 指定初始化方法和銷毀方法
• 支持回呼某些方法（但是需要實作 Spring 介面，略有侵入）
  其中，最重要的就是依賴注入，從 XML 的配置上說，即 ref 標簽，對應 Spring RuntimeBeanReference 物件，
  對于 IoC 來說，最重要的就是容器，容器管理著 Bean 的生命周期，控制著 Bean 的依賴注入，

BeanFactory 和 ApplicationContext有什么區別？

BeanFactory和ApplicationContext是Spring的兩大核心介面，都可以當做Spring的容器，其中ApplicationContext是BeanFactory的子介面，

依賴關系

BeanFactory：是Spring里面最底層的介面，包含了各種Bean的定義，讀取bean配置檔案，管理bean的加載、實體化，控制bean的生命周期，維護bean之間的依賴關系，

ApplicationContext介面作為BeanFactory的派生，除了提供BeanFactory所具有的功能外，還提供了更完整的框架功能：

• 繼承MessageSource，因此支持國際化，
• 統一的資源檔案訪問方式，
• 提供在監聽器中注冊bean的事件，
• 同時加載多個組態檔，
• 載入多個（有繼承關系）背景關系 ，使得每一個背景關系都專注于一個特定的層次，比如應用的web層，

加載方式

BeanFactroy采用的是延遲加載形式來注入Bean的，即只有在使用到某個Bean時(呼叫getBean())，才對該Bean進行加載實體化，這樣，我們就不能發現一些存在的Spring的配置問題，如果Bean的某一個屬性沒有注入，BeanFacotry加載后，直至第一次使用呼叫getBean方法才會拋出例外，

ApplicationContext，它是在容器啟動時，一次性創建了所有的Bean，這樣，在容器啟動時，我們就可以發現Spring中存在的配置錯誤，這樣有利于檢查所依賴屬性是否注入， ApplicationContext啟動后預載入所有的單實體Bean，通過預載入單實體bean ,確保當你需要的時候，你就不用等待，因為它們已經創建好了，

相對于基本的BeanFactory，ApplicationContext 唯一的不足是占用記憶體空間，當應用程式配置Bean較多時，程式啟動較慢，

創建方式

BeanFactory通常以編程的方式被創建，ApplicationContext還能以宣告的方式創建，如使用ContextLoader，

注冊方式

BeanFactory和ApplicationContext都支持BeanPostProcessor、BeanFactoryPostProcessor的使用，但兩者之間的區別是：BeanFactory需要手動注冊，而ApplicationContext則是自動注冊，

Spring 如何設計容器的，BeanFactory和ApplicationContext的關系詳解

Spring 作者 Rod Johnson 設計了兩個介面用以表示容器，

• BeanFactory
• ApplicationContext

BeanFactory 簡單粗暴，可以理解為就是個 HashMap，Key 是 BeanName，Value 是 Bean 實體，通常只提供注冊（put），獲取（get）這兩個功能，我們可以稱之為 “低級容器”，

ApplicationContext 可以稱之為 “高級容器”，因為他比 BeanFactory 多了更多的功能，他繼承了多個介面，因此具備了更多的功能，例如資源的獲取，支持多種訊息（例如 JSP tag 的支持），對 BeanFactory 多了工具級別的支持等待，所以你看他的名字，已經不是 BeanFactory 之類的工廠了，而是 “應用背景關系”， 代表著整個大容器的所有功能，該介面定義了一個 refresh 方法，此方法是所有閱讀 Spring 原始碼的人的最熟悉的方法，用于重繪整個容器，即重新加載/重繪所有的 bean，

當然，除了這兩個大介面，還有其他的輔助介面，這里就不介紹他們了，

BeanFactory和ApplicationContext的關系

為了更直觀的展示 “低級容器” 和 “高級容器” 的關系，這里通過常用的 ClassPathXmlApplicationContext 類來展示整個容器的層級 UML 關系，

有點復雜？ 先不要慌，我來解釋一下，

最上面的是 BeanFactory，下面的 3 個綠色的，都是功能擴展介面，這里就不展開講，

看下面的隸屬 ApplicationContext 粉紅色的 “高級容器”，依賴著 “低級容器”，這里說的是依賴，不是繼承哦，他依賴著 “低級容器” 的 getBean 功能，而高級容器有更多的功能：支持不同的資訊源頭，可以訪問檔案資源，支持應用事件（Observer 模式），

通常用戶看到的就是 “高級容器”， 但 BeanFactory 也非常夠用啦！

左邊灰色區域的是 “低級容器”， 只負載加載 Bean，獲取 Bean，容器其他的高級功能是沒有的，例如上圖畫的 refresh 重繪 Bean 工廠所有配置，生命周期事件回呼等，

小結

說了這么多，不知道你有沒有理解Spring IoC？ 這里小結一下：IoC 在 Spring 里，只需要低級容器就可以實作，2 個步驟：

加載組態檔，決議成 BeanDefinition 放在 Map 里，
呼叫 getBean 的時候，從 BeanDefinition 所屬的 Map 里，拿出 Class 物件進行實體化，同時，如果有依賴關系，將遞回呼叫 getBean 方法 —— 完成依賴注入，
上面就是 Spring 低級容器（BeanFactory）的 IoC，

至于高級容器 ApplicationContext，他包含了低級容器的功能，當他執行 refresh 模板方法的時候，將重繪整個容器的 Bean，同時其作為高級容器，包含了太多的功能，一句話，他不僅僅是 IoC，他支持不同資訊源頭，支持 BeanFactory 工具類，支持層級容器，支持訪問檔案資源，支持事件發布通知，支持介面回呼等等，

題外

近段時間正值找作業的最佳時間，本人將一些各大廠商的面試題和今年(2020)最新資料的收集，以下是部分資料截圖（所有資料均已整合成檔案，pdf壓縮打包處理），
如有有需要的朋友可以點擊這里來獲取資料，暗號：qf