2023 Spring常见面试题50道

x33g5p2x  于19天前 发布在 Spring  
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1、 Spring由哪些模块组成?

Spring 总共大约有 20 个模块, 由 1300 多个不同的文件构成。 而这些组件被分别整合在 核心容器(Core Container)AOP(Aspect Oriented Programming)和设备支持(Instrmentation)数据访问与集成(Data Access/Integeration)Web消息(Messaging)Test 等 6 个模块中。 以下是 Spring 5 的模块结构图:

  • spring core:提供了框架的基本组成部分,包括控制反转(Inversion of Control,IOC)和依赖注入(Dependency Injection,DI)功能。
  • spring beans:提供了BeanFactory,是工厂模式的一个经典实现,Spring将管理对象称为Bean。
  • spring context:构建于 core 封装包基础上的 context 封装包,提供了一种框架式的对象访问方法。
  • spring jdbc:提供了一个JDBC的抽象层,消除了烦琐的JDBC编码和数据库厂商特有的错误代码解析, 用于简化JDBC。
  • spring aop:提供了面向切面的编程实现,让你可以自定义拦截器、切点等。
  • spring Web:提供了针对 Web 开发的集成特性,例如文件上传,利用 servlet listeners 进行 ioc 容器初始化和针对 Web 的 ApplicationContext。
  • spring test:主要为测试提供支持的,支持使用JUnit或TestNG对Spring组件进行单元测试和集成测试。

2、 Spring 框架中都用到了哪些设计模式?

  1. 工厂模式:BeanFactory就是简单工厂模式的体现,用来创建对象的实例;
  2. 单例模式:Bean默认为单例模式。
  3. 代理模式:Spring的AOP功能用到了JDK的动态代理和CGLIB字节码生成技术;
  4. 模板方法:用来解决代码重复的问题。比如. RestTemplate, JmsTemplate, JpaTemplate。
  5. 观察者模式:定义对象键一种一对多的依赖关系,当一个对象的状态发生改变时,所有依赖于它的对象都会得到通知被制动更新,如Spring中listener的实现–ApplicationListener。

3、 详细讲解一下核心容器(spring context应用上下文) 模块

这是基本的Spring模块,提供spring 框架的基础功能,BeanFactory 是 任何以spring为基础的应用的核心。Spring 框架建立在此模块之上,它使Spring成为一个容器。

Bean 工厂是工厂模式的一个实现,提供了控制反转功能,用来把应用的配置和依赖从真正的应用代码中分离。最常用的就是org.springframework.beans.factory.xml.XmlBeanFactory ,它根据XML文件中的定义加载beans。该容器从XML 文件读取配置元数据并用它去创建一个完全配置的系统或应用。

4、 Spring框架中有哪些不同类型的事件

Spring 提供了以下5种标准的事件:

  1. 上下文更新事件(ContextRefreshedEvent):在调用ConfigurableApplicationContext 接口中的refresh()方法时被触发。
  2. 上下文开始事件(ContextStartedEvent):当容器调用ConfigurableApplicationContext的Start()方法开始/重新开始容器时触发该事件。
  3. 上下文停止事件(ContextStoppedEvent):当容器调用ConfigurableApplicationContext的Stop()方法停止容器时触发该事件。
  4. 上下文关闭事件(ContextClosedEvent):当ApplicationContext被关闭时触发该事件。容器被关闭时,其管理的所有单例Bean都被销毁。
  5. 请求处理事件(RequestHandledEvent):在Web应用中,当一个http请求(request)结束触发该事件。如果一个bean实现了ApplicationListener接口,当一个ApplicationEvent 被发布以后,bean会自动被通知。

5、 Spring 应用程序有哪些不同组件?

Spring 应用一般有以下组件:

  • 接口 - 定义功能。
  • Bean 类 - 它包含属性,setter 和 getter 方法,函数等。
  • Bean 配置文件 - 包含类的信息以及如何配置它们。
  • Spring 面向切面编程(AOP) - 提供面向切面编程的功能。
  • 用户程序 - 它使用接口。

6、 什么是Spring IOC 容器?

控制反转即IoC (Inversion of Control),它把传统上由程序代码直接操控的对象的调用权交给容器,通过容器来实现对象组件的装配和管理。所谓的“控制反转”概念就是对组件对象控制权的转移,从程序代码本身转移到了外部容器。

Spring IOC 负责创建对象,管理对象(通过依赖注入(DI),装配对象,配置对象,并且管理这些对象的整个生命周期。

7、 控制反转(IoC)有什么作用

  • 管理对象的创建和依赖关系的维护。对象的创建并不是一件简单的事,在对象关系比较复杂时,如果依赖关系需要程序猿来维护的话,那是相当头疼的
  • 解耦,由容器去维护具体的对象
  • 托管了类的产生过程,比如我们需要在类的产生过程中做一些处理,最直接的例子就是代理,如果有容器程序可以把这部分处理交给容器,应用程序则无需去关心类是如何完成代理的

8、 IOC的优点是什么?

  • IOC 或 依赖注入把应用的代码量降到最低。
  • 它使应用容易测试,单元测试不再需要单例和JNDI查找机制。
  • 最小的代价和最小的侵入性使松散耦合得以实现。
  • IOC容器支持加载服务时的饿汉式初始化和懒加载。

9、 Spring IoC 的实现机制

Spring 中的 IoC 的实现原理就是工厂模式加反射机制。

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();
        }
    }
}

10、 Spring 的 IoC支持哪些功能

Spring 的 IoC 设计支持以下功能:

  • 依赖注入
  • 依赖检查
  • 自动装配
  • 支持集合
  • 指定初始化方法和销毁方法
  • 支持回调某些方法(但是需要实现 Spring 接口,略有侵入)

其中,最重要的就是依赖注入,从 XML 的配置上说,即 ref 标签。对应 Spring RuntimeBeanReference 对象。

对于 IoC 来说,最重要的就是容器。容器管理着 Bean 的生命周期,控制着 Bean 的依赖注入。

11、 BeanFactory 和 ApplicationContext有什么区别?

BeanFactory和ApplicationContext是Spring的两大核心接口,都可以当做Spring的容器。

其中ApplicationContext是BeanFactory的子接口。

依赖关系

BeanFactory:是Spring里面最底层的接口,包含了各种Bean的定义,读取bean配置文档,管理bean的加载、实例化,控制bean的生命周期,维护bean之间的依赖关系。

ApplicationContext接口作为BeanFactory的派生,除了提供BeanFactory所具有的功能外,还提供了更完整的框架功能:

  • 继承MessageSource,因此支持国际化。
  • 统一的资源文件访问方式。
  • 提供在监听器中注册bean的事件。
  • 同时加载多个配置文件。
  • 载入多个(有继承关系)上下文 ,使得每一个上下文都专注于一个特定的层次,比如应用的web层。
加载方式

BeanFactroy采用的是延迟加载形式来注入Bean的,即只有在使用到某个Bean时(调用getBean()),才对该Bean进行加载实例化。这样,我们就不能发现一些存在的Spring的配置问题。如果Bean的某一个属性没有注入,BeanFacotry加载后,直至第一次使用调用getBean方法才会抛出异常。

ApplicationContext,它是在容器启动时,一次性创建了所有的Bean。这样,在容器启动时,我们就可以发现Spring中存在的配置错误,这样有利于检查所依赖属性是否注入。 ApplicationContext启动后预载入所有的单实例Bean,通过预载入单实例bean ,确保当你需要的时候,你就不用等待,因为它们已经创建好了。

相对于基本的BeanFactory,ApplicationContext 唯一的不足是占用内存空间。当应用程序配置Bean较多时,程序启动较慢。

创建方式

BeanFactory通常以编程的方式被创建,ApplicationContext还能以声明的方式创建,如使用ContextLoader。

注册方式

BeanFactory和ApplicationContext都支持BeanPostProcessor、BeanFactoryPostProcessor的使用,但两者之间的区别是:BeanFactory需要手动注册,而ApplicationContext则是自动注册。

12、 Spring 如何设计容器的,BeanFactory和ApplicationContext的关系详解

Spring 作者 Rod Johnson 设计了两个接口用以表示容器。

  • BeanFactory
  • ApplicationContext

BeanFactory 简单粗暴,可以理解为就是个 HashMap,Key 是 BeanName,Value 是 Bean 实例。通常只提供注册(put),获取(get)这两个功能。我们可以称之为 “低级容器”

ApplicationContext 可以称之为 “高级容器”。因为他比 BeanFactory 多了更多的功能。他继承了多个接口。因此具备了更多的功能。例如资源的获取,支持多种消息(例如 JSP tag 的支持),对 BeanFactory 多了工具级别的支持等待。所以你看他的名字,已经不是 BeanFactory 之类的工厂了,而是 “应用上下文”, 代表着整个大容器的所有功能。该接口定义了一个 refresh 方法,此方法是所有阅读 Spring 源码的人的最熟悉的方法,用于刷新整个容器,即重新加载/刷新所有的 bean。

当然,除了这两个大接口,还有其他的辅助接口,这里就不介绍他们了。

BeanFactory和ApplicationContext的关系

为了更直观的展示 “低级容器” 和 “高级容器” 的关系,这里通过常用的 ClassPathXmlApplicationContext 类来展示整个容器的层级 UML 关系。

有点复杂? 先不要慌,我来解释一下。

最上面的是 BeanFactory,下面的 3 个绿色的,都是功能扩展接口,这里就不展开讲。

看下面的隶属 ApplicationContext 粉红色的 “高级容器”,依赖着 “低级容器”,这里说的是依赖,不是继承哦。他依赖着 “低级容器” 的 getBean 功能。而高级容器有更多的功能:支持不同的信息源头,可以访问文件资源,支持应用事件(Observer 模式)。

通常用户看到的就是 “高级容器”。 但 BeanFactory 也非常够用啦!

左边灰色区域的是 “低级容器”, 只负载加载 Bean,获取 Bean。容器其他的高级功能是没有的。例如上图画的 refresh 刷新 Bean 工厂所有配置,生命周期事件回调等。

小结

说了这么多,不知道你有没有理解Spring IoC? 这里小结一下:IoC 在 Spring 里,只需要低级容器就可以实现,2 个步骤:

  1. 加载配置文件,解析成 BeanDefinition 放在 Map 里。
  2. 调用 getBean 的时候,从 BeanDefinition 所属的 Map 里,拿出 Class 对象进行实例化,同时,如果有依赖关系,将递归调用 getBean 方法 —— 完成依赖注入。

上面就是 Spring 低级容器(BeanFactory)的 IoC。

至于高级容器 ApplicationContext,他包含了低级容器的功能,当他执行 refresh 模板方法的时候,将刷新整个容器的 Bean。同时其作为高级容器,包含了太多的功能。一句话,他不仅仅是 IoC。他支持不同信息源头,支持 BeanFactory 工具类,支持层级容器,支持访问文件资源,支持事件发布通知,支持接口回调等等。

13、 ApplicationContext通常的实现是什么?

FileSystemXmlApplicationContext :此容器从一个XML文件中加载beans的定义,XML Bean 配置文件的全路径名必须提供给它的构造函数。

ClassPathXmlApplicationContext:此容器也从一个XML文件中加载beans的定义,这里,你需要正确设置classpath因为这个容器将在classpath里找bean配置。

WebXmlApplicationContext:此容器加载一个XML文件,此文件定义了一个WEB应用的所有bean。

14、 依赖注入的基本原则

依赖注入的基本原则是:应用组件不应该负责查找资源或者其他依赖的协作对象。配置对象的工作应该由IoC容器负责,“查找资源”的逻辑应该从应用组件的代码中抽取出来,交给IoC容器负责。容器全权负责组件的装配,它会把符合依赖关系的对象通过属性(JavaBean中的setter)或者是构造器传递给需要的对象。

15、 依赖注入有什么优势

依赖注入之所以更流行是因为它是一种更可取的方式:让容器全权负责依赖查询,受管组件只需要暴露JavaBean的setter方法或者带参数的构造器或者接口,使容器可以在初始化时组装对象的依赖关系。其与依赖查找方式相比,主要优势为:

  • 查找定位操作与应用代码完全无关。
  • 不依赖于容器的API,可以很容易地在任何容器以外使用应用对象。
  • 不需要特殊的接口,绝大多数对象可以做到完全不必依赖容器。

16、 有哪些不同类型的依赖注入实现方式?

依赖注入是时下最流行的IoC实现方式,依赖注入分为接口注入(Interface Injection),Setter方法注入(Setter Injection)和构造器注入(Constructor Injection)三种方式。其中接口注入由于在灵活性和易用性比较差,现在从Spring4开始已被废弃。

构造器依赖注入:构造器依赖注入通过容器触发一个类的构造器来实现的,该类有一系列参数,每个参数代表一个对其他类的依赖。

Setter方法注入:Setter方法注入是容器通过调用无参构造器或无参static工厂 方法实例化bean之后,调用该bean的setter方法,即实现了基于setter的依赖注入。

17、 构造器依赖注入和 Setter方法注入的区别

构造函数注入setter****注入
没有部分注入有部分注入
不会覆盖 setter 属性会覆盖 setter 属性
任意修改都会创建一个新实例任意修改不会创建一个新实例
适用于设置很多属性适用于设置少量属性

两种依赖方式都可以使用,构造器注入和Setter方法注入。最好的解决方案是用构造器参数实现强制依赖,setter方法实现可选依赖。

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18、 什么是Spring beans?

Spring beans 是那些形成Spring应用的主干的java对象。它们被Spring IOC容器初始化,装配,和管理。这些beans通过容器中配置的元数据创建。比如,以XML文件中 的形式定义。

19、 一个 Spring Bean 定义 包含什么?

一个Spring Bean 的定义包含容器必知的所有配置元数据,包括如何创建一个bean,它的生命周期详情及它的依赖。

20、 如何给Spring 容器提供配置元数据?Spring有几种配置方式

这里有三种重要的方法给Spring 容器提供配置元数据。

  • XML配置文件。
  • 基于注解的配置。
  • 基于java的配置。

21、 Spring配置文件包含了哪些信息

Spring配置文件是个XML 文件,这个文件包含了类信息,描述了如何配置它们,以及如何相互调用。

22、 Spring基于xml注入bean的几种方式

  1. Set方法注入;
  2. 构造器注入:①通过index设置参数的位置;②通过type设置参数类型;
  3. 静态工厂注入;
  4. 实例工厂;

23、 你怎样定义类的作用域?

当定义一个 在Spring里,我们还能给这个bean声明一个作用域。它可以通过bean 定义中的scope属性来定义。如,当Spring要在需要的时候每次生产一个新的bean实例,bean的scope属性被指定为prototype。另一方面,一个bean每次使用的时候必须返回同一个实例,这个bean的scope 属性 必须设为 singleton。

24、 解释Spring支持的几种bean的作用域

Spring框架支持以下五种bean的作用域:

  • singleton : bean在每个Spring ioc 容器中只有一个实例。
  • prototype:一个bean的定义可以有多个实例。
  • request:每次http请求都会创建一个bean,该作用域仅在基于web的Spring ApplicationContext情形下有效。
  • session:在一个HTTP Session中,一个bean定义对应一个实例。该作用域仅在基于web的Spring ApplicationContext情形下有效。
  • global-session:在一个全局的HTTP Session中,一个bean定义对应一个实例。该作用域仅在基于web的Spring ApplicationContext情形下有效。

注意: 缺省的Spring bean 的作用域是Singleton。使用 prototype 作用域需要慎重的思考,因为频繁创建和销毁 bean 会带来很大的性能开销。

25、 Spring框架中的单例bean是线程安全的吗?

不是,Spring框架中的单例bean不是线程安全的。

spring 中的 bean 默认是单例模式,spring 框架并没有对单例 bean 进行多线程的封装处理。

实际上大部分时候 spring bean 无状态的(比如 dao 类),所有某种程度上来说 bean 也是安全的,但如果 bean 有状态的话(比如 view model 对象),那就要开发者自己去保证线程安全了,最简单的就是改变 bean 的作用域,把“singleton”变更为“prototype”,这样请求 bean 相当于 new Bean()了,所以就可以保证线程安全了。

  • 有状态就是有数据存储功能。
  • 无状态就是不会保存数据。

26、 Spring如何处理线程并发问题?

在一般情况下,只有无状态的Bean才可以在多线程环境下共享,在Spring中,绝大部分Bean都可以声明为singleton作用域,因为Spring对一些Bean中非线程安全状态采用ThreadLocal进行处理,解决线程安全问题。

ThreadLocal和线程同步机制都是为了解决多线程中相同变量的访问冲突问题。同步机制采用了“时间换空间”的方式,仅提供一份变量,不同的线程在访问前需要获取锁,没获得锁的线程则需要排队。而ThreadLocal采用了“空间换时间”的方式。

ThreadLocal会为每一个线程提供一个独立的变量副本,从而隔离了多个线程对数据的访问冲突。因为每一个线程都拥有自己的变量副本,从而也就没有必要对该变量进行同步了。ThreadLocal提供了线程安全的共享对象,在编写多线程代码时,可以把不安全的变量封装进ThreadLocal。

27、 问题:解释Spring框架中bean的生命周期 (重要)

Spring Bean的生命周期是Spring面试热点问题。这个问题即考察对Spring的微观了解,又考察对Spring的宏观认识,想要答好并不容易!本文希望能够从源码角度入手,帮助面试者彻底搞定Spring Bean的生命周期。

参考答案:

首先,回答阶段的数量:只有四个!
是的,Spring Bean的生命周期只有这四个阶段。把这四个阶段和每个阶段对应的扩展点糅合在一起虽然没有问题,但是这样非常凌乱,难以记忆。

要彻底搞清楚Spring的生命周期,首先要把这四个阶段牢牢记住。实例化和属性赋值对应构造方法和setter方法的注入,初始化和销毁是用户能自定义扩展的两个阶段。在这四步之间穿插的各种扩展点,稍后会讲。

  1. 实例化 Instantiation
  2. 属性赋值 Populate
  3. 初始化 Initialization
  4. 销毁 Destruction

实例化 -> 属性赋值 -> 初始化 -> 销毁

各个阶段的工作:
  1. 实例化,创建一个Bean对象
  2. 填充属性,为属性赋值
  3. 初始化
    • 如果实现了 xxxAware 接口,通过不同类型的Aware接口拿到Spring容器的资源
  • 如果实现了BeanPostProcessor接口,则会回调该接口的 postProcessBeforeInitialzationpostProcessAfterInitialization 方法
  • 如果配置了 init-method 方法,则会执行 init-method 配置的方法
  • 销毁
    • 容器关闭后,如果Bean实现了 DisposableBean 接口,则会回调该接口的 destroy 方法
  • 如果配置了 destroy-method 方法,则会执行 destroy-method 配置的方法
源码学习:

前三个阶段,主要逻辑都在doCreate()方法中,逻辑很清晰,就是顺序调用以下三个方法,这三个方法与三个生命周期阶段一一对应,非常重要,在后续扩展接口分析中也会涉及。

  1. createBeanInstance() -> 实例化
  2. populateBean() -> 属性赋值
  3. initializeBean() -> 初始化
    注:bean的生命周期是从将bean定义全部注册到BeanFacotry中以后开始的。

源码如下,能证明实例化,属性赋值和初始化这三个生命周期的存在。关于本文的Spring源码都将忽略无关部分,便于理解:

前三个阶段的源码:

// 忽略了无关代码
protected Object doCreateBean(final String beanName, final RootBeanDefinition mbd, final @Nullable Object[] args)
      throws BeanCreationException {
   // Instantiate the bean.
   BeanWrapper instanceWrapper = null;
   if (instanceWrapper == null) {
       // 实例化阶段!
      instanceWrapper = createBeanInstance(beanName, mbd, args);
   }
   // Initialize the bean instance.
   Object exposedObject = bean;
   try {
       // 属性赋值阶段!
      populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);
       // 初始化阶段!
      exposedObject = initializeBean(beanName, exposedObject, mbd);
   }
}

上面这些这个实例化Bean的方法是在getBean()方法中调用的,而getBean是在finishBeanFactoryInitialization方法中调用的,用来实例化单例非懒加载Bean,源码如下:

@Override
public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
    synchronized (this.startupShutdownMonitor) {
        try {
            // Allows post-processing of the bean factory in context subclasses.
            postProcessBeanFactory(beanFactory);
            // Invoke factory processors registered as beans in the context.
            invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);
            // Register bean processors that intercept bean creation.

            // 所有BeanPostProcesser初始化的调用点
            registerBeanPostProcessors(beanFactory);
            // Initialize message source for this context.
            initMessageSource();
            // Initialize event multicaster for this context.
            initApplicationEventMulticaster();
            // Initialize other special beans in specific context subclasses.
            onRefresh();
            // Check for listener beans and register them.
            registerListeners();
            // Instantiate all remaining (non-lazy-init) singletons.

            // 所有单例非懒加载Bean的调用点
            finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);
            // Last step: publish corresponding event.
            finishRefresh();
        }
}

销毁Bean阶段:

至于销毁,是在容器关闭时调用的,详见 ConfigurableApplicationContext#close()

高分答题的技巧:

如果回答了上面的答案可以拿到100分的话,加上下面的内容,就是120分

生命周期常用扩展点

Spring生命周期相关的常用扩展点非常多,所以问题不是不知道,而是记不住或者记不牢。其实记不住的根本原因还是不够了解,这里通过源码+分类的方式帮大家记忆。

区分影响一个bean或者多个bean是从源码分析得出的.

以BeanPostProcessor为例:

  1. 从refresh方法来看,BeanPostProcessor 实例化比正常的bean早.
  2. 从initializeBean方法看,每个bean初始化前后都调用所有BeanPostProcessor的postProcessBeforeInitialization和postProcessAfterInitialization方法.
第一大类:影响多个Bean的接口

实现了这些接口的Bean会切入到多个Bean的生命周期中。正因为如此,这些接口的功能非常强大,Spring内部扩展也经常使用这些接口,例如自动注入以及AOP的实现都和他们有关。

  • InstantiationAwareBeanPostProcessor
  • BeanPostProcessor

这两兄弟可能是Spring扩展中最重要的两个接口!InstantiationAwareBeanPostProcessor作用于实例化阶段的前后,BeanPostProcessor作用于初始化阶段的前后。正好和第一、第三个生命周期阶段对应。通过图能更好理解:

InstantiationAwareBeanPostProcessor

InstantiationAwareBeanPostProcessor实际上继承了BeanPostProcessor接口,严格意义上来看他们不是两兄弟,而是两父子。但是从生命周期角度我们重点关注其特有的对实例化阶段的影响,图中省略了从BeanPostProcessor继承的方法。

InstantiationAwareBeanPostProcessor extends BeanPostProcessor

InstantiationAwareBeanPostProcessor源码分析:

  • postProcessBeforeInstantiation调用点,忽略无关代码:
@Override
protected Object createBean(String beanName, RootBeanDefinition mbd, @Nullable Object[] args)
        throws BeanCreationException {
    try {
        // Give BeanPostProcessors a chance to return a proxy instead of the target bean instance.
        // postProcessBeforeInstantiation方法调用点,这里就不跟进了,
        // 有兴趣的同学可以自己看下,就是for循环调用所有的InstantiationAwareBeanPostProcessor
        Object bean = resolveBeforeInstantiation(beanName, mbdToUse);
        if (bean != null) {
            return bean;
        }
    }
    
    try {   
        // 上文提到的doCreateBean方法,可以看到
        // postProcessBeforeInstantiation方法在创建Bean之前调用
        Object beanInstance = doCreateBean(beanName, mbdToUse, args);
        if (logger.isTraceEnabled()) {
            logger.trace("Finished creating instance of bean '" + beanName + "'");
        }
        return beanInstance;
    }
    
}

可以看到,postProcessBeforeInstantiation在doCreateBean之前调用,也就是在bean实例化之前调用的,英文源码注释解释道该方法的返回值会替换原本的Bean作为代理,这也是Aop等功能实现的关键点。

  • **postProcessAfterInstantiation调用点,**忽略无关代码:
protected void populateBean(String beanName, RootBeanDefinition mbd, @Nullable BeanWrapper bw) {
    // Give any InstantiationAwareBeanPostProcessors the opportunity to modify the
    // state of the bean before properties are set. This can be used, for example,
    // to support styles of field injection.
    boolean continueWithPropertyPopulation = true;

     // InstantiationAwareBeanPostProcessor#postProcessAfterInstantiation()
     // 方法作为属性赋值的前置检查条件,在属性赋值之前执行,能够影响是否进行属性赋值!
    if (!mbd.isSynthetic() && hasInstantiationAwareBeanPostProcessors()) {
       for (BeanPostProcessor bp : getBeanPostProcessors()) {
          if (bp instanceof InstantiationAwareBeanPostProcessor) {
             InstantiationAwareBeanPostProcessor ibp = (InstantiationAwareBeanPostProcessor) bp;
             if (!ibp.postProcessAfterInstantiation(bw.getWrappedInstance(), beanName)) {
                continueWithPropertyPopulation = false;
                break;
             }
          }
       }
    }
 
    // 忽略后续的属性赋值操作代码
}

可以看到该方法在属性赋值方法内,但是在真正执行赋值操作之前。其返回值为boolean,返回false时可以阻断属性赋值阶段(continueWithPropertyPopulation = false;)。

BeanPostProcessor

关于BeanPostProcessor执行阶段的源码穿插在下文Aware接口的调用时机分析中,因为部分Aware功能的就是通过他实现的!只需要先记住BeanPostProcessor在初始化前后调用就可以了。

接口源码:

public interface BeanPostProcessor {
     //bean初始化之前调用
	@Nullable
	default Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
		return bean;
	}
	
    //bean初始化之后调用
	@Nullable
	default Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
		return bean;
	}
}
第二大类:只调用一次的接口

这一大类接口的特点是功能丰富,常用于用户自定义扩展。

第二大类中又可以分为两类:

  1. Aware类型的接口
  2. 生命周期接口
无所不知的Aware

Aware类型的接口的作用就是让我们能够拿到Spring容器中的一些资源。基本都能够见名知意,Aware之前的名字就是可以拿到什么资源,例如BeanNameAware可以拿到BeanName,以此类推。调用时机需要注意:所有的Aware方法都是在初始化阶段之前调用的!

Aware接口众多,这里同样通过分类的方式帮助大家记忆。

Aware接口具体可以分为两组,至于为什么这么分,详见下面的源码分析。如下排列顺序同样也是Aware接口的执行顺序,能够见名知意的接口不再解释。

Aware Group1

  1. BeanNameAware
  2. BeanClassLoaderAware
  3. BeanFactoryAware

Aware Group2

  1. EnvironmentAware
  2. EmbeddedValueResolverAware 这个知道的人可能不多,实现该接口能够获取Spring EL解析器,用户的自定义注解需要支持spel表达式的时候可以使用,非常方便。
  3. ApplicationContextAware(ResourceLoaderAware\ApplicationEventPublisherAware\MessageSourceAware) 这几个接口可能让人有点懵,实际上这几个接口可以一起记,其返回值实质上都是当前的ApplicationContext对象,因为ApplicationContext是一个复合接口,如下:
public interface ApplicationContext extends EnvironmentCapable, ListableBeanFactory, HierarchicalBeanFactory,
        MessageSource, ApplicationEventPublisher, ResourcePatternResolver {}

这里涉及到另一道面试题,ApplicationContext和BeanFactory的区别,可以从ApplicationContext继承的这几个接口入手,除去BeanFactory相关的两个接口就是ApplicationContext独有的功能,这里不详细说明。

Aware调用时机源码分析

详情如下,忽略了部分无关代码。代码位置就是我们上文提到的initializeBean方法详情,这也说明了Aware都是在初始化阶段之前调用的!

// 见名知意,初始化阶段调用的方法
protected Object initializeBean(final String beanName, final Object bean, @Nullable RootBeanDefinition mbd) {
    // 这里调用的是Group1中的三个Bean开头的Aware
    invokeAwareMethods(beanName, bean);

    Object wrappedBean = bean;
    
    // 这里调用的是Group2中的几个Aware,
    // 而实质上这里就是前面所说的BeanPostProcessor的调用点!
    // 也就是说与Group1中的Aware不同,这里是通过BeanPostProcessor(ApplicationContextAwareProcessor)实现的。
    wrappedBean = applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization(wrappedBean, beanName);

    // 这个是初始化方法,下文要介绍的InitializingBean调用点就是在这个方法里面
    invokeInitMethods(beanName, wrappedBean, mbd);

    // BeanPostProcessor的另一个调用点
    wrappedBean = applyBeanPostProcessorsAfterInitialization(wrappedBean, beanName);

    return wrappedBean;
}

可以看到并不是所有的Aware接口都使用同样的方式调用。Bean××Aware都是在代码中直接调用的,而ApplicationContext相关的Aware都是通过BeanPostProcessor#postProcessBeforeInitialization()实现的。感兴趣的可以自己看一下ApplicationContextAwareProcessor这个类的源码,就是判断当前创建的Bean是否实现了相关的Aware方法,如果实现了会调用回调方法将资源传递给Bean。

至于Spring为什么这么实现,应该没什么特殊的考量。也许和Spring的版本升级有关。基于对修改关闭,对扩展开放的原则,Spring对一些新的Aware采用了扩展的方式添加。

BeanPostProcessor的调用时机也能在这里体现,包围住invokeInitMethods方法,也就说明了在初始化阶段的前后执行。

关于Aware接口的执行顺序,其实只需要记住第一组在第二组执行之前就行了。每组中各个Aware方法的调用顺序其实没有必要记,有需要的时候点进源码一看便知。

简单的两个生命周期接口

至于剩下的两个生命周期接口就很简单了,实例化和属性赋值都是Spring帮助我们做的,能够自己实现的有初始化和销毁两个生命周期阶段。

InitializingBean接口

InitializingBean顾名思义,是初始化Bean相关的接口。

接口定义:

public interface InitializingBean {

    void afterPropertiesSet() throws Exception;

}

看方法名,是在读完Properties文件,之后执行的方法。afterPropertiesSet()方法是在初始化过程中被调用的。

InitializingBean 对应生命周期的初始化阶段,在上面源码的invokeInitMethods(beanName, wrappedBean, mbd);方法中调用。

有一点需要注意,因为Aware方法都是执行在初始化方法之前,所以可以在初始化方法中放心大胆的使用Aware接口获取的资源,这也是我们自定义扩展Spring的常用方式。

除了实现InitializingBean接口之外还能通过注解(@PostConstruct)或者xml配置的方式指定初始化方法(init-method),至于这几种定义方式的调用顺序其实没有必要记。因为这几个方法对应的都是同一个生命周期,只是实现方式不同,我们一般只采用其中一种方式。

三种实现指定初始化方法的方法:
  • 使用@PostConstruct注解,该注解作用于void方法上
  • 在配置文件中配置init-method方法
<bean id="student" class="com.demo.Student" init-method="init2">
        <property name="name" value="小明"></property>
        <property name="age" value="20"></property>
        <property name="school" ref="school"></property>
</bean>
  • 将类实现InitializingBean接口
@Component("student")
public class Student implements InitializingBean{
    private String name;
    private int age;
	        …
}

执行:

@Component("student")
public class Student implements InitializingBean{
    private String name;
    private int age;
    
    
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public int getAge() {
        return age;
    }
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
       
    //1.使用postconstrtct注解
    @PostConstruct
    public void init(){
        System.out.println("执行 init方法");
    }
     
    //2.在xml配置文件中配置init-method方法
    public void init2(){
        System.out.println("执行init2方法 ");
    }
    
    //3.实现InitializingBean接口
    public void afterPropertiesSet() throws Exception {
        System.out.println("执行init3方法");
    }
    
}

通过测试我们可以得出结论,三种实现方式的执行顺序是:

Constructor > @PostConstruct > InitializingBean > init-method

DisposableBean接口

DisposableBean 类似于InitializingBean,对应生命周期的销毁阶段,以ConfigurableApplicationContext#close()方法作为入口,实现是通过循环获取所有实现了DisposableBean接口的Bean然后调用其destroy()方法 。

接口定义:

public interface DisposableBean {
    void destroy() throws Exception;
}

定义一个实现了DisposableBean接口的Bean:

public class IndexBean implements InitializingBean,DisposableBean {
    public void destroy() throws Exception {
        System.out.println("destroy");
    }
    public void afterPropertiesSet() throws Exception {
        System.out.println("init-afterPropertiesSet()");
    }
    public void test(){
        System.out.println("init-test()");
    }
}

执行:

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        AbstractApplicationContext applicationContext=new ClassPathXmlApplicationContext("classpath:application-usertag.xml");
        System.out.println("init-success");
        applicationContext.registerShutdownHook();
    }
}

执行结果:

init-afterPropertiesSet()
init-test()
init-success
destroy

也就是说,在对象销毁的时候,会去调用DisposableBean的destroy方法。在进入到销毁过程时先去调用一下DisposableBean的destroy方法,然后后执行 destroy-method声明的方法(用来销毁Bean中的各项数据)。

扩展阅读: BeanPostProcessor注册时机与执行顺序

首先要明确一个概念,在spring中一切皆bean

所有的组件都会被作为一个bean装配到spring容器中,过程如下图:

所以我们前面所讲的那些拓展点,也都会被作为一个个bean装配到spring容器中

注册时机

我们知道BeanPostProcessor也会注册为Bean,那么Spring是如何保证BeanPostProcessor在我们的业务Bean之前初始化完成呢?

请看我们熟悉的refresh()方法的源码,省略部分无关代码(refresh的详细注解见refresh()):

@Override
public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
    synchronized (this.startupShutdownMonitor) {
        try {
            // Allows post-processing of the bean factory in context subclasses.
            postProcessBeanFactory(beanFactory);

            // Invoke factory processors registered as beans in the context.
            invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);

            // Register bean processors that intercept bean creation.
            // 注册所有BeanPostProcesser的方法
            registerBeanPostProcessors(beanFactory);

            // Initialize message source for this context.
            initMessageSource();

            // Initialize event multicaster for this context.
            initApplicationEventMulticaster();

            // Initialize other special beans in specific context subclasses.
            onRefresh();

            // Check for listener beans and register them.
            registerListeners();

            // Instantiate all remaining (non-lazy-init) singletons.
            // 所有单例非懒加载Bean的创建方法
            finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);

            // Last step: publish corresponding event.
            finishRefresh();
        }
}

可以看出,Spring是先执行registerBeanPostProcessors()进行BeanPostProcessors的注册,然后再执行finishBeanFactoryInitialization创建我们的单例非懒加载的Bean。

执行顺序

BeanPostProcessor有很多个,而且每个BeanPostProcessor都影响多个Bean,其执行顺序至关重要,必须能够控制其执行顺序才行。关于执行顺序这里需要引入两个排序相关的接口:PriorityOrdered、Ordered

  • PriorityOrdered是一等公民,首先被执行,PriorityOrdered公民之间通过接口返回值排序
  • Ordered是二等公民,然后执行,Ordered公民之间通过接口返回值排序
  • 都没有实现是三等公民,最后执行

在以下源码中,可以很清晰的看到Spring注册各种类型BeanPostProcessor的逻辑,根据实现不同排序接口进行分组。优先级高的先加入,优先级低的后加入。

// First, invoke the BeanDefinitionRegistryPostProcessors that implement PriorityOrdered.
// 首先,加入实现了PriorityOrdered接口的BeanPostProcessors,顺便根据PriorityOrdered排了序
String[] postProcessorNames =
beanFactory.getBeanNamesForType(BeanDefinitionRegistryPostProcessor.class, true, false);
for (String ppName : postProcessorNames) {
    if (beanFactory.isTypeMatch(ppName, PriorityOrdered.class)) {
        currentRegistryProcessors.add(beanFactory.getBean(ppName, BeanDefinitionRegistryPostProcessor.class));
        processedBeans.add(ppName);
    }
}

sortPostProcessors(currentRegistryProcessors, beanFactory);
registryProcessors.addAll(currentRegistryProcessors);
invokeBeanDefinitionRegistryPostProcessors(currentRegistryProcessors, registry);
currentRegistryProcessors.clear();

// Next, invoke the BeanDefinitionRegistryPostProcessors that implement Ordered.
// 然后,加入实现了Ordered接口的BeanPostProcessors,顺便根据Ordered排了序
postProcessorNames = beanFactory.getBeanNamesForType(BeanDefinitionRegistryPostProcessor.class, true, false);
for (String ppName : postProcessorNames) {
    if (!processedBeans.contains(ppName) && beanFactory.isTypeMatch(ppName, Ordered.class)) {
        currentRegistryProcessors.add(beanFactory.getBean(ppName, BeanDefinitionRegistryPostProcessor.class));
        processedBeans.add(ppName);
    }
}
sortPostProcessors(currentRegistryProcessors, beanFactory);
registryProcessors.addAll(currentRegistryProcessors);
invokeBeanDefinitionRegistryPostProcessors(currentRegistryProcessors, registry);
currentRegistryProcessors.clear();
// Finally, invoke all other BeanDefinitionRegistryPostProcessors until no further ones appear.

// 最后加入其他常规的BeanPostProcessors
boolean reiterate = true;
while (reiterate) {
    reiterate = false;
    postProcessorNames = beanFactory.getBeanNamesForType(BeanDefinitionRegistryPostProcessor.class, true, false);
    for (String ppName : postProcessorNames) {
        if (!processedBeans.contains(ppName)) {
            currentRegistryProcessors.add(beanFactory.getBean(ppName, BeanDefinitionRegistryPostProcessor.class));
            processedBeans.add(ppName);
            reiterate = true;
        }
    }
    sortPostProcessors(currentRegistryProcessors, beanFactory);
    registryProcessors.addAll(currentRegistryProcessors);
    invokeBeanDefinitionRegistryPostProcessors(currentRegistryProcessors, registry);
    currentRegistryProcessors.clear();
}

根据排序接口返回值排序,默认升序排序,返回值越低优先级越高。

/**
 * Useful constant for the highest precedence value.
 * @see java.lang.Integer#MIN_VALUE
 */
int HIGHEST_PRECEDENCE = Integer.MIN_VALUE;
/**
 * Useful constant for the lowest precedence value.
 * @see java.lang.Integer#MAX_VALUE
 */
int LOWEST_PRECEDENCE = Integer.MAX_VALUE;

PriorityOrdered、Ordered接口作为Spring整个框架通用的排序接口,在Spring中应用广泛,也是非常重要的接口。

Bean的生命周期流程图

总结

Spring Bean的生命周期分为 四个阶段多个扩展点 。扩展点又可以分为 影响多个Bean影响单个Bean 。整理如下:

四个阶段
  • 实例化 Instantiation
  • 属性赋值 Populate
  • 初始化 Initialization
  • 销毁 Destruction
多个扩展点
  • 影响多个Bean

  • BeanPostProcessor

  • InstantiationAwareBeanPostProcessor

  • 影响单个Bean

  • Aware

  • Aware Group1

  • BeanNameAware

  • BeanClassLoaderAware

  • BeanFactoryAware

  • Aware Group2

  • EnvironmentAware

  • EmbeddedValueResolverAware

  • ApplicationContextAware(ResourceLoaderAware\ApplicationEventPublisherAware\MessageSourceAware)

  • 生命周期

  • InitializingBean

  • DisposableBean

28、 什么是Spring的内部bean?什么是Spring inner beans?

在Spring框架中,当一个bean仅被用作另一个bean的属性时,它能被声明为一个内部bean。内部bean可以用setter注入“属性”和构造方法注入“构造参数”的方式来实现,内部bean通常是匿名的,它们的Scope一般是prototype。

29、 在 Spring中如何注入一个java集合?

Spring提供以下几种集合的配置元素:

类型用于注入一列值,允许有相同的值。

类型用于注入一组值,不允许有相同的值。

类型用于注入一组键值对,键和值都可以为任意类型。

类型用于注入一组键值对,键和值都只能为String类型。

30、 什么是bean装配?

装配,或bean 装配是指在Spring 容器中把bean组装到一起,前提是容器需要知道bean的依赖关系,如何通过依赖注入来把它们装配到一起。

31、 解释不同方式的自动装配,spring 自动装配 bean 有哪些方式?

在spring中,对象无需自己查找或创建与其关联的其他对象,由容器负责把需要相互协作的对象引用赋予各个对象,使用autowire来配置自动装载模式。

在Spring框架xml配置中共有5种自动装配:

  • no:默认的方式是不进行自动装配的,通过手工设置ref属性来进行装配bean。
  • byName:通过bean的名称进行自动装配,如果一个bean的 property 与另一bean 的name 相同,就进行自动装配。
  • byType:通过参数的数据类型进行自动装配。
  • constructor:利用构造函数进行装配,并且构造函数的参数通过byType进行装配。
  • autodetect:自动探测,如果有构造方法,通过 construct的方式自动装配,否则使用 byType的方式自动装配。

32、 使用@Autowired注解自动装配的过程是怎样的?

使用@Autowired注解来自动装配指定的bean。在使用@Autowired注解之前需要在Spring配置文件进行配置,<context:annotation-config />。

在启动spring IoC时,容器自动装载了一个AutowiredAnnotationBeanPostProcessor后置处理器,当容器扫描到@Autowied、@Resource或@Inject时,就会在IoC容器自动查找需要的bean,并装配给该对象的属性。在使用@Autowired时,首先在容器中查询对应类型的bean:

  • 如果查询结果刚好为一个,就将该bean装配给@Autowired指定的数据;
  • 如果查询的结果不止一个,那么@Autowired会根据名称来查找;
  • 如果上述查找的结果为空,那么会抛出异常。解决方法时,使用required=false。

33、 自动装配有哪些局限性?

自动装配的局限性是:

重写:你仍需用 和 配置来定义依赖,意味着总要重写自动装配。

基本数据类型:你不能自动装配简单的属性,如基本数据类型,String字符串,和类。

模糊特性:自动装配不如显式装配精确,如果有可能,建议使用显式装配。

34、 你可以在Spring中注入一个null 和一个空字符串吗?

可以。

35、 问题: FactoryBean 和 BeanFactory有什么区别?

简要的答案:

BeanFactory 是 Bean 的工厂, ApplicationContext 的父类,IOC 容器的核心,负责生产和管理 Bean 对象。

FactoryBean 是 Bean,可以通过实现 FactoryBean 接口定制实例化 Bean 的逻辑,通过代理一个Bean对象,对方法前后做一些操作。

具体的介绍:
(1) BeanFactory 是ioc容器的底层实现接口,是ApplicationContext 顶级接口

spring不允许我们直接操作 BeanFactory bean工厂,所以为我们提供了ApplicationContext 这个接口 此接口集成BeanFactory 接口,ApplicationContext包含BeanFactory的所有功能,同时还进行更多的扩展。

BeanFactory 接口又衍生出以下接口,其中我们经常用到的是ApplicationContext 接口

ApplicationContext 继承图

ConfiguableApplicationContext 中添加了一些方法:

... 其他省略
    
    //刷新ioc容器上下文
    void refresh() throws BeansException, IllegalStateException;

// 关闭此应用程序上下文,释放所有资源并锁定,销毁所有缓存的单例bean。
    @Override
    void close();

//确定此应用程序上下文是否处于活动状态,即,是否至少刷新一次且尚未关闭。
    boolean isActive();

    ... 其他省略

主要作用在ioc容器进行相应的刷新,关闭等操作!

FileSystemXmlApplicationContext 和ClassPathXmlApplicationContext 是用来读取xml文件创建bean对象
ClassPathXmlApplicationContext  : 读取类路径下xml 创建bean
FileSystemXmlApplicationContext :读取文件系统下xml创建bean
AnnotationConfigApplicationContext 主要是注解开发获取ioc中的bean实例
(2) FactoryBean 是spirng提供的工厂bean的一个接口

FactoryBean 接口提供三个方法,用来创建对象,
FactoryBean 具体返回的对象是由getObject 方法决定的。

*/
public interface FactoryBean<T> {

//创建的具体bean对象的类型
    @Nullable
    T getObject() throws Exception;

 //工厂bean 具体创建具体对象是由此getObject()方法来返回的
    @Nullable
    Class<?> getObjectType();
    
  //是否单例
    default boolean isSingleton() {
        return true;
    }

}

创建一个FactoryBean 用来生产User对象

@Component
public class FactoryBeanTest implements FactoryBean<User> {


    //创建的具体bean对象的类型
    @Override
    public Class<?> getObjectType() {
        return User.class;
    }


    //是否单例
    @Override
    public boolean isSingleton() {
        return true;
    }

    //工厂bean 具体创建具体对象是由此getObject()方法来返回的
    @Override
    public User getObject() throws Exception {
        return new User();
    }
}
Junit测试
@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest(classes = {FactoryBeanTest.class})
@WebAppConfiguration
public class SpringBootDemoApplicationTests {
    @Autowired
    private ApplicationContext applicationContext;

    @Test
    public void tesst() {
        FactoryBeanTest bean1 = applicationContext.getBean(FactoryBeanTest.class);
        try {
            User object = bean1.getObject();
            System.out.println(object==object);
            System.out.println(object);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}
结果
true
User [id=null, name=null, age=0]
简单的总结:
BeanFactory是个bean 工厂,是一个工厂类(接口), 它负责生产和管理bean的一个工厂
是ioc 容器最底层的接口,是个ioc容器,是spring用来管理和装配普通bean的ioc容器(这些bean成为普通bean)。

FactoryBean是个bean,在IOC容器的基础上给Bean的实现加上了一个简单工厂模式和装饰模式,是一个可以生产对象和装饰对象的工厂bean,由spring管理后,生产的对象是由getObject()方法决定的(从容器中获取到的对象不是
“ FactoryBeanTest  ” 对象)。

36、 高频面试题:Spring 如何解决循环依赖?

在关于Spring的面试中,我们经常会被问到一个问题:Spring是如何解决循环依赖的问题的。

这个问题算是关于Spring的一个高频面试题,因为如果不刻意研读,相信即使读过源码,面试者也不一定能够一下子思考出个中奥秘。

本文主要针对这个问题,从源码的角度对其实现原理进行讲解。

循环依赖的简单例子

比如几个Bean之间的互相引用:

甚至自己“循环”依赖自己:

原型(Prototype)的场景是不支持循环依赖的

先说明前提:原型(Prototype)的场景是不支持循环依赖的. 单例的场景才能存在循环依赖

原型(Prototype)的场景通常会走到AbstractBeanFactory类中下面的判断,抛出异常。

if (isPrototypeCurrentlyInCreation(beanName)) {
  throw new BeanCurrentlyInCreationException(beanName);
}

原因很好理解,创建新的A时,发现要注入原型字段B,又创建新的B发现要注入原型字段A...

这就套娃了, Spring就先抛出了BeanCurrentlyInCreationException

什么是原型(Prototype)的场景?

通过如下方式,可以将该类的bean设置为原型模式

@Service
@Scope("prototype")
public class MyReportExporter extends AbstractReportExporter{
    ...
}

在Spring中,@Service默认都是单例的。用了私有全局变量,若不想影响下次请求,就需要用到原型模式,即@Scope(“prototype”)

所谓单例,就是Spring的IOC机制只创建该类的一个实例,每次请求,都会用这同一个实例进行处理,因此若存在全局变量,本次请求的值肯定会影响下一次请求时该变量的值。
原型模式,指的是每次调用时,会重新创建该类的一个实例,比较类似于我们自己自己new的对象实例。

具体例子:循环依赖的代码片段

我们先看看当时出问题的代码片段:

@Service
publicclass TestService1 {

    @Autowired
    private TestService2 testService2;

    @Async
    public void test1() {
    }
}
@Service
publicclass TestService2 {

    @Autowired
    private TestService1 testService1;

    public void test2() {
    }
}

这两段代码中定义了两个Service类: TestService1TestService2 ,在TestService1中注入了TestService2的实例,同时在TestService2中注入了TestService1的实例,这里构成了 循环依赖

只不过,这不是普通的循环依赖,因为TestService1的test1方法上加了一个 @Async 注解。

大家猜猜程序启动后运行结果会怎样?

org.springframework.beans.factory.BeanCurrentlyInCreationException: Error creating bean with name 'testService1': Bean with name 'testService1' has been injected into other beans [testService2] in its raw version as part of a circular reference, but has eventually been wrapped. This means that said other beans do not use the final version of the bean. This is often the result of over-eager type matching - consider using 'getBeanNamesOfType' with the 'allowEagerInit' flag turned off, for example.

报错了。。。原因是出现了循环依赖。

「不科学呀,spring不是号称能解决循环依赖问题吗,怎么还会出现?」

如果把上面的代码稍微调整一下:

@Service
publicclass TestService1 {

    @Autowired
    private TestService2 testService2;

    public void test1() {
    }
}

把TestService1的test1方法上的 @Async 注解去掉, TestService1TestService2 都需要注入对方的实例,同样构成了循环依赖。

但是重新启动项目,发现它能够正常运行。这又是为什么?

带着这两个问题,让我们一起开始spring循环依赖的探秘之旅。

什么是循环依赖?

循环依赖:说白是一个或多个对象实例之间存在直接或间接的依赖关系,这种依赖关系构成了构成一个环形调用。

第一种情况:自己依赖自己的直接依赖

第二种情况:两个对象之间的直接依赖

第三种情况:多个对象之间的间接依赖

前面两种情况的直接循环依赖比较直观,非常好识别,但是第三种间接循环依赖的情况有时候因为业务代码调用层级很深,不容易识别出来。

循环依赖的N种场景

spring中出现循环依赖主要有以下场景:

场景1:单例的setter注入

这种注入方式应该是spring用的最多的,代码如下:

@Service
publicclass TestService1 {

    @Autowired
    private TestService2 testService2;

    public void test1() {
    }
}
@Service
publicclass TestService2 {

    @Autowired
    private TestService1 testService1;

    public void test2() {
    }
}

这是一个经典的循环依赖,但是它能正常运行,得益于spring的内部机制,让我们根本无法感知它有问题,因为spring默默帮我们解决了。

spring内部有三级缓存:

  • singletonObjects 一级缓存,用于保存实例化、注入、初始化完成的bean实例
  • earlySingletonObjects 二级缓存,用于保存实例化完成的bean实例
  • singletonFactories 三级缓存,用于保存bean创建工厂,以便于后面扩展有机会创建代理对象。

下面用一张图告诉你,spring是如何解决循环依赖的:

细心的朋友可能会发现在这种场景中第二级缓存作用不大。

那么问题来了,为什么要用第二级缓存呢?

试想一下,如果出现以下这种情况,我们要如何处理?

@Service
publicclass TestService1 {

    @Autowired
    private TestService2 testService2;
    @Autowired
    private TestService3 testService3;

    public void test1() {
    }
}
@Service
publicclass TestService2 {

    @Autowired
    private TestService1 testService1;

    public void test2() {
    }
}
@Service
publicclass TestService3 {

    @Autowired
    private TestService1 testService1;

    public void test3() {
    }
}

TestService1依赖于TestService2和TestService3,而TestService2依赖于TestService1,同时TestService3也依赖于TestService1。

按照上图的流程可以把TestService1注入到TestService2,并且TestService1的实例是从第三级缓存中获取的。

假设不用第二级缓存,TestService1注入到TestService3的流程如图:

TestService1注入到TestService3又需要从第三级缓存中获取实例,而第三级缓存里保存的并非真正的实例对象,而是 ObjectFactory 对象。
说白了,两次从三级缓存中获取都是 ObjectFactory 对象,而通过它创建的实例对象每次可能都不一样的。

这样不是有问题?

为了解决这个问题,spring引入的第二级缓存。前一个图其实TestService1对象的实例已经被添加到第二级缓存中了,而在TestService1注入到TestService3时,只用从第二级缓存中获取该对象即可。

还有个问题,第三级缓存中为什么要添加 ObjectFactory 对象,直接保存实例对象不行吗?
答:不行,因为假如你想对添加到三级缓存中的实例对象进行增强,直接用实例对象是行不通的。

针对这种场景spring是怎么做的呢?

答案就在 AbstractAutowireCapableBeanFactorydoCreateBean 方法的这段代码中:


它定义了一个匿名内部类,通过 getEarlyBeanReference 方法获取代理对象,其实底层是通过 AbstractAutoProxyCreator 类的 getEarlyBeanReference 生成代理对象。

场景二多例的setter注入

这种注入方法偶然会有,特别是在多线程的场景下,具体代码如下:

@Scope(ConfigurableBeanFactory.SCOPE_PROTOTYPE)
@Service
publicclass TestService1 {

    @Autowired
    private TestService2 testService2;

    public void test1() {
    }
}
@Scope(ConfigurableBeanFactory.SCOPE_PROTOTYPE)
@Service
publicclass TestService2 {

    @Autowired
    private TestService1 testService1;

    public void test2() {
    }
}

很多人说这种情况spring容器启动会报错,其实是不对的,我非常负责任的告诉你程序能够正常启动。

为什么呢?

其实在 AbstractApplicationContext 类的 refresh 方法中告诉了我们答案,它会调用 finishBeanFactoryInitialization 方法,该方法的作用是为了spring容器启动的时候提前初始化一些bean。该方法的内部又调用了 preInstantiateSingletons 方法


标红的地方明显能够看出:非抽象、单例 并且非懒加载的类才能被提前初始bean。

而多例即 SCOPE_PROTOTYPE 类型的类,非单例,不会被提前初始化bean,所以程序能够正常启动。

如何让他提前初始化bean呢?

只需要再定义一个单例的类,在它里面注入TestService1

@Service
publicclass TestService3 {

    @Autowired
    private TestService1 testService1;
}

重新启动程序,执行结果:

Requested bean is currently in creation: Is there an unresolvable circular reference?

果然出现了循环依赖。

注意:这种循环依赖问题是无法解决的,因为它没有用缓存,每次都会生成一个新对象。

场景三:构造器注入

这种注入方式现在其实用的已经非常少了,但是我们还是有必要了解一下,看看如下代码:

@Service
publicclass TestService1 {

    public TestService1(TestService2 testService2) {
    }
}
@Service
publicclass TestService2 {

    public TestService2(TestService1 testService1) {
    }
}

运行结果:

Requested bean is currently in creation: Is there an unresolvable circular reference?

出现了循环依赖,为什么呢?

从图中的流程看出构造器注入没能添加到三级缓存,也没有使用缓存,所以也无法解决循环依赖问题。

场景四:单例的代理对象setter注入

这种注入方式其实也比较常用,比如平时使用: @Async 注解的场景,会通过 AOP 自动生成代理对象。

我那位同事的问题也是这种情况。

@Service
publicclass TestService1 {

    @Autowired
    private TestService2 testService2;

    @Async
    public void test1() {
    }
}
@Service
publicclass TestService2 {

    @Autowired
    private TestService1 testService1;

    public void test2() {
    }
}

从前面得知程序启动会报错,出现了循环依赖:

org.springframework.beans.factory.BeanCurrentlyInCreationException: Error creating bean with name 'testService1': Bean with name 'testService1' has been injected into other beans [testService2] in its raw version as part of a circular reference, but has eventually been wrapped. This means that said other beans do not use the final version of the bean. This is often the result of over-eager type matching - consider using 'getBeanNamesOfType' with the 'allowEagerInit' flag turned off, for example.

为什么会循环依赖呢?

答案就在下面这张图中:

说白了,bean初始化完成之后,后面还有一步去检查:第二级缓存 和 原始对象 是否相等。由于它对前面流程来说无关紧要,所以前面的流程图中省略了,但是在这里是关键点,我们重点说说:

那位同事的问题正好是走到这段代码,发现第二级缓存 和 原始对象不相等,所以抛出了循环依赖的异常。

如果这时候把TestService1改个名字,改成:TestService6,其他的都不变。

@Service
publicclass TestService6 {

    @Autowired
    private TestService2 testService2;

    @Async
    public void test1() {
    }
}

再重新启动一下程序,神奇般的好了。

what? 这又是为什么?

这就要从spring的bean加载顺序说起了,默认情况下,spring是按照文件完整路径递归查找的,按路径+文件名排序,排在前面的先加载。所以TestService1比TestService2先加载,而改了文件名称之后,TestService2比TestService6先加载。

为什么TestService2比TestService6先加载就没问题呢?

答案在下面这张图中:

这种情况testService6中其实第二级缓存是空的,不需要跟原始对象判断,所以不会抛出循环依赖。

场景5:DependsOn循环依赖

还有一种有些特殊的场景,比如我们需要在实例化Bean A之前,先实例化Bean B,这个时候就可以使用 @DependsOn 注解。

@DependsOn(value = "testService2")
@Service
publicclass TestService1 {

    @Autowired
    private TestService2 testService2;

    public void test1() {
    }
}
@DependsOn(value = "testService1")
@Service
publicclass TestService2 {

    @Autowired
    private TestService1 testService1;

    public void test2() {
    }
}

程序启动之后,执行结果:

Circular depends-on relationship between 'testService2' and 'testService1'

这个例子中本来如果TestService1和TestService2都没有加 @DependsOn 注解是没问题的,反而加了这个注解会出现循环依赖问题。

这又是为什么?

答案在 AbstractBeanFactory 类的 doGetBean 方法的这段代码中:


它会检查dependsOn的实例有没有循环依赖,如果有循环依赖则抛异常。

总体策略:出现循环依赖如何解决?

项目中如果出现循环依赖问题,说明是spring默认无法解决的循环依赖,要看项目的打印日志,属于哪种循环依赖。目前包含下面几种情况:

生成代理对象产生的循环依赖 的解决方案:

这类循环依赖问题解决方法很多,主要有:

  1. 使用 @Lazy 注解,延迟加载
  2. 使用 @DependsOn 注解,指定加载先后关系
  3. 修改文件名称,改变循环依赖类的加载顺序
使用@DependsOn产生的循环依赖 的解决方案:

这类循环依赖问题要找到 @DependsOn 注解循环依赖的地方,迫使它不循环依赖就可以解决问题。

多例循环依赖 的解决方案:

这类循环依赖问题可以通过把bean改成单例的解决。

构造器循环依赖 的解决方案:

这类循环依赖问题可以通过使用 @Lazy 注解解决

回答提要:

按照上面的方式回答, 起码120分。
但是答案太复杂, 如果上面的答案,记不住,就用下面的答案吧,至少也是100分。

37、 问题: Spring是怎么解决循环依赖的?

首先,Spring 解决循环依赖有两个前提条件:

  1. 不全是构造器方式的循环依赖
  2. 必须是单例

基于上面的问题,我们知道Bean的生命周期,本质上解决循环依赖的问题就是三级缓存,通过三级缓存提前拿到未初始化的对象。

第一级缓存:用来保存实例化、初始化都完成的对象

第二级缓存:用来保存实例化完成,但是未初始化完成的对象

第三级缓存:用来保存一个对象工厂,提供一个匿名内部类,用于创建二级缓存中的对象

假设一个简单的循环依赖场景,A、B互相依赖。

A对象的创建过程:

  1. 创建对象A,实例化的时候把A对象工厂放入三级缓存

  1. A注入属性时,发现依赖B,转而去实例化B
  2. 同样创建对象B,注入属性时发现依赖A,一次从一级到三级缓存查询A,从三级缓存通过对象工厂拿到A,把A放入二级缓存,同时删除三级缓存中的A,此时,B已经实例化并且初始化完成,把B放入一级缓存。

  1. 接着继续创建A,顺利从一级缓存拿到实例化且初始化完成的B对象,A对象创建也完成,删除二级缓存中的A,同时把A放入一级缓存
  2. 最后,一级缓存中保存着实例化、初始化都完成的A、B对象

因此,由于把实例化和初始化的流程分开了,所以如果都是用构造器的话,就没法分离这个操作,所以都是构造器的话就无法解决循环依赖的问题了。

38、 问题:为什么要三级缓存?二级不行吗?

不可以,主要是为了生成代理对象。

因为三级缓存中放的是生成具体对象的匿名内部类,他可以生成代理对象,也可以是普通的实例对象。

使用三级缓存主要是为了保证不管什么时候使用的都是一个对象。

假设只有二级缓存的情况,往二级缓存中放的显示一个普通的Bean对象, BeanPostProcessor 去生成代理对象之后,覆盖掉二级缓存中的普通Bean对象,那么多线程环境下可能取到的对象就不一致了。

39、 什么是基于Java的Spring注解配置? 给一些注解的例子

基于Java的配置,允许你在少量的Java注解的帮助下,进行你的大部分Spring配置而非通过XML文件。

以@Configuration 注解为例,它用来标记类可以当做一个bean的定义,被Spring IOC容器使用。

另一个例子是@Bean注解,它表示此方法将要返回一个对象,作为一个bean注册进Spring应用上下文。

@Configuration
public class StudentConfig {
    @Bean
    public StudentBean myStudent() {
        return new StudentBean();
    }
}

40、 @Component, @Controller, @Repository, @Service 有何区别?

@Component:这将 java 类标记为 bean。它是任何 Spring 管理组件的通用构造型。spring 的组件扫描机制现在可以将其拾取并将其拉入应用程序环境中。

@Controller:这将一个类标记为 Spring Web MVC 控制器。标有它的 Bean 会自动导入到 IoC 容器中。

@Service:此注解是组件注解的特化。它不会对 @Component 注解提供任何其他行为。您可以在服务层类中使用 @Service 而不是 @Component,因为它以更好的方式指定了意图。

@Repository:这个注解是具有类似用途和功能的 @Component 注解的特化。它为 DAO 提供了额外的好处。它将 DAO 导入 IoC 容器,并使未经检查的异常有资格转换为 Spring DataAccessException。

41、 @Required 注解有什么作用

这个注解表明bean的属性必须在配置的时候设置,通过一个bean定义的显式的属性值或通过自动装配,若@Required注解的bean属性未被设置,容器将抛出BeanInitializationException。示例:

public class Employee {
    private String name;
    @Required
    public void setName(String name){
        this.name=name;
    }
    public string getName(){
        return name;
    }
}

42、 @Autowired 注解有什么作用

@Autowired默认是按照类型装配注入的,默认情况下它要求依赖对象必须存在(可以设置它required属性为false)。@Autowired 注解提供了更细粒度的控制,包括在何处以及如何完成自动装配。它的用法和@Required一样,修饰setter方法、构造器、属性或者具有任意名称和/或多个参数的PN方法。

public class Employee {
    private String name;
    @Autowired
    public void setName(String name) {
        this.name=name;
    }
    public string getName(){
        return name;
    }
}

43、 @Autowired和@Resource之间的区别

@Autowired可用于:构造函数、成员变量、Setter方法

@Autowired和@Resource之间的区别

  • @Autowired默认是按照类型装配注入的,默认情况下它要求依赖对象必须存在(可以设置它required属性为false)。
  • @Resource默认是按照名称来装配注入的,只有当找不到与名称匹配的bean才会按照类型来装配注入。

44、 @Qualifier 注解有什么作用

当您创建多个相同类型的 bean 并希望仅使用属性装配其中一个 bean 时,您可以使用@Qualifier 注解和 @Autowired 通过指定应该装配哪个确切的 bean 来消除歧义。

45、 @RequestMapping 注解有什么用?

@RequestMapping 注解用于将特定 HTTP 请求方法映射到将处理相应请求的控制器中的特定类/方法。此注释可应用于两个级别:

  • 类级别:映射请求的 URL
  • 方法级别:映射 URL 以及 HTTP 请求方法

46、 解释对象/关系映射集成模块

Spring 通过提供ORM模块,支持我们在直接JDBC之上使用一个对象/关系映射映射(ORM)工具,Spring 支持集成主流的ORM框架,如Hiberate,JDO和 iBATIS,JPA,TopLink,JDO,OJB 。Spring的事务管理同样支持以上所有ORM框架及JDBC。

47、 在Spring框架中如何更有效地使用JDBC?

使用Spring JDBC 框架,资源管理和错误处理的代价都会被减轻。所以开发者只需写statements 和 queries从数据存取数据,JDBC也可以在Spring框架提供的模板类的帮助下更有效地被使用,这个模板叫JdbcTemplate

48、 解释JDBC抽象和DAO模块

通过使用JDBC抽象和DAO模块,保证数据库代码的简洁,并能避免数据库资源错误关闭导致的问题,它在各种不同的数据库的错误信息之上,提供了一个统一的异常访问层。它还利用Spring的AOP 模块给Spring应用中的对象提供事务管理服务。

49、 JdbcTemplate是什么

JdbcTemplate 类提供了很多便利的方法解决诸如把数据库数据转变成基本数据类型或对象,执行写好的或可调用的数据库操作语句,提供自定义的数据错误处理。

50、 使用Spring通过什么方式访问Hibernate?使用 Spring 访问 Hibernate 的方法有哪些?

在Spring中有两种方式访问Hibernate:

  • 使用 Hibernate 模板和回调进行控制反转
  • 扩展 HibernateDAOSupport 并应用 AOP 拦截器节点

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