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我是 javapub，一名 Markdown 程序員從?????，八股文種子選手。

《面試1v1》 連載中…

我是 javapub，一名 Markdown 程序員從?????，八股文種子選手。

面試官： 想請你簡單介紹一下 Spring 框架,它的核心特性是什么?

候選人： Spring 是一個開源框架,目的是簡化 JavaEE 開發(fā)。它的核心特性有:

1. IoC(Inverse of Control):通過 DI(Dependency Injection)實現(xiàn)將對象間的依賴關系交給 Spring 管理。
2. AOP(Aspect Oriented Programming):面向切面編程,可以在程序運行期間動態(tài)的將某段代碼切入到指定的方法、指定的位置進行運行。
3. Portlet MVC:Spring 提供 MVC 框架可以快速開發(fā) Web 應用。
4. 事務管理:Spring 提供廣泛的事務管理接口,支持 JDBC、Hibernate 等事務管理。
5. Spring 統(tǒng)一一體化了其他框架和技術,如:Struts、Hibernate、Quartz 等。
   面試官(笑):你說的真是五花八門,讓我有點暈,來聊點具體的吧。Spring 是如何工作的,它如何用于構建 Web 應用程序?

候選人： 好的,Spring 的工作原理主要是 IoC 容器。對 Web 應用來說,Spring MVC 是基于 JavaEE 的 Model-View-Controller 設計模式構建的,主要工作流程是:

1. 瀏覽器發(fā)送請求到 DispatcherServlet。
2. DispatcherServlet 接收請求后會轉(zhuǎn)交給 HandlerMapping 得到請求對應的 Handler。
3. HandlerMapping 將 Handler 映射到 HandlerAdapter。
4. HandlerAdapter 調(diào)用 Handler 處理請求,Handler 會返回一個 ModelAndView。
5. ViewResolver 解析 ModelAndView,找到正確的 View。
6. DispatcherServlet 將 View 返回給瀏覽器。

通過這個流程,Spring MVC 應用了 MVC 模式,實現(xiàn)了業(yè)務邏輯、控制邏輯、表現(xiàn)邏輯的分離,使我們可以更加專注于業(yè)務開發(fā)。

面試官： 你說的很具體,我明白了。那么 Spring 可以在哪些實際場景中使用?開發(fā)人員在使用 Spring 時常犯哪些錯誤?

候選人： Spring 可以應用在很多實際場景中:

1. Web 應用:Spring MVC 是 Spring 體系中最為成熟的框架,可以用來開發(fā)網(wǎng)站、BBS、博客等 Web 應用。
2. 企業(yè)應用:Spring 提供事務管理、數(shù)據(jù)訪問等功能,非常適用于開發(fā)企業(yè)級應用。
3. 微服務:Spring Boot 提供了快速開發(fā)單個微服務的能力,配合 Spring Cloud 可以開發(fā)微服務架構的系統(tǒng)。
4. Android 應用:Spring for Android 提供了在 Android 應用中使用 Spring 的能力。

開發(fā)人員在使用 Spring 時常犯的幾個錯誤:

1. 容器管理對象依賴關系錯亂:未正確配置 bean 的依賴關系,導致依賴注入錯誤。
2. 上下文目錄 problemas:beans.xml 配置文件放在了非上下文目錄,導致 Spring 無法識別。
3. 事務管理錯誤:未正確配置事務屬性,導致事務管理不生效。
4. AOP 誤用:濫用 AOP 或錯誤使用 AOP 導致 sistem 過于復雜或 AOP 不生效。
5. 未考慮擴展性:在開發(fā)初期未考慮系統(tǒng)擴展性,導致系統(tǒng)難以演進。

面試官： 那么如何使基于 Spring 的應用程序更高效、更可擴展?

候選人： 這里有幾點建議:

1. 采用模塊化設計,遵循高內(nèi)聚低耦合原則,每個模塊保持高內(nèi)聚,模塊之間低耦合。
2. 使用設計模式,如工廠模式、單例模式、代理模式等,提高系統(tǒng)擴展性。
3. 應用 AOP,通過預置切點在不修改源代碼的情況下增加新功能。
4. 使用 Spring 的事件機制,通過事件監(jiān)聽器監(jiān)聽事件,當事件觸發(fā)時執(zhí)行相應邏輯。
5. 應用 Spring 的 Profile 功能,可以根據(jù)環(huán)境部署不同的 bean,提高系統(tǒng)靈活性。
6. 使用 Spring Boot 依賴管理和自動配置的能力,簡化構建過程,提高開發(fā)效率。
7. 應用微服務架構,將單體應用拆分成職責單一、松耦合的服務,更容易擴展和升級。
8. 使用緩存技術,如 Redis 緩存數(shù)據(jù)庫查詢結果,降低數(shù)據(jù)庫壓力,提高系統(tǒng)吞吐量。

面試官： 很棒,你對 Spring 和高可擴展系統(tǒng)的理解很透徹!最后一個問題,Spring 的源碼中 IoC 容器的實現(xiàn)你可以大致描述一下嗎?

候選人： 可以的,IoC 容器的實現(xiàn)主要在 AbstractApplicationContext 及其子類 ClassPathXmlApplicationContext 和FileSystemXmlApplicationContext 中。主要流程是:

1. 容器啟動時會調(diào)用 refresh() 方法,其中會調(diào)用 obtainFreshBeanFactory() 方法初始化 DefaultListableBeanFactory,此為 IoC 容器的核心。

// AbstractApplicationContext.java
public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
   // 初始化 BeanFactory
   DefaultListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();
}

2. 然后會調(diào)用 loadBeanDefinitions(beanFactory) 方法加載 bean 定義,主要通過 XmlBeanDefinitionReader 解析 bean 定義文件。

// AbstractXmlApplicationContext.java  
@Override
protected void loadBeanDefinitions(DefaultListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException, IOException {
    // Create a new XmlBeanDefinitionReader for the given BeanFactory.
    XmlBeanDefinitionReader beanDefinitionReader = new XmlBeanDefinitionReader(beanFactory);
  
    // Configure the bean definition reader with this context's
    // resource loading environment.
    beanDefinitionReader.setEnvironment(this.getEnvironment());
    beanDefinitionReader.setResourceLoader(this);
    beanDefinitionReader.setEntityResolver(new ResourceEntityResolver(this));
  
    // Allow a subclass to provide custom initialization of the reader,
    // then proceed with actually loading the bean definitions.
    initBeanDefinitionReader(beanDefinitionReader);
    loadBeanDefinitions(beanDefinitionReader);
}

3. bean 實例化階段會調(diào)用 getBean() 方法,通過工廠方法或構造器實例化 bean。
4. 實例化 bean 后,會對 bean 進行屬性注入、初始化以及其他Aware接口回調(diào)。
5. bean 的生命周期至此結束,容器會對 bean 進行管理,直至容器關閉。
   這就是 IoC 容器實現(xiàn)的大致流程,關鍵是 bean 定義資源的加載和解析,以及 bean 的實例化及生命周期管理。IoC 容器屏蔽了 bean 之間的依賴關系,使 bean 的使用者可以零配置使用 bean。

面試官： 你的解釋很到位,IoC 容器的源碼分析確實需要對它的原理有深入了解。最后一個問題,在你的項目中是如何設計一個高并發(fā)的系統(tǒng)的?

候選人： 設計一個高并發(fā)系統(tǒng),有以下幾點建議:

1. 選擇高性能技術棧:選擇支持高并發(fā)的語言(Java、Go 等)和框架(Spring、Vert.x 等)。
2. 采用分布式和微服務架構:將系統(tǒng)拆分為多個單一職責的服務,部署在不同服務器上,可以實現(xiàn)高可用和負載均衡。
3. 選擇高性能存儲:使用能支撐高并發(fā)讀寫的數(shù)據(jù)庫,如 Redis、Kafka 等。對關系型數(shù)據(jù)庫進行分庫分表、添加緩存等優(yōu)化。
4. 限流與降級:使用限流手段控制流量,避免被高流量打垮;使用降級策略保證核心服務可用。
5. 緩存與異步:對頻繁讀取數(shù)據(jù)的接口使用緩存;對非關鍵性計算使用異步處理,避免線程阻塞。
6. 服務治理:使用服務注冊與發(fā)現(xiàn)、熔斷器、網(wǎng)關等手段管理各服務。
7. 線程模型優(yōu)化:根據(jù)業(yè)務選擇恰當?shù)木€程模型。如對大量短連接使用線程池;對長連接使用主從 Reactor 線程模型等。
8. 利用好硬件資源:合理分配 CPU 和內(nèi)存資源給應用;利用好多核 CPU 進行并行計算等。
9. 測試與監(jiān)控:進行壓力測試,監(jiān)控系統(tǒng)的負載、吞吐量和延遲指標,并進行優(yōu)化。
10. 容錯和自動恢復:設計穩(wěn)定的容錯方案,當系統(tǒng)發(fā)生故障時可以自動檢測并恢復。
    這些方面搭配得當,可以設計一個高性能、高并發(fā)的系統(tǒng)。但需要權衡系統(tǒng)復雜性,在滿足需求前提下保持最簡實現(xiàn)。

面試官： 很棒,你在高并發(fā)系統(tǒng)設計方面有很強的理解力和豐富經(jīng)驗。

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