面试总结之Spring篇

news2024/11/25 21:34:17

一、AOP

1、什么是AOP

1.1、概述

  • AOP（Aspect-Oriented Programming）：面向切面编程，即把一些业务逻辑中的相同代码抽取出来，让业务逻辑更加简练清爽
    在这里插入图片描述
  • 如果要CRUD写一堆业务，可如何实现业务代码前后进行打印日志和参数的校验？
    可以把日志记录和数据校验可重用的功能模块分离出来，然后在程序合适的位置动态地植入这些代码并执行，如此，让业务逻辑只包含核心的业务代码，而没有通用逻辑的代码，使业务模块更简洁，实现了业务逻辑和通用逻辑的代码分离，便于维护和升级，降低了业务逻辑和通用逻辑的耦合性
    在这里插入图片描述
  • AOP可以将遍布应用的功能分离出来形成可重用的组件，在编译期间、装载期间或运行期间实现给原程序动态添加功能（在不修改源代码的情况下），从而实现对业务逻辑的隔离，提高代码的模块化能力
    在这里插入图片描述
  • AOP的核心是动态代理，如果实现了接口，就使用JDK的动态代理，不然就使用CGLIB代理，主要应用于处理具有横切性质的系统级功能，如日志收集、事务管理、安全检查、缓存、对象池管理等

1.2、AOP的核心概念

  • 目标对象（Target）：代理的目标对象
    在这里插入图片描述
  • 切面（Aspect）：类是对物体特征的抽象，切面就是对横切关注点的抽象，在Spring中，通过@Aspect注解声明当前类为切面，一般要在切面定义切入点和通知
  • 连接点（JoinPoint）：被拦截的点，由于Spring只支持方法类型的连接点，所以在Spring中，连接点指的是被拦截到的方法，实际上连接点还可以是字段或者构造器
  • 切点（PointCut）：带有通知的连接点，在程序中主要体现为书写切入点表达式
    在这里插入图片描述
// 以自定义注解 @CustomLog为切点
@Pointcut("@annotation(com.example.interviewStudy.annotation.CustomLog)")
public void logPcut() {
}
  • 通知（Advice）：拦截到连接点之后要执行的代码，也称作增强
  • 织入（Weave）：将切面/ 切面类和目标类动态接入
    编译器织入：切面在目标类编译时织入
    类加载期织入：切面在目标类加载到JVM时织入，需要特殊的类加载器，可以在目标类被引入应用之前增强该目标类的字节码，AspectJ采用编译期织入和类加载器织入
    运行期织入：切面在应用运行的某时刻被织入，一般情况下，在织入切面时，AOP容器会为目标对象动态地创建一个代理对象，这也是SpringAOP织入切面的方式
  • 增强器（advisor）：筛选类中的哪些方法是连接点（哪些方法需要被拦截）
  • 引介（introduction）：⼀种特殊的增强，可以动态地为类添加⼀些属性和方法

1.3、AOP的环绕方式

AOP有五种通知的方式：

  • 前置通知 (@Before)：在切入点方法执行之前执行
  • 环绕通知 (@Around)：手动调用切入点方法并对其进行增强的通知方式
  • 后置通知 (@After)：在切入点方法执行之后执行，无论切入点方法内部是否出现异常，后置通知都会执行
  • 异常通知 (@AfterThrowing)：在切入点方法执行之后执行，只有当切入点方法内部出现异常之后才执行
  • 返回通知 (@AfterReturning)：在切入点方法执行之后执行，如果切入点方法内部出现异常将不会执行

当有多个切面的情况下，可以通过 @Order指定先后顺序，数字越小，优先级越高

2、AOP在项目中的运用

2.1、日志输出

  • 在SpringBoot项目中，使用AOP 打印接口的入参和出参日志，以及执行时间
    1）引入依赖
  <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>2.7.8</version>
        <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
    </parent>

  <dependency>
      <groupId>org.springframework.boot</groupId>
      <artifactId>spring-boot-starter-aop</artifactId>
  </dependency>
  • 2）自定义注解 作为切入点
import java.lang.annotation.*;

@Target({ElementType.METHOD})   // 指定注解使用在方法上
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface CustomLog {

    String info();
}
  • 3）配置AOP切面
import com.fasterxml.jackson.core.JsonProcessingException;
import com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper;
import org.aspectj.lang.JoinPoint;
import org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint;
import org.aspectj.lang.annotation.*;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.web.context.request.RequestContextHolder;
import org.springframework.web.context.request.ServletRequestAttributes;

import javax.servlet.http.HttpServletRequest;

@Aspect   // 标识当前类为切面
@Component
public class CustomLogAspect {

    // getLogger(Class<?> clazz)
    public static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(CustomLogAspect.class);

    // 以自定义注解 @CustomLog为切点
    @Pointcut("@annotation(com.example.interviewStudy.annotation.CustomLog)")
    public void logPcut() {
    }

    // 前置通知: 在切点之前织入
    @Before("logPcut()")
    public void doBefore(JoinPoint joinPoint) throws JsonProcessingException {
        ServletRequestAttributes attributes = (ServletRequestAttributes) RequestContextHolder.getRequestAttributes();
        HttpServletRequest request = attributes.getRequest();
        logger.info("========== 开始打印请求参数 ===========");
        logger.info("URL: {}", request.getRequestURL().toString());
        logger.info("HTTP Method: {}", request.getMethod());
        logger.info("Controller的全路径 和 执行方法: {} , {}方法", joinPoint.getSignature().getDeclaringTypeName(), joinPoint.getSignature().getName());
        logger.info("请求入参:{}", new ObjectMapper().writeValueAsString(joinPoint.getArgs()));
    }

    // 后置通知,在切入点之后织入
    @After("logPcut()")
    public void doAfter() {
        logger.info("======== 请求日志输出完毕 ========");
    }

    /**
     * 环绕通知: ProceedingJoinPoint对象调用proceed方法,实现 原本目标方法的调用
     *   ProceedingJoinPoint 只支持环绕通知,如果其他通知也采用ProceedingJoinPoint作为连接点,就会出现异常
     *   ==> Caused by: java.lang.IllegalArgumentException: ProceedingJoinPoint is only supported for around advice
     * */
    @Around("logPcut()")
    public Object doAround(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {

        long start = System.currentTimeMillis();

        Object result = joinPoint.proceed();
        long end = System.currentTimeMillis();

        logger.info("请求结果: {}", new ObjectMapper().writeValueAsString(result));
        logger.info("请求处理耗时: {} ms", (end - start));
        return result;
    }
}
  • 4）在接口上添加自定义注解
@RestController
@RequestMapping("/aop")
public class CustomAspectController {

    @GetMapping("/hello")
    @CustomLog(info = "hello,使用AOP实现请求日志输出")
    public String hello(String uname) {
        return "Hello,welcome to studing AOP, your name is " + uname;
    }
}

执行结果：
在这里插入图片描述

3、JDK和CGLIB的动态代理

  • 动态代理主要有JDK动态代理和CGLIB的动态代理

1）JDK动态代理

  • Interface：对于JDK动态代理，目标类需要实现一个Interface
  • InvocationHandler：通过实现InvocationHandler接口，定义横切逻辑，再通过反射机制（invoke）调用目标类的方法，在此过程，可能包装逻辑，对目标方法进行前置/ 后置处理
  • Proxy：利用InvocationHandler动态创建一个符合目标类实现接口的实例，生成目标类的代理对象

我们来看⼀个常见的⼩场景，客服中转，解决⽤户问题：
在这里插入图片描述
代码实现：
在这里插入图片描述

  • 接口
public interface ISolver {
    public String solve();
}
  • 目标类：需要实现对应接口
public class ProblemSolver implements ISolver{
    @Override
    public String solve() {
        System.out.println("ProblemSolver,solve方法 ==> 问题正在解决中...");
        return "OKK";
    }
}
  • 动态代理工厂：ProxyFactory，直接用反射生成一个目标对象的代理对象，如下是用匿名内部类的方式重写了InvocationHandler的方法
import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;

public class ProxyFactory {

    // 维护一个目标对象
    private Object target;

    public ProxyFactory(Object target){
        this.target = target;
    }

    // 为目标对象生成代理对象
    public Object getProxyInstance(){
        return Proxy.newProxyInstance(
                target.getClass().getClassLoader(),
                target.getClass().getInterfaces(),
                new InvocationHandler() {
                    @Override
                    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
                        System.out.println("请描述您的问题:");
                        // 通过反射机制 调用目标对象方法
                        Object result = method.invoke(target, args);
                        System.out.println("问题已经得到解决！！");
                        // 返回 目标对象方法的返回值
                        return result;
                    }
                });
    }
}
  • 客户端：Client，生成一个代理对象实例，通过代理对象 调用目标对象的方法
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        ISolver developer = new ProblemSolver();
        // 创建代理对象实例
        ISolver instance = (ISolver) new ProxyFactory(developer).getProxyInstance();
        // 代理对象调用目标对象方法,得到目标方法的返回值并输出
        String res = instance.solve();
        System.out.println(res);
    }
}

执行结果：
在这里插入图片描述

2）CGLIB动态代理

  • 目标类（不需要像JDK动态代理一样实现接口）：
public class CglibSolver {

    public String solve(){
        System.out.println("Testing implement proxy by cglib");
        return "CglibSolver ==> solve方法";
    }
}
  • 动态代理工厂：
import org.springframework.cglib.proxy.Callback;
import org.springframework.cglib.proxy.Enhancer;
import org.springframework.cglib.proxy.MethodInterceptor;
import org.springframework.cglib.proxy.MethodProxy;

import java.lang.reflect.Method;

public class ProxyFactory implements MethodInterceptor, Callback {

    private Object target;

    public ProxyFactory(Object target){
        this.target = target;
    }

    public Object getProxyInstance(){
        Enhancer enhancer = new Enhancer();
        // 设置父类
        enhancer.setSuperclass(target.getClass());
        // 设置回调函数,用于监听当前事件
        enhancer.setCallback(this);
        // 创建子类对象代理
        return enhancer.create();
    }

    @Override
    public Object intercept(Object o, Method method, Object[] args, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
        System.out.println("请问有什么可以帮到您?");
        // 调用目标对象的方法
        Object result = method.invoke(target, args);
        System.out.println("问题得到解决啦哈！");

        return result;
    }
}
  • 客户端：Client
public class CgClient {
    public static void main(String[] args) {
        CglibSolver solver = new CglibSolver();
        // 创建代理对象
        CglibSolver proxy = (CglibSolver) new ProxyFactory(solver).getProxyInstance();
        // 通过代理对象实例调用目标对象方法
        String result = proxy.solve();
        System.out.println("result : " + result);

    }
}

执行结果（代理对象替目标对象执行调用方法）：
在这里插入图片描述

4、Spring AOP和AspectJ AOP的区别

1） Spring AOP

Spring AOP属于运行时增强，主要具有如下特点：

  • 基于动态代理来实现，默认如果使用接口的方式来实现，则使用JDK提供的动态代理；如果是方法，则使用CGLIB来实现
  • Spring AOP需要依赖IOC容器来管理，并且只能作用于Spring容器，使用纯Java代码实现
  • 在性能上，由于Spring AOP是基于动态代理来实现的，在容器启动时需要生成代理实例，在方法调用上也会增加栈的深度，使得Spring AOP的性能不如Aspect好

2）AspectJ

  • AspectJ是功能强大的AOP框架，属于编译时增强，可以单独使用，也可以整合到其他框架中，是AOP编程的完全解决方案

  • AspectJ属于静态织入，通过修改代码来实现，在实际运行之前就完成了织入，生成的类没有额外运行时开销，可织入时机如下：
    A、编译期织入（Compile-time weaving）：如 A类使用AspectJ添加了某属性，B类引用了A类，该场景就需要编译期进行织入，否则没法编译B类
    B、编译后织入（Post-compile weaving）：在已生成了字节码/ class文件，或已经打包成jar包后，该情况需要增强，就需要使用到编译后织入
    C、类加载后织入（Load-time weaving）：在加载类时进行织入

  • 两者整体对比如下：
    在这里插入图片描述

事务

1、Spring事务的种类

Spring支持编程式事务和声明式事务管理两种方式：
1）编程式事务管理：使用TransactionTemplate，需要显示地执行事务
2）声明式事务管理：建立在AOP之上，其本质是通过AOP功能，对方法前后进行拦截，将事务处理的功能编织到拦截的方法中，即在目标方法开始之前启动事务，在执行完目标方法之后根据执行情况 进行提交或回滚事务

  • 优点：不需要在业务逻辑代码中掺杂事务管理的代码，只需要在配置文件中进行相关的事务规则声明或通过 @Transactional注解声明事务（以及在启动类上添加@EnableTransactionManagement注解开启事务管理），将事务规则应用到业务逻辑中，减少业务代码的侵入
  • 缺点：最细粒度只能作用到方法级别，无法做到像编程式事务那样作用到代码块级别

2、声明式事务的失效情况

3、声明式事务的实现原理

4、Spring事务的隔离级别

  • Spring的接口TransactionDefinition定义了表示隔离级别的常量，主要是对应后端数据库的事务隔离级别：
  • ISOLATION_DEFAULT：使用后端数据库默认的隔离级别，MySQL默认可重复读，Oracle默认读已提交
  • ISOLATION_READ_UNCOMMITTED：读未提交
  • ISOLATION_READ_COMMITTED：读已提交
  • ISOLATION_REPEATABLE_READ：可重复读
  • ISOLATION_SERIALIZABLE：串行化

5、Spring事务的传播机制

未完待续…

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