B 站千万长连接实时消息系统的架构设计与实践
本文由哔哩哔哩资深开发工程师黄山成分享,原题“千万长连消息系统”,本文进行了排版和内容优化等。
1、引言
在当今数字娱乐时代,弹幕已经成为直播平台上不可或缺的互动元素之一。
用户通过发送弹幕、送礼等,可以实时在直播画面上展现自己的想法、评论和互动内容,从而丰富了用户观看体验。在这个过程中,实时向终端推送互动信息,就需要用到长连接。
长连接,顾名思义,是应用存活期间和服务端一直保持的网络数据通道,能够支持全双工上下行数据传输。其和请求响应模式的短连接服务最大的差异,在于它可以提供服务端主动给用户实时推送数据的能力。
本文将介绍B站基于golang实现的千万级长连接实时消息系统的架构设计与实践,包括长连接服务的框架设计,以及针对稳定性与高吞吐做的相关优化。
2、关联文章
- 《B站基于微服务的API网关从0到1的演进之路》
- 《石墨文档单机50万WebSocket长连接架构实践》
- 《百度统一socket长连接组件从0到1的技术实践》
- 《探探的IM长连接技术实践:技术选型、架构设计、性能优化》
- 《爱奇艺WebSocket实时推送网关技术实践》
- 《LinkedIn的Web端即时通讯实践:实现单机几十万条长连接》
- 《一个基于长连接的安全可扩展的订阅/推送服务实现思路》
- 《魅族2500万长连接的实时消息推送架构的技术实践分享》
- 《专访魅族架构师:海量长连接的实时消息推送系统的心得体会》
3、架构设计
3.1概述
3.1概述
长连接服务是多业务方共同使用一条长连接。
因为在设计时,需要考虑到不同业务方、不同业务场景对长连接服务的诉求,同时也要考虑长连接服务的边界,避免介入业务逻辑,影响后续长连接服务的迭代和发展。
长连接服务主要分为三个方面:
- 1)长连接建立、维护、管理;
- 2)下行数据推送;
- 3)上行数据转发(目前只有心跳,还没实际业务场景需求)。
3.2整体架构
长连接服务整体构架如上图所示,整体服务包含以下几个部分。
1)控制层:建连的前置调用,主要做接入合法性校验、身份校验和路由管控。
主要职责:
- 1)用户身份鉴权;
- 2)加密组装数据,生成合法token;
- 3)动态调度分配接入节点。
2)接入层:长连接核心服务,主要做卸载证书、协议对接和长连接维护。
主要职责:
- 1)卸载证书和协议;
- 2)负责和客户端建立并维护连接,管理连接id和roomid的映射关系;
- 3)处理上下行消息。
3)逻辑层:简化接入层,主要做长连的业务功能。
主要职责:
- 1)在线人数上报记录;
- 2)记录连接ID各属性和各节点的映射关系。
- 4)消息分发层:消息推送到接入层。
主要职责:
- 1)消息封装、压缩和聚合推送给相应的边缘节点;
5)服务层:业务服务对接层,提供下行消息推送入口。
主要职责:
- 1)管控业务推送权限;
- 2)消息检测和重组装;
- 3)消息按一定策略限流,保护自身系统。
3.3核心流程
长连接主要是3个核心流程:
- 1)建立连接:由客户端发起,先通过控制层,获取该设备合法的token和接入点配置;
- 2)维持连接:主要是客户端定时发起心跳,来保证长连接活跃;
- 3)下行推送:下行推送由业务Server发起,经由服务层根据相关标识确定连接标识和接入节点,经过消息分发层,把推送到对应的接入层,写入到指定连接上,然后下发到客户端。
3.4功能列表
结合B站业务场景,下行数据推送,提供如下通用功能:
- 1)用户级消息:指定推送给某些用户(比如给某个主播发送邀请pk消息);
- 2)设备级消息:制定推送给某些设备(比如针对未登陆的设备,推送客户端日志上报指令);
- 3)房间级消息:给某房间内的连接推送消息(比如给直播间的所有在线用户推送弹幕消息);
- 4)分区消息:给某分区的房间推送消息(比如给某个分区下,所有开播的房间,推送某个营收活动);
- 5)全区消息:给全平台用户推送消息(比如给全部在线用户推送活动通知)。
4、高吞吐技术设计
随着业务发展壮大,在线用户越来越多,长连系统的压力越来越大,尤其是热门赛事直播,比如s赛期间,全平台在线人数快达到千万,消息吞吐量有上亿,长连系统消息分发平均延迟耗时在1s左右,消息到达率达到99%,下面具体分析下长连做了哪些措施。
4.1网络协议
选择合适的网络协议对于长连接系统的性能至关重要:
- 1)TCP协议:可以提供可靠的连接和数据传输,适用于对数据可靠性要求较高的场景;
- 2)UDP协议:是一个不可靠的协议,但是传输效率高,适用于对数据可靠性要求不高的场景;
- 3)WebSocket协议:也是实现双向通信而不增加太多的开销,更多的用于web端。
接入层拆分成协议模块和连接模块:
- 1)协议模块:和具体的通讯层协议交互,封装不同通讯协议的接口和逻辑差异。
- 2)连接模块:维护长连接业务连接状态,支持请求上行、下行等业务逻辑,维护连接各属性,以及和房间id的绑定关系。
针对以上第 1)点,协议模块同时给连接模块提供统一的数据接口,包括连接建立、数据读取、写入等。后续增加新协议,只要在协议模块做适配,不影响其他模块的长连业务逻辑。
优势在于:
- 1)业务逻辑和通讯协议做了隔离,方便迭代增加通讯协议,简化兼容多通讯协议的实现难度;
- 2)控制层可以根据客户端的实际情况,下发更优的通讯协议。
4.2负载均衡
采用负载均衡技术可以将请求分发到不同的服务器节点上处理,避免了单一节点的负载过高,提高了系统的扩展性和稳定性。
长连增加控制层,做负载均衡。控制层提供http短连接口,基于客户端和各边缘节点实际情况,根据就近原则,动态选择合适的接入节点。
接入层支持水平扩展,控制层可以实时增加、减少分配节点。在S赛期间,在线人数快到达千万时,平衡调度各接入节点,保障了各节点的CPU和内存都在稳定的范围内。
4.3消息队列
消息推送链路是:业务发送推送,经过服务层推到边缘节点,然后下发给客户端。
服务层实时分发到各边缘节点,如果是房间类型消息,需要推到多个边缘节点,服务层同时还要处理业务逻辑,很影响消息的吞吐量。
所以增加消息队列和消息分发层,消息分发层维护各边缘节点信息和推送消息,提高了系统的并发处理能力和稳定性,避免了因消息推送阻塞而导致的性能问题。
4.4消息聚合
当有热门赛事时,同时在线可能达到千万级别,一条弹幕消息就要扩散到千万个终端,假如在线的每个人每秒发一条,需要发送消息量就是1kw*1kw,消息量非常大,此时消息分发层和接入层,压力都会很大。
分析发现:这些消息都是同一个房间的,属于热点房间,比如s赛房间,观众数量是无法减少的,那只能在消息数上做文章。业务消息推送不能减少,又要减少扩散的消息数,就想到了消息聚合。
针对房间消息,按照一定的规则进行消息聚合,批量推送:
消息聚合上线后,消息分发层对接入层调用QPS下降60%左右,极大的降低了接入层和消息分发层的压力。
4.5压缩算法
消息聚合后,降低了消息的数量,但是增加了消息体的大小,影响了写入IO,需要减少消息体大小,就想到了消息压缩。
压缩算法,选了市面上比较常用的两个:zlib和brotli,进行比较。
抓取了线上业务推送的数据,选择最高等级的压缩等级,进过压缩验证:
由此可见,brotli相比zlib有很大的优势,最后选择了brotli压缩算法。
选择在消息分发层进行消息压缩,避免在各接入节点多次重复压缩,浪费性能。上线后提升吞吐量的同时,也降低的宽带使用成本。
5、服务保障技术设计
现在有些业务是强依赖长连推送消息,消息丢失,轻则影响用户体验,重则阻塞业务后续流程,进而影响业务流水。针对长连服务消息保障,做了如下工作。
5.1多活部署
多活部署,通过在不同地理位置部署相同的系统架构和服务,实现了系统在单一地域故障时的快速故障转移,从而提高了系统的稳定性和可用性。
长连服务部署,主要做了以下几点:
- 1)长连接在国内华东、华南、华北地域均部署了接入点,支持三大运营商;华南和华中自建机房也部署了接入点;为支持海外用户,增加了新加坡机房独立接入点;
- 2)针对业务场景不同,在云上节点和自建节点之间,实时切换,因为云上节点和自建机房的成本是不一样的,在保证服务质量的前提下,尽可能的控制成本。
目前线上运行过程中,偶尔会遇到单节点或机房的网络抖动,通过控制层,对有问题的节点,进行秒级摘流,大大减少了对业务的影响。
5.2高低消息通道
多业务消息接入长连接,但不同消息之间的重要性是不一样的,比如弹幕消息和邀请pk消息,丢失几条弹幕对用户体验不会影响很大,但如果邀请pk消息丢失,则会导致pk业务无法进行后续的流程。
针对不同等级的消息,采用了高低优消息通道。重要消息走高优通道,普通消息走低优通道。这样重要和普通消息进行了物理隔离,消息分发优先保证重要消息。
针对高优通道,做了双投递的保障,在接入层做幂等去重。首先重要消息是针对用户级别的,量不会很大,所以对接入层的压力不会增加很大。另外双投递的job是部署在多机房的,这也就降低单机房网络抖动造成的影响。
高低优通道上线后,遇到过内网出网抖动,当时内网部属的job节点推送消息异常,而云上高优job节点可正常推送,很好的保障了高优消息的到达,进而保障了高优业务不受影响。
5.3高达功能
高低优通道解决的是job到接入层的这一个环节,但消息推送联路涉及到多个环节,比如服务层到job、接入层到客户端。
针对整个链路,通过实现必达机制来确保终端的到达率,简称高达功能。
功能实现:
- 1)每条消息引入msgID,客户端收到消息后进行幂等去重和ack回执;
- 2)服务端针对msgid进行ack检测,针对未ack的,有效期内再次重试下发。
最终到达率 = (1-(1-r)^(n+1)),其中:r为广播单次到达率,n为最大重试次数。
例如:r = 97%、n=2,那么最终到达率可以达到(1-(1-0.97)^(2+1)) = 99.9973%
6、进出”房“消息的送达保证设计
有些业务场景,需要用到用户进出房消息,比如用户A进入直播间,页面会显示欢迎用户A进入房间,或者是加入在线榜单。
1)进房消息会存在丢失,需要有补偿机制。想到可以通过连接心跳来补偿进房消息,但心跳是持续不断的,连接在线期间,业务希望只收到一次进房消息,所以进房消息需要有幂等机制。
2)出房消息也会存在丢失,如果丢失了,业务无法从在线榜单剔除用户,此时也需要有补偿机制。此时就需要增加连接的状态机,通过心跳维护状态机,当心跳丢失时,认为连接断开,用户退房。
7、未来规划
统一长连接服务经历数次迭代后,目前基本功能已经趋于稳定,后续对长连接服务进行改善和优化。
主要集中在以下几个方向:
- 1)数据化:进一步完善长连接全链路网络质量数据统计和高价值消息全链路追踪的能力;
- 2)智能化:端上建联、接入点选择等能够根据实际环境进行自动化调整;
- 3)性能优化:接入层的连接模块中,处理上下行消息的携程进行共享,减少接入层的携程数,进一步提升单机性能和连接数;
- 4)功能扩展:新增离线消息功能等。
8、参考资料
[1] 手把手教你写基于TCP的Socket长连接
[2] 正确理解IM长连接、心跳及重连机制,并动手实现
[3] 万字长文:手把手教你实现一套高效的IM长连接自适应心跳保活机制
[4] 用JWT技术解决IM系统Socket长连接的身份认证痛点
[5] TCP/IP详解 - 第11章·UDP:用户数据报协议
[6] TCP/IP详解 - 第17章·TCP:传输控制协议
[7] WebSocket从入门到精通,半小时就够!
[8] 快速理解TCP协议一篇就够
[9] 快速理解TCP和UDP的差异
[10] 一泡尿的时间,快速搞懂TCP和UDP的区别
[11] 到底什么是Socket?一文即懂!
[12] 我们在读写Socket时,究竟在读写什么?
[13] 假如你来设计TCP协议,会怎么做?
[14] 深入操作系统,一文搞懂Socket到底是什么
[15] 通俗易懂,高性能服务器到底是如何实现的
[16] 12306抢票带来的启示:看我如何用Go实现百万QPS的秒杀系统(含源码)
- 移动端IM开发入门文章:《新手入门一篇就够:从零开发移动端IM》
- 开源IM框架源码:https://github.com/JackJiang2011/MobileIMSDK(备用地址点此)
(本文已同步发布于:http://www.52im.net/thread-4647-1-1.html)
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SSM三大框架基础面试题-一、Spring篇 什么是Spring框架? Spring是一种轻量级框架,提高开发人员的开发效率以及系统的可维护性。 我们一般说的Spring框架就是Spring Framework,它是很多模块的集合,使用这些模块可以很方便地协助我们进行开发。这些模块是核心容器、数据访问/集成、Web、AOP(面向切面编程)、工具、消息和测试模块。比如Core Container中的Core组件是Spring所有组件的核心,Beans组件和Context组件是实现IOC和DI的基础,AOP组件用来实现面向切面编程。 Spring的6个特征: 核心技术:依赖注入(DI),AOP,事件(Events),资源,i18n,验证,数据绑定,类型转换,SpEL。 测试:模拟对象,TestContext框架,Spring MVC测试,WebTestClient。 数据访问:事务,DAO支持,JDBC,ORM,编组XML。 Web支持:Spring MVC和Spring WebFlux Web框架。 集成:远程处理,JMS,JCA,JMX,电子邮件,任务,调度,缓存。 语言:Kotlin,Groovy,动态语言。 列举一些重要的Spring模块? Spring Core:核心,可以说Spring其他所有的功能都依赖于该类库。主要提供IOC和DI功能。 Spring Aspects:该模块为与AspectJ的集成提供支持。 Spring AOP:提供面向切面的编程实现。 Spring JDBC:Java数据库连接。 Spring JMS:Java消息服务。 Spring ORM:用于支持Hibernate等ORM工具。 Spring Web:为创建Web应用程序提供支持。 Spring Test:提供了对JUnit和TestNG测试的支持。 谈谈自己对于Spring IOC和AOP的理解 IOC(Inversion Of Controll,控制反转)是一种设计思想: 在程序中手动创建对象的控制权,交由给Spring框架来管理。IOC在其他语言中也有应用,并非Spring特有。IOC容器实际上就是一个Map(key, value),Map中存放的是各种对象。 将对象之间的相互依赖关系交给IOC容器来管理,并由IOC容器完成对象的注入。这样可以很大程度上简化应用的开发,把应用从复杂的依赖关系中解放出来。IOC容器就像是一个工厂一样,当我们需要创建一个对象的时候,只需要配置好配置文件/注解即可,完全不用考虑对象是如何被创建出来的。在实际项目中一个Service类可能由几百甚至上千个类作为它的底层,假如我们需要实例化这个Service,可能要每次都搞清楚这个Service所有底层类的构造函数,这可能会把人逼疯。如果利用IOC的话,你只需要配置好,然后在需要的地方引用就行了,大大增加了项目的可维护性且降低了开发难度。 Spring中的bean的作用域有哪些? 1.singleton:该bean实例为单例 2.prototype:每次请求都会创建一个新的bean实例(多例)。 3.request:每一次HTTP请求都会产生一个新的bean,该bean仅在当前HTTP request内有效。 4.session:每一次HTTP请求都会产生一个新的bean,该bean仅在当前HTTP session内有效。 5.global-session:全局session作用域,仅仅在基于Portlet的Web应用中才有意义,Spring5中已经没有了。Portlet是能够生成语义代码(例如HTML)片段的小型Java Web插件。它们基于Portlet容器,可以像Servlet一样处理HTTP请求。但是与Servlet不同,每个Portlet都有不同的会话。 Spring中的单例bean的线程安全问题了解吗? 概念用于理解:大部分时候我们并没有在系统中使用多线程,所以很少有人会关注这个问题。单例bean存在线程问题,主要是因为当多个线程操作同一个对象的时候,对这个对象的非静态成员变量的写操作会存在线程安全问题。 有两种常见的解决方案(用于回答的点): 1.在bean对象中尽量避免定义可变的成员变量(不太现实)。 2.在类中定义一个ThreadLocal成员变量,将需要的可变成员变量保存在ThreadLocal(线程本地化对象)中(推荐的一种方式)。 ThreadLocal解决多线程变量共享问题(参考博客):https://segmentfault.com/a/1190000009236777 Spring中Bean的生命周期: 1.Bean容器找到配置文件中Spring Bean的定义。 2.Bean容器利用Java Reflection API创建一个Bean的实例。 3.如果涉及到一些属性值,利用set方法设置一些属性值。 4.如果Bean实现了BeanNameAware接口,调用setBeanName方法,传入Bean的名字。 5.如果Bean实现了BeanClassLoaderAware接口,调用setBeanClassLoader方法,传入ClassLoader对象的实例。 6.如果Bean实现了BeanFactoryAware接口,调用setBeanClassFacotory方法,传入ClassLoader对象的实例。 7.与上面的类似,如果实现了其他*Aware接口,就调用相应的方法。 8.如果有和加载这个Bean的Spring容器相关的BeanPostProcessor对象,执postProcessBeforeInitialization方法。 9.如果Bean实现了InitializingBean接口,执行afeterPropertiesSet方法。 10.如果Bean在配置文件中的定义包含init-method属性,执行指定的方法。 11.如果有和加载这个Bean的Spring容器相关的BeanPostProcess对象,执行postProcessAfterInitialization方法。 12.当要销毁Bean的时候,如果Bean实现了DisposableBean接口,执行destroy方法。 13.当要销毁Bean的时候,如果Bean在配置文件中的定义包含destroy-method属性,执行指定的方法。 Spring框架中用到了哪些设计模式? 1.工厂设计模式:Spring使用工厂模式通过BeanFactory和ApplicationContext创建bean对象。 2.代理设计模式:Spring AOP功能的实现。 3.单例设计模式:Spring中的bean默认都是单例的。 4.模板方法模式:Spring中的jdbcTemplate、hibernateTemplate等以Template结尾的对数据库操作的类,它们就使用到了模板模式。 5.包装器设计模式:我们的项目需要连接多个数据库,而且不同的客户在每次访问中根据需要会去访问不同的数据库。这种模式让我们可以根据客户的需求能够动态切换不同的数据源。 6.观察者模式:Spring事件驱动模型就是观察者模式很经典的一个应用。 7.适配器模式:Spring AOP的增强或通知(Advice)使用到了适配器模式、Spring MVC中也是用到了适配器模式适配Controller。 还有很多。。。。。。。 @Component和@Bean的区别是什么 1.作用对象不同。@Component注解作用于类,而@Bean注解作用于方法。 2.@Component注解通常是通过类路径扫描来自动侦测以及自动装配到Spring容器中(我们可以使用@ComponentScan注解定义要扫描的路径)。@Bean注解通常是在标有该注解的方法中定义产生这个bean,告诉Spring这是某个类的实例,当我需要用它的时候还给我。 3.@Bean注解比@Component注解的自定义性更强,而且很多地方只能通过@Bean注解来注册bean。比如当引用第三方库的类需要装配到Spring容器的时候,就只能通过@Bean注解来实现。 @Configuration public class AppConfig { @Bean public TransferService transferService { return new TransferServiceImpl; } } <beans> <bean id="transferService" class="com.kk.TransferServiceImpl"/> </beans> @Bean public OneService getService(status) { case (status) { when 1: return new serviceImpl1; when 2: return new serviceImpl2; when 3: return new serviceImpl3; } } 将一个类声明为Spring的bean的注解有哪些? 声明bean的注解: @Component 组件,没有明确的角色 @Service 在业务逻辑层使用(service层) @Repository 在数据访问层使用(dao层) @Controller 在展现层使用,控制器的声明 注入bean的注解: @Autowired:由Spring提供 @Inject:由JSR-330提供 @Resource:由JSR-250提供 *扩:JSR 是 java 规范标准 Spring事务管理的方式有几种? 1.编程式事务:在代码中硬编码(不推荐使用)。 2.声明式事务:在配置文件中配置(推荐使用),分为基于XML的声明式事务和基于注解的声明式事务。 Spring事务中的隔离级别有哪几种? 在TransactionDefinition接口中定义了五个表示隔离级别的常量:ISOLATION_DEFAULT:使用后端数据库默认的隔离级别,Mysql默认采用的REPEATABLE_READ隔离级别;Oracle默认采用的READ_COMMITTED隔离级别。ISOLATION_READ_UNCOMMITTED:最低的隔离级别,允许读取尚未提交的数据变更,可能会导致脏读、幻读或不可重复读。ISOLATION_READ_COMMITTED:允许读取并发事务已经提交的数据,可以阻止脏读,但是幻读或不可重复读仍有可能发生ISOLATION_REPEATABLE_READ:对同一字段的多次读取结果都是一致的,除非数据是被本身事务自己所修改,可以阻止脏读和不可重复读,但幻读仍有可能发生。ISOLATION_SERIALIZABLE:最高的隔离级别,完全服从ACID的隔离级别。所有的事务依次逐个执行,这样事务之间就完全不可能产生干扰,也就是说,该级别可以防止脏读、不可重复读以及幻读。但是这将严重影响程序的性能。通常情况下也不会用到该级别。 Spring事务中有哪几种事务传播行为? 在TransactionDefinition接口中定义了八个表示事务传播行为的常量。 支持当前事务的情况:PROPAGATION_REQUIRED:如果当前存在事务,则加入该事务;如果当前没有事务,则创建一个新的事务。PROPAGATION_SUPPORTS: 如果当前存在事务,则加入该事务;如果当前没有事务,则以非事务的方式继续运行。PROPAGATION_MANDATORY: 如果当前存在事务,则加入该事务;如果当前没有事务,则抛出异常。(mandatory:强制性)。 不支持当前事务的情况:PROPAGATION_REQUIRES_NEW: 创建一个新的事务,如果当前存在事务,则把当前事务挂起。PROPAGATION_NOT_SUPPORTED: 以非事务方式运行,如果当前存在事务,则把当前事务挂起。PROPAGATION_NEVER: 以非事务方式运行,如果当前存在事务,则抛出异常。 其他情况:PROPAGATION_NESTED: 如果当前存在事务,则创建一个事务作为当前事务的嵌套事务来运行;如果当前没有事务,则该取值等价于PROPAGATION_REQUIRED。 二、SpringMVC篇 什么是Spring MVC ?简单介绍下你对springMVC的理解? Spring MVC是一个基于Java的实现了MVC设计模式的请求驱动类型的轻量级Web框架,通过把Model,View,Controller分离,将web层进行职责解耦,把复杂的web应用分成逻辑清晰的几部分,简化开发,减少出错,方便组内开发人员之间的配合。 Spring MVC的工作原理了解嘛? image.png Springmvc的优点: (1)可以支持各种视图技术,而不仅仅局限于JSP; (2)与Spring框架集成(如IoC容器、AOP等); (3)清晰的角色分配:前端控制器(dispatcherServlet) , 请求到处理器映射(handlerMapping), 处理器适配器(HandlerAdapter), 视图解析器(ViewResolver)。 (4) 支持各种请求资源的映射策略。 Spring MVC的主要组件? (1)前端控制器 DispatcherServlet(不需要程序员开发) 作用:接收请求、响应结果,相当于转发器,有了DispatcherServlet 就减少了其它组件之间的耦合度。 (2)处理器映射器HandlerMapping(不需要程序员开发) 作用:根据请求的URL来查找Handler (3)处理器适配器HandlerAdapter 注意:在编写Handler的时候要按照HandlerAdapter要求的规则去编写,这样适配器HandlerAdapter才可以正确的去执行Handler。 (4)处理器Handler(需要程序员开发) (5)视图解析器 ViewResolver(不需要程序员开发) 作用:进行视图的解析,根据视图逻辑名解析成真正的视图(view) (6)视图View(需要程序员开发jsp) View是一个接口, 它的实现类支持不同的视图类型(jsp,freemarker,pdf等等) springMVC和struts2的区别有哪些? (1)springmvc的入口是一个servlet即前端控制器(DispatchServlet),而struts2入口是一个filter过虑器(StrutsPrepareAndExecuteFilter)。 (2)springmvc是基于方法开发(一个url对应一个方法),请求参数传递到方法的形参,可以设计为单例或多例(建议单例),struts2是基于类开发,传递参数是通过类的属性,只能设计为多例。 (3)Struts采用值栈存储请求和响应的数据,通过OGNL存取数据,springmvc通过参数解析器是将request请求内容解析,并给方法形参赋值,将数据和视图封装成ModelAndView对象,最后又将ModelAndView中的模型数据通过reques域传输到页面。Jsp视图解析器默认使用jstl。 SpringMVC怎么样设定重定向和转发的? (1)转发:在返回值前面加"forward:",譬如"forward:user.do?name=method4" (2)重定向:在返回值前面加"redirect:",譬如"redirect:http://www.baidu.com" SpringMvc怎么和AJAX相互调用的? 通过Jackson框架就可以把Java里面的对象直接转化成Js可以识别的Json对象。具体步骤如下 : (1)加入Jackson.jar (2)在配置文件中配置json的映射 (3)在接受Ajax方法里面可以直接返回Object,List等,但方法前面要加上@ResponseBody注解。 如何解决POST请求中文乱码问题,GET的又如何处理呢? (1)解决post请求乱码问题: 在web.xml中配置一个CharacterEncodingFilter过滤器,设置成utf-8; <filter> <filter-name>CharacterEncodingFilter</filter-name> <filter-class>org.springframework.web.filter.CharacterEncodingFilter</filter-class> <init-param> <param-name>encoding</param-name> <param-value>utf-8</param-value> </init-param> </filter> <filter-mapping> <filter-name>CharacterEncodingFilter</filter-name> <url-pattern>/*</url-pattern> </filter-mapping> (2)get请求中文参数出现乱码解决方法有两个: ①修改tomcat配置文件添加编码与工程编码一致,如下: <ConnectorURIEncoding="utf-8" connectionTimeout="20000" port="8080" protocol="HTTP/1.1" redirectPort="8443"/> ②另外一种方法对参数进行重新编码: String userName = new String(request.getParamter("userName").getBytes("ISO8859-1"),"utf-8") ISO8859-1是tomcat默认编码,需要将tomcat编码后的内容按utf-8编码。 Spring MVC的异常处理 ? 统一异常处理: Spring MVC处理异常有3种方式: (1)使用Spring MVC提供的简单异常处理器SimpleMappingExceptionResolver; (2)实现Spring的异常处理接口HandlerExceptionResolver 自定义自己的异常处理器; (3)使用@ExceptionHandler注解实现异常处理; 统一异常处理的博客:https://blog.csdn.net/ctwy291314/article/details/81983103 SpringMVC的控制器是不是单例模式,如果是,有什么问题,怎么解决? 是单例模式,所以在多线程访问的时候有线程安全问题,不要用同步,会影响性能的,解决方案是在控制器里面不能写成员变量。(此题目类似于上面Spring 中 第5题 有两种解决方案) SpringMVC常用的注解有哪些? @RequestMapping:用于处理请求 url 映射的注解,可用于类或方法上。用于类上,则表示类中的所有响应请求的方法都是以该地址作为父路径。 @RequestBody:注解实现接收http请求的json数据,将json转换为java对象。 @ResponseBody:注解实现将conreoller方法返回对象转化为json对象响应给客户。 SpingMvc中的控制器的注解一般用那个,有没有别的注解可以替代? 一般用@Controller注解,也可以使用@RestController,@RestController注解相当于@ResponseBody + @Controller,表示是表现层,除此之外,一般不用别的注解代替。 如果在拦截请求中,我想拦截get方式提交的方法,怎么配置? 可以在@RequestMapping注解里面加上method=RequestMethod.GET。 怎样在方法里面得到Request,或者Session? 直接在方法的形参中声明request,SpringMVC就自动把request对象传入。 如果想在拦截的方法里面得到从前台传入的参数,怎么得到? 直接在形参里面声明这个参数就可以,但必须名字和传过来的参数一样。 如果前台有很多个参数传入,并且这些参数都是一个对象的,那么怎么样快速得到这个对象? 直接在方法中声明这个对象,SpringMVC就自动会把属性赋值到这个对象里面。 SpringMVC中函数的返回值是什么? 返回值可以有很多类型,有String, ModelAndView。ModelAndView类把视图和数据都合并的一起的。 SpringMVC用什么对象从后台向前台传递数据的? 通过ModelMap对象,可以在这个对象里面调用put方法,把对象加到里面,前台就可以拿到数据。 怎么样把ModelMap里面的数据放入Session里面? 可以在类上面加上@SessionAttributes注解,里面包含的字符串就是要放入session里面的key。 SpringMvc里面拦截器是怎么写的: 有两种写法,一种是实现HandlerInterceptor接口,另外一种是继承适配器类,接着在接口方法当中,实现处理逻辑;然后在SpringMvc的配置文件中配置拦截器即可: <!-- 配置SpringMvc的拦截器 --> <mvc:interceptors> <!-- 配置一个拦截器的Bean就可以了 默认是对所有请求都拦截 --> <bean id="myInterceptor" class="com.zwp.action.MyHandlerInterceptor"></bean> <!-- 只针对部分请求拦截 --> <mvc:interceptor> <mvc:mapping path="/modelMap.do" /> <bean class="com.zwp.action.MyHandlerInterceptorAdapter" /> </mvc:interceptor> </mvc:interceptors> 注解原理: 注解本质是一个继承了Annotation的特殊接口,其具体实现类是Java运行时生成的动态代理类。我们通过反射获取注解时,返回的是Java运行时生成的动态代理对象。通过代理对象调用自定义注解的方法,会最终调用AnnotationInvocationHandler的invoke方法。该方法会从memberValues这个Map中索引出对应的值。而memberValues的来源是Java常量池 三、Mybatis篇 什么是MyBatis? MyBatis是一个可以自定义SQL、存储过程和高级映射的持久层框架。 讲下MyBatis的缓存 MyBatis的缓存分为一级缓存和二级缓存,一级缓存放在session里面,默认就有, 二级缓存放在它的命名空间里,默认是不打开的,使用二级缓存属性类需要实现Serializable序列化接口, 可在它的映射文件中配置<cache/> Mybatis是如何进行分页的?分页插件的原理是什么? 1)Mybatis使用RowBounds对象进行分页,也可以直接编写sql实现分页,也可以使用Mybatis的分页插件。 2)分页插件的原理:实现Mybatis提供的接口,实现自定义插件,在插件的拦截方法内拦截待执行的sql,然后重写sql。 举例:select * from student,拦截sql后重写为:select t.* from (select * from student)t limit 0,10 简述Mybatis的插件运行原理,以及如何编写一个插件? 1)Mybatis仅可以编写针对ParameterHandler、ResultSetHandler、StatementHandler、 Executor这4种接口的插件,Mybatis通过动态代理, 为需要拦截的接口生成代理对象以实现接口方法拦截功能, 每当执行这4种接口对象的方法时,就会进入拦截方法, 具体就是InvocationHandler的invoke方法,当然, 只会拦截那些你指定需要拦截的方法。 2)实现Mybatis的Interceptor接口并复写intercept方法, 然后在给插件编写注解,指定要拦截哪一个接口的哪些方法即可, 记住,别忘了在配置文件中配置你编写的插件。 Mybatis动态sql是做什么的?都有哪些动态sql?能简述一下动态sql的执行原理不? 1)Mybatis动态sql可以让我们在Xml映射文件内, 以标签的形式编写动态sql,完成逻辑判断和动态拼接sql的功能。 2)Mybatis提供了9种动态sql标签:trim|where|set|foreach|if|choose|when|otherwise|bind。 3)其执行原理为,使用OGNL从sql参数对象中计算表达式的值, 根据表达式的值动态拼接sql,以此来完成动态sql的功能。 #{}和${}的区别是什么? 1)#{}是预编译处理,${}是字符串替换。 2)Mybatis在处理#{}时,会将sql中的#{}替换为?号,调用PreparedStatement的set方法来赋值(有效的防止SQL注入); 3)Mybatis在处理${}时,就是把${}替换成变量的值。 为什么说Mybatis是半自动ORM映射工具?它与全自动的区别在哪里? Hibernate属于全自动ORM映射工具, 使用Hibernate查询关联对象或者关联集合对象时, 可以根据对象关系模型直接获取,所以它是全自动的。 而Mybatis在查询关联对象或关联集合对象时, 需要手动编写sql来完成,所以,称之为半自动ORM映射工具。 Mybatis是否支持延迟加载?如果支持,它的实现原理是什么? 1)Mybatis仅支持association关联对象和collection关联集合对象的延迟加载, association指的就是一对一,collection指的就是一对多查询。 在Mybatis配置文件中, 可以配置是否启用延迟加载lazyLoadingEnabled=true|false。 2)它的原理是,使用CGLIB创建目标对象的代理对象, 当调用目标方法时,进入拦截器方法, 比如调用a.getB.getName, 拦截器invoke方法发现a.getB是null值, 那么就会单独发送事先保存好的查询关联B对象的sql, 把B查询上来,然后调用a.setB(b), 于是a的对象b属性就有值了, 接着完成a.getB.getName方法的调用。 这就是延迟加载的基本原理。 MyBatis与Hibernate有哪些不同? 1)Mybatis和hibernate不同,它不完全是一个ORM框架, 因为MyBatis需要程序员自己编写Sql语句, 不过mybatis可以通过XML或注解方式灵活配置要运行的sql语句, 并将java对象和sql语句映射生成最终执行的sql, 最后将sql执行的结果再映射生成java对象。 2)Mybatis学习门槛低,简单易学,程序员直接编写原生态sql, 可严格控制sql执行性能,灵活度高,非常适合对关系数据模型要求不高的软件开发, 例如互联网软件、企业运营类软件等,因为这类软件需求变化频繁, 一但需求变化要求成果输出迅速。但是灵活的前提是mybatis无法做到数据库无关性, 如果需要实现支持多种数据库的软件则需要自定义多套sql映射文件,工作量大。 3)Hibernate对象/关系映射能力强,数据库无关性好, 对于关系模型要求高的软件(例如需求固定的定制化软件) 如果用hibernate开发可以节省很多代码,提高效率。 但是Hibernate的缺点是学习门槛高,要精通门槛更高, 而且怎么设计O/R映射,在性能和对象模型之间如何权衡, 以及怎样用好Hibernate需要具有很强的经验和能力才行。 总之,按照用户的需求在有限的资源环境下只要能做出维护性、 扩展性良好的软件架构都是好架构,所以框架只有适合才是最好。 MyBatis的好处是什么? 1)MyBatis把sql语句从Java源程序中独立出来,放在单独的XML文件中编写, 给程序的维护带来了很大便利。 2)MyBatis封装了底层JDBC API的调用细节,并能自动将结果集转换成Java Bean对象, 大大简化了Java数据库编程的重复工作。 3)因为MyBatis需要程序员自己去编写sql语句, 程序员可以结合数据库自身的特点灵活控制sql语句, 因此能够实现比Hibernate等全自动orm框架更高的查询效率,能够完成复杂查询。 简述Mybatis的Xml映射文件和Mybatis内部数据结构之间的映射关系? Mybatis将所有Xml配置信息都封装到All-In-One重量级对象Configuration内部。 在Xml映射文件中,<parameterMap>标签会被解析为ParameterMap对象, 其每个子元素会被解析为ParameterMapping对象。 <resultMap>标签会被解析为ResultMap对象, 其每个子元素会被解析为ResultMapping对象。 每一个<select>、<insert>、<update>、<delete> 标签均会被解析为MappedStatement对象, 标签内的sql会被解析为BoundSql对象。 什么是MyBatis的接口绑定,有什么好处? 接口映射就是在MyBatis中任意定义接口,然后把接口里面的方法和SQL语句绑定, 我们直接调用接口方法就可以,这样比起原来了SqlSession提供的方法我们可以有更加灵活的选择和设置. 接口绑定有几种实现方式,分别是怎么实现的? 接口绑定有两种实现方式,一种是通过注解绑定,就是在接口的方法上面加 上@Select@Update等注解里面包含Sql语句来绑定, 另外一种就是通过xml里面写SQL来绑定,在这种情况下, 要指定xml映射文件里面的namespace必须为接口的全路径名. 什么情况下用注解绑定,什么情况下用xml绑定? 当Sql语句比较简单时候,用注解绑定;当SQL语句比较复杂时候,用xml绑定,一般用xml绑定的比较多 MyBatis实现一对一有几种方式?具体怎么操作的? 有联合查询和嵌套查询,联合查询是几个表联合查询,只查询一次, 通过在resultMap里面配置association节点配置一对一的类就可以完成; 嵌套查询是先查一个表,根据这个表里面的结果的外键id, 去再另外一个表里面查询数据,也是通过association配置, 但另外一个表的查询通过select属性配置。 Mybatis能执行一对一、一对多的关联查询吗?都有哪些实现方式,以及它们之间的区别? 能,Mybatis不仅可以执行一对一、一对多的关联查询, 还可以执行多对一,多对多的关联查询,多对一查询, 其实就是一对一查询,只需要把selectOne修改为selectList即可; 多对多查询,其实就是一对多查询,只需要把selectOne修改为selectList即可。 关联对象查询,有两种实现方式,一种是单独发送一个sql去查询关联对象, 赋给主对象,然后返回主对象。另一种是使用嵌套查询,嵌套查询的含义为使用join查询, 一部分列是A对象的属性值,另外一部分列是关联对象B的属性值, 好处是只发一个sql查询,就可以把主对象和其关联对象查出来。 MyBatis里面的动态Sql是怎么设定的?用什么语法? MyBatis里面的动态Sql一般是通过if节点来实现,通过OGNL语法来实现, 但是如果要写的完整,必须配合where,trim节点,where节点是判断包含节点有 内容就插入where,否则不插入,trim节点是用来判断如果动态语句是以and 或or 开始,那么会自动把这个and或者or取掉。 Mybatis是如何将sql执行结果封装为目标对象并返回的?都有哪些映射形式? 第一种是使用<resultMap>标签,逐一定义列名和对象属性名之间的映射关系。 第二种是使用sql列的别名功能,将列别名书写为对象属性名, 比如T_NAME AS NAME,对象属性名一般是name,小写, 但是列名不区分大小写,Mybatis会忽略列名大小写,
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