Spring Boot 实现接口幂等性的 4 种方法!还有谁不知道如何实现?
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作者:超级小豆丁
链接:mydlq.club/article/94
一、什么是幂等性
幂等是一个数学与计算机学概念,在数学中某一元运算为幂等时,其作用在任一元素两次后会和其作用一次的结果相同。
在计算机中编程中,一个幂等操作的特点是其任意多次执行所产生的影响均与一次执行的影响相同。幂等函数或幂等方法是指可以使用相同参数重复执行,并能获得相同结果的函数。这些函数不会影响系统状态,也不用担心重复执行会对系统造成改变。
二、什么是接口幂等性
在HTTP/1.1中,对幂等性进行了定义。它描述了一次和多次请求某一个资源对于资源本身应该具有同样的结果(网络超时等问题除外),即第一次请求的时候对资源产生了副作用,但是以后的多次请求都不会再对资源产生副作用。
这里的副作用是不会对结果产生破坏或者产生不可预料的结果。也就是说,其任意多次执行对资源本身所产生的影响均与一次执行的影响相同。
三、为什么需要实现幂等性
在接口调用时一般情况下都能正常返回信息不会重复提交,不过在遇见以下情况时可以就会出现问题,如:
前端重复提交表单: 在填写一些表格时候,用户填写完成提交,很多时候会因网络波动没有及时对用户做出提交成功响应,致使用户认为没有成功提交,然后一直点提交按钮,这时就会发生重复提交表单请求。
用户恶意进行刷单: 例如在实现用户投票这种功能时,如果用户针对一个用户进行重复提交投票,这样会导致接口接收到用户重复提交的投票信息,这样会使投票结果与事实严重不符。
接口超时重复提交: 很多时候 HTTP 客户端工具都默认开启超时重试的机制,尤其是第三方调用接口时候,为了防止网络波动超时等造成的请求失败,都会添加重试机制,导致一个请求提交多次。
消息进行重复消费: 当使用 MQ 消息中间件时候,如果发生消息中间件出现错误未及时提交消费信息,导致发生重复消费。
使用幂等性最大的优势在于使接口保证任何幂等性操作,免去因重试等造成系统产生的未知的问题。
四、引入幂等性后对系统的影响
幂等性是为了简化客户端逻辑处理,能放置重复提交等操作,但却增加了服务端的逻辑复杂性和成本,其主要是:
把并行执行的功能改为串行执行,降低了执行效率。
增加了额外控制幂等的业务逻辑,复杂化了业务功能;
所以在使用时候需要考虑是否引入幂等性的必要性,根据实际业务场景具体分析,除了业务上的特殊要求外,一般情况下不需要引入的接口幂等性。
五、Restful API 接口的幂等性
现在流行的 Restful 推荐的几种 HTTP 接口方法中,分别存在幂等行与不能保证幂等的方法,如下:
√ 满足幂等
x 不满足幂等
- 可能满足也可能不满足幂等,根据实际业务逻辑有关
方法类型 | 是否幂等 | 描述 |
---|---|---|
Get | √ | Get 方法用于获取资源。其一般不会也不应当对系统资源进行改变,所以是幂等的。 |
Post | × | Post 方法一般用于创建新的资源。其每次执行都会新增数据,所以不是幂等的。 |
Put | - | Put 方法一般用于修改资源。该操作则分情况来判断是不是满足幂等,更新操作中直接根据某个值进行更新,也能保持幂等。不过执行累加操作的更新是非幂等。 |
Delete | - | Delete 方法一般用于删除资源。该操作则分情况来判断是不是满足幂等,当根据唯一值进行删除时,删除同一个数据多次执行效果一样。不过需要注意,带查询条件的删除则就不一定满足幂等了。例如在根据条件删除一批数据后,这时候新增加了一条数据也满足条件,然后又执行了一次删除,那么将会导致新增加的这条满足条件数据也被删除。 |
六、如何实现幂等性
方案一:数据库唯一主键
方案描述
数据库唯一主键的实现主要是利用数据库中主键唯一约束的特性,一般来说唯一主键比较适用于“插入”时的幂等性,其能保证一张表中只能存在一条带该唯一主键的记录。
使用数据库唯一主键完成幂等性时需要注意的是,该主键一般来说并不是使用数据库中自增主键,而是使用分布式 ID 充当主键(可以参考 Java 中分布式 ID 的设计方案 这篇文章),这样才能能保证在分布式环境下 ID 的全局唯一性。
适用操作:
插入操作
删除操作
使用限制:
需要生成全局唯一主键 ID;
主要流程:
主要流程:
① 客户端执行创建请求,调用服务端接口。
② 服务端执行业务逻辑,生成一个分布式 ID,将该 ID 充当待插入数据的主键,然后执数据插入操作,运行对应的 SQL 语句。
③ 服务端将该条数据插入数据库中,如果插入成功则表示没有重复调用接口。如果抛出主键重复异常,则表示数据库中已经存在该条记录,返回错误信息到客户端。
方案二:数据库乐观锁
方案描述:
数据库乐观锁方案一般只能适用于执行“更新操作”的过程,我们可以提前在对应的数据表中多添加一个字段,充当当前数据的版本标识。这样每次对该数据库该表的这条数据执行更新时,都会将该版本标识作为一个条件,值为上次待更新数据中的版本标识的值。
适用操作:
更新操作
使用限制:
需要数据库对应业务表中添加额外字段;
描述示例:
例如,存在如下的数据表中:
id | name | price |
---|---|---|
1 | 小米手机 | 1000 |
2 | 苹果手机 | 2500 |
3 | 华为手机 | 1600 |
为了每次执行更新时防止重复更新,确定更新的一定是要更新的内容,我们通常都会添加一个 version 字段记录当前的记录版本,这样在更新时候将该值带上,那么只要执行更新操作就能确定一定更新的是某个对应版本下的信息。
id | name | price | version |
---|---|---|---|
1 | 小米手机 | 1000 | 10 |
2 | 苹果手机 | 2500 | 21 |
3 | 华为手机 | 1600 | 5 |
这样每次执行更新时候,都要指定要更新的版本号,如下操作就能准确更新 version=5 的信息:
UPDATE my_table SET price=price+50,version=version+1 WHERE id=1 AND version=5
上面 WHERE 后面跟着条件 id=1 AND version=5 被执行后,id=1 的 version 被更新为 6,所以如果重复执行该条 SQL 语句将不生效,因为 id=1 AND version=5 的数据已经不存在,这样就能保住更新的幂等,多次更新对结果不会产生影响。
方案三:防重 Token 令牌
方案描述:
针对客户端连续点击或者调用方的超时重试等情况,例如提交订单,此种操作就可以用 Token 的机制实现防止重复提交。简单的说就是调用方在调用接口的时候先向后端请求一个全局 ID(Token),请求的时候携带这个全局 ID 一起请求(Token 最好将其放到 Headers 中),后端需要对这个 Token 作为 Key,用户信息作为 Value 到 Redis 中进行键值内容校验,如果 Key 存在且 Value 匹配就执行删除命令,然后正常执行后面的业务逻辑。如果不存在对应的 Key 或 Value 不匹配就返回重复执行的错误信息,这样来保证幂等操作。
适用操作:
插入操作
更新操作
删除操作
使用限制:
需要生成全局唯一 Token 串;
需要使用第三方组件 Redis 进行数据效验;
主要流程:
① 服务端提供获取 Token 的接口,该 Token 可以是一个序列号,也可以是一个分布式 ID 或者 UUID 串。
② 客户端调用接口获取 Token,这时候服务端会生成一个 Token 串。
③ 然后将该串存入 Redis 数据库中,以该 Token 作为 Redis 的键(注意设置过期时间)。
④ 将 Token 返回到客户端,客户端拿到后应存到表单隐藏域中。
⑤ 客户端在执行提交表单时,把 Token 存入到 Headers 中,执行业务请求带上该 Headers。
⑥ 服务端接收到请求后从 Headers 中拿到 Token,然后根据 Token 到 Redis 中查找该 key 是否存在。
⑦ 服务端根据 Redis 中是否存该 key 进行判断,如果存在就将该 key 删除,然后正常执行业务逻辑。如果不存在就抛异常,返回重复提交的错误信息。
注意,在并发情况下,执行 Redis 查找数据与删除需要保证原子性,否则很可能在并发下无法保证幂等性。其实现方法可以使用分布式锁或者使用 Lua 表达式来注销查询与删除操作。
方案四、下游传递唯一序列号
方案描述:
所谓请求序列号,其实就是每次向服务端请求时候附带一个短时间内唯一不重复的序列号,该序列号可以是一个有序 ID,也可以是一个订单号,一般由下游生成,在调用上游服务端接口时附加该序列号和用于认证的 ID。
当上游服务器收到请求信息后拿取该 序列号 和下游 认证ID 进行组合,形成用于操作 Redis 的 Key,然后到 Redis 中查询是否存在对应的 Key 的键值对,根据其结果:
如果存在,就说明已经对该下游的该序列号的请求进行了业务处理,这时可以直接响应重复请求的错误信息。
如果不存在,就以该 Key 作为 Redis 的键,以下游关键信息作为存储的值(例如下游商传递的一些业务逻辑信息),将该键值对存储到 Redis 中 ,然后再正常执行对应的业务逻辑即可。
适用操作:
插入操作
更新操作
删除操作
使用限制:
要求第三方传递唯一序列号;
需要使用第三方组件 Redis 进行数据效验;
主要流程:
主要步骤:
① 下游服务生成分布式 ID 作为序列号,然后执行请求调用上游接口,并附带“唯一序列号”与请求的“认证凭据ID”。
② 上游服务进行安全效验,检测下游传递的参数中是否存在“序列号”和“凭据ID”。
③ 上游服务到 Redis 中检测是否存在对应的“序列号”与“认证ID”组成的 Key,如果存在就抛出重复执行的异常信息,然后响应下游对应的错误信息。如果不存在就以该“序列号”和“认证ID”组合作为 Key,以下游关键信息作为 Value,进而存储到 Redis 中,然后正常执行接来来的业务逻辑。
上面步骤中插入数据到 Redis 一定要设置过期时间。这样能保证在这个时间范围内,如果重复调用接口,则能够进行判断识别。如果不设置过期时间,很可能导致数据无限量的存入 Redis,致使 Redis 不能正常工作。
七、实现接口幂等示例
这里使用防重 Token 令牌方案,该方案能保证在不同请求动作下的幂等性,实现逻辑可以看上面写的”防重 Token 令牌”方案,接下来写下实现这个逻辑的代码。
1、Maven 引入相关依赖
这里使用 Maven 工具管理依赖,这里在 pom.xml 中引入 SpringBoot、Redis、lombok 相关依赖。
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 https://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
<modelVersion>4.0.0</modelVersion>
<parent>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
<version>2.3.4.RELEASE</version>
</parent>
<groupId>mydlq.club</groupId>
<artifactId>springboot-idempotent-token</artifactId>
<version>0.0.1</version>
<name>springboot-idempotent-token</name>
<description>Idempotent Demo</description>
<properties>
<java.version>1.8</java.version>
</properties>
<dependencies>
<!--springboot web-->
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>
<!--springboot data redis-->
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.apache.commons</groupId>
<artifactId>commons-pool2</artifactId>
</dependency>
<!--lombok-->
<dependency>
<groupId>org.projectlombok</groupId>
<artifactId>lombok</artifactId>
</dependency>
</dependencies>
<build>
<plugins>
<plugin>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
</plugin>
</plugins>
</build>
</project>
2、配置连接 Redis 的参数
在 application 配置文件中配置连接 Redis 的参数。Spring Boot 基础就不介绍了,最新教程推荐看下面的教程。
https://github.com/javastacks/spring-boot-best-practice
如下:
spring:
redis:
ssl: false
host: 127.0.0.1
port: 6379
database: 0
timeout: 1000
password:
lettuce:
pool:
max-active: 100
max-wait: -1
min-idle: 0
max-idle: 20
3、创建与验证 Token 工具类
创建用于操作 Token 相关的 Service 类,里面存在 Token 创建与验证方法,其中:
Token 创建方法: 使用 UUID 工具创建 Token 串,设置以 “idempotent_token:“+“Token串” 作为 Key,以用户信息当成 Value,将信息存入 Redis 中。
Token 验证方法: 接收 Token 串参数,加上 Key 前缀形成 Key,再传入 value 值,执行 Lua 表达式(Lua 表达式能保证命令执行的原子性)进行查找对应 Key 与删除操作。执行完成后验证命令的返回结果,如果结果不为空且非0,则验证成功,否则失败。
import java.util.Arrays;
import java.util.UUID;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.data.redis.core.StringRedisTemplate;
import org.springframework.data.redis.core.script.DefaultRedisScript;
import org.springframework.data.redis.core.script.RedisScript;
import org.springframework.stereotype.Service;
@Slf4j
@Service
public class TokenUtilService {
@Autowired
private StringRedisTemplate redisTemplate;
/**
* 存入 Redis 的 Token 键的前缀
*/
private static final String IDEMPOTENT_TOKEN_PREFIX = "idempotent_token:";
/**
* 创建 Token 存入 Redis,并返回该 Token
*
* @param value 用于辅助验证的 value 值
* @return 生成的 Token 串
*/
public String generateToken(String value) {
// 实例化生成 ID 工具对象
String token = UUID.randomUUID().toString();
// 设置存入 Redis 的 Key
String key = IDEMPOTENT_TOKEN_PREFIX + token;
// 存储 Token 到 Redis,且设置过期时间为5分钟
redisTemplate.opsForValue().set(key, value, 5, TimeUnit.MINUTES);
// 返回 Token
return token;
}
/**
* 验证 Token 正确性
*
* @param token token 字符串
* @param value value 存储在Redis中的辅助验证信息
* @return 验证结果
*/
public boolean validToken(String token, String value) {
// 设置 Lua 脚本,其中 KEYS[1] 是 key,KEYS[2] 是 value
String script = "if redis.call('get', KEYS[1]) == KEYS[2] then return redis.call('del', KEYS[1]) else return 0 end";
RedisScript<Long> redisScript = new DefaultRedisScript<>(script, Long.class);
// 根据 Key 前缀拼接 Key
String key = IDEMPOTENT_TOKEN_PREFIX + token;
// 执行 Lua 脚本
Long result = redisTemplate.execute(redisScript, Arrays.asList(key, value));
// 根据返回结果判断是否成功成功匹配并删除 Redis 键值对,若果结果不为空和0,则验证通过
if (result != null && result != 0L) {
log.info("验证 token={},key={},value={} 成功", token, key, value);
return true;
}
log.info("验证 token={},key={},value={} 失败", token, key, value);
return false;
}
}
4、创建测试的 Controller 类
创建用于测试的 Controller 类,里面有获取 Token 与测试接口幂等性的接口,内容如下:
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import mydlq.club.example.service.TokenUtilService;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.*;
@Slf4j
@RestController
public class TokenController {
@Autowired
private TokenUtilService tokenService;
/**
* 获取 Token 接口
*
* @return Token 串
*/
@GetMapping("/token")
public String getToken() {
// 获取用户信息(这里使用模拟数据)
// 注:这里存储该内容只是举例,其作用为辅助验证,使其验证逻辑更安全,如这里存储用户信息,其目的为:
// - 1)、使用"token"验证 Redis 中是否存在对应的 Key
// - 2)、使用"用户信息"验证 Redis 的 Value 是否匹配。
String userInfo = "mydlq";
// 获取 Token 字符串,并返回
return tokenService.generateToken(userInfo);
}
/**
* 接口幂等性测试接口
*
* @param token 幂等 Token 串
* @return 执行结果
*/
@PostMapping("/test")
public String test(@RequestHeader(value = "token") String token) {
// 获取用户信息(这里使用模拟数据)
String userInfo = "mydlq";
// 根据 Token 和与用户相关的信息到 Redis 验证是否存在对应的信息
boolean result = tokenService.validToken(token, userInfo);
// 根据验证结果响应不同信息
return result ? "正常调用" : "重复调用";
}
}
5、创建 SpringBoot 启动类
创建启动类,用于启动 SpringBoot 应用。基础教程就不介绍了,建议看下下面的教程,很全了。
https://github.com/javastacks/spring-boot-best-practice
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
@SpringBootApplication
public class Application {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(Application.class, args);
}
}
6、写测试类进行测试
写个测试类进行测试,多次访问同一个接口,测试是否只有第一次能否执行成功。
import org.junit.Assert;
import org.junit.Test;
import org.junit.runner.RunWith;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;
import org.springframework.http.MediaType;
import org.springframework.test.context.junit4.SpringRunner;
import org.springframework.test.web.servlet.MockMvc;
import org.springframework.test.web.servlet.request.MockMvcRequestBuilders;
import org.springframework.test.web.servlet.setup.MockMvcBuilders;
import org.springframework.web.context.WebApplicationContext;
@Slf4j
@SpringBootTest
@RunWith(SpringRunner.class)
public class IdempotenceTest {
@Autowired
private WebApplicationContext webApplicationContext;
@Test
public void interfaceIdempotenceTest() throws Exception {
// 初始化 MockMvc
MockMvc mockMvc = MockMvcBuilders.webAppContextSetup(webApplicationContext).build();
// 调用获取 Token 接口
String token = mockMvc.perform(MockMvcRequestBuilders.get("/token")
.accept(MediaType.TEXT_HTML))
.andReturn()
.getResponse().getContentAsString();
log.info("获取的 Token 串:{}", token);
// 循环调用 5 次进行测试
for (int i = 1; i <= 5; i++) {
log.info("第{}次调用测试接口", i);
// 调用验证接口并打印结果
String result = mockMvc.perform(MockMvcRequestBuilders.post("/test")
.header("token", token)
.accept(MediaType.TEXT_HTML))
.andReturn().getResponse().getContentAsString();
log.info(result);
// 结果断言
if (i == 0) {
Assert.assertEquals(result, "正常调用");
} else {
Assert.assertEquals(result, "重复调用");
}
}
}
}
这篇《Spring Boot 单元测试详解+实战教程》推荐看下。另外,关注公众号Java技术栈,在后台回复:boot,可以获取我整理的 Spring Boot 系列面试题和答案,非常齐全。
显示如下:
[main] IdempotenceTest: 获取的 Token 串:980ea707-ce2e-456e-a059-0a03332110b4
[main] IdempotenceTest: 第1次调用测试接口
[main] IdempotenceTest: 正常调用
[main] IdempotenceTest: 第2次调用测试接口
[main] IdempotenceTest: 重复调用
[main] IdempotenceTest: 第3次调用测试接口
[main] IdempotenceTest: 重复调用
[main] IdempotenceTest: 第4次调用测试接口
[main] IdempotenceTest: 重复调用
[main] IdempotenceTest: 第5次调用测试接口
[main] IdempotenceTest: 重复调用
八、最后总结
幂等性是开发当中很常见也很重要的一个需求,尤其是支付、订单等与金钱挂钩的服务,保证接口幂等性尤其重要。在实际开发中,我们需要针对不同的业务场景我们需要灵活的选择幂等性的实现方式:
对于下单等存在唯一主键的,可以使用“唯一主键方案”的方式实现。
对于更新订单状态等相关的更新场景操作,使用“乐观锁方案”实现更为简单。
对于上下游这种,下游请求上游,上游服务可以使用“下游传递唯一序列号方案”更为合理。
类似于前端重复提交、重复下单、没有唯一ID号的场景,可以通过 Token 与 Redis 配合的“防重 Token 方案”实现更为快捷。
上面只是给与一些建议,再次强调一下,实现幂等性需要先理解自身业务需求,根据业务逻辑来实现这样才合理,处理好其中的每一个结点细节,完善整体的业务流程设计,才能更好的保证系统的正常运行。最后做一个简单总结,然后本博文到此结束,如下:
方案名称 | 适用方法 | 实现复杂度 | 方案缺点 |
---|---|---|---|
数据库唯一主键 | 插入操作 删除操作 | 简单 | - 只能用于插入操作;- 只能用于存在唯一主键场景; |
数据库乐观锁 | 更新操作 | 简单 | - 只能用于更新操作;- 表中需要额外添加字段; |
请求序列号 | 插入操作 更新操作 删除操作 | 简单 | - 需要保证下游生成唯一序列号;- 需要 Redis 第三方存储已经请求的序列号; |
防重 Token 令牌 | 插入操作 更新操作 删除操作 | 适中 | - 需要 Redis 第三方存储生成的 Token 串; |
感谢您的阅读,也欢迎您发表关于这篇文章的任何建议,关注我,技术不迷茫!另外,关注公众号Java技术栈,在后台回复:boot,可以获取我整理的 Spring Boot 系列面试题和答案,非常齐全。
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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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Spring Boot 实现接口幂等性的 4 种方法!还有谁不知道如何实现?