全面测试Memory和其Controller芯片的方法(下集)
{ 第三部分 }
DDR总线的设计、调试和验证
在计算机架构中,DDR作为程序运算的动态存储器,面对如高性能计算、图形计算、移动计算、工业应用等领域的要求,发展出DDR4,以及用于图形计算的GDDR5, HBM2,面向移动计算的低功耗LPDDR4等标准。
处理器的运算速度越来越快,DDR的性能也要求越来越高,明显的趋势是DDR总线工作频率持续提升, DDR4 达到3.2GT/s, 用于智能手机等低功耗场合的LPDDR4速率甚至超越了DDR4,最高达到4.2GT/s,JEDEC在年中的论坛中提出未来的DDR5工作速率将达到6.4GT/s,由于速率的提升,DDR5中将可能考虑在接收端采用多阶DFE均衡器,而在强调性能的图形计算领域,规划中的GDDR6的工作速率可能会达到16GT/s。另一方面由于能耗比的要求,DDR标准在演进中工作电压持续走低,如LPDDR4X的工作电压降低至0.6V。
DDR总线采用源同步的技术,多比特并行通信的机制,总线中会存在同步开关噪声和串扰等问题;由于信号速率持续提升单个比特位宽收窄,导致时序裕度变的很紧张,抖动问题也越发明显;而工作电压的降低,噪声和电源完整性的问题也变得非常显著。DDR4总线既有并行总线存在的问题,也要面临如同高速SERDES设计中存在的挑战,可以说是在数字系统中最为复杂的一环,如果不能保证DDR总线的可靠运行,有可能会导致整个硬件系统的崩溃。
针对这些问题,是德科技提供了从DDR4总线的设计仿真和分析,到系统上电后DDR4信号完整性验证、时序验证、眼图轮廓测试、电源完整性验证,以及总线时序一致性分析,故障定位,性能统计等等完整的解决方案。(如下图所示)
JEDEC协会定义的DDR4信号特性主要包括以下主要内容↘↘↘
Electrical
-
VIH/VIL,VOH/VOL
-
Overshoot/undershoot
-
Crossingpoint
Timing
-
Pre/Postamble timing
-
DQS/DQ/CLKDelta time
Eyediagram
-
RxInput Mask
其中电气特性和时序特性基本与之前DDR3等要求比较类似,眼图这一项是随着信号速率的提升,新增加的一个要求。可能有读者会问,以前DDR3或之前的测试,示波器软件也有眼图测试,到了DDR4对于眼图测试要求有什么区别吗?(篇幅所限,以上问题本文不再做进一步的详细解释,有兴趣的同学可以 点击下载>>>【DDR4眼图测试】全文了解。)
是德科技ADS仿真软件的DDR4总线仿真器,提供了统计眼图分析的功能,能够在短时间内统计计算在极低误码率(1e-16)下的DQ眼图,根据规范判断模板是否违规。另外基于总线的仿真,也很易于仿真基于串扰因素下的眼图质量。
基于示波器的DDR4信号实测,可以利用大家熟悉的InfiniiScan区域触发功能,很容易分离出“写”信号,再通过Gating功能对Burst写信号做时钟恢复和眼图重建,再进行Eye Contour测量,并验证1e-16误码率下的眼图模板是否违规。如果是使用一致性测试软件,就不用手动操作,软件会自动跟踪和分离波形并实现眼图测试(如下图所示)
DDR4做测试时,由于BGA信号难以探测,是德科技提供了N2114A/N2115A等DDR4 Interposer,将BGA下方的信号引到Interposer外围,方便探头焊接。
最后,对于物理层无论是仿真还是一致性测试软件得到的数据,都可以通过数据分析工具N8844A导入到云端,通过可视化工具,生成统计分析表格,对比性分析高低温、高低电压等极端情况下不同的测试结果,比较不同被测件异同。为开发测试部门提供灵活和有效的大数据分析平台。
以上,我们介绍了DDR4总线物理层仿真测试和协议层的测试方案,借助仿真软件、示波器和逻辑分析仪对DDR4总线分析调试的主要方法。
再通过逻辑分析仪的内存软件解析DDR总线的操作和分析性能,可以分析出由于系统中集中的读操作,以及LPDDR4的速率切换导致了电源电压的波动,以及特定命令操作导致的电压跌落现象。(详细技术细节,请点击下载>>>【DDR4眼图测试】进一步了解。)
{ 第四部分 }
NAND memory 颗粒
和 controller 之间的高速接口调试
NANDmemory 颗粒和其controller 之间的高速接口主要分以下几种↘↘↘
M-PHY(UFS)
SD UHS-II
eMMC
ONFi(Open NAND FLASH Interface)
以UFS为例,让我们分别来看这类高速接口的
1、物理层一致性测试
发射端
接收端
接口及互连S参数和阻抗
2、协议层分析和测试
UFS2.1总线的分析验证方法
随着智能手机的爆炸式增长,移动存储技术也发生着巨大的变化,从早期手机内置存储器并且开放MicroSD存储卡接口,到现在多数手机只有内部固定存储器。
这些年eMMC技术被广泛使用,最新eMMC5.1标准理论最高传输速率可以达到400MB/s,但最近移动设备中越来越多采用了JEDEC协会定义的UFS协议。
UFS2.1协议基于MIPI M-PHY G3的物理层标准,使用两个通道,与eMMC比较,简单来说是将从并行改为串行架构,收发双向全双工传输,两路传输吞吐速率可以达到11.6Gbps。除了高速率性能,另外UFS具有很好的功耗性能,在移动领域有替代eMMC的趋势。我在这里总结了一下UFS与eMMC的主要差异:
UFS | eMMC | |
---|---|---|
当前标准 |
2.1 |
5.1 |
物理层 |
M-PHY G3 |
N/A |
链路层 |
UniPro v1.6 |
N/A |
接口 |
串行 |
并行 |
通道数 |
2 |
8 (11 w/ strobe) |
双工 |
全双工 |
半双工 |
时钟架构 |
嵌入时钟 |
源同步 |
理想吞吐速率 |
5.8Gbps x 2 |
HS400 max 3.2Gbps |
编码 |
8b/10b, PWM |
N/A |
均衡 |
TX & RX (G4) |
N/A |
下一代标准 |
UFS3.0, M-PHY G4 11.6Gbps |
N/A |
一致性认证 |
UFSA:
MIPI/UNH-IOL:
|
No compliance program |
>>> UFS的物理层测试方案
UFS采用分层结构,底层物理层采用MIPI联盟的M-PHY标准,数据链路层为UniPro,再上层协议层采用JEDEC协会定义的UFS协议。
UFS2.1架构如下图所示↘↘↘
▲ 上图引用自Arasan网站
>>> M-PHY物理层主要有如下主要的特点
每个信号通路是单向传输,信号采用差分传输机制,信号有高速HS和低速LS两种模式,高速信号采用8b/10b编码,使用PLL类型端时钟恢复,在突发的开始需要同步信号;低速信号则使用PWM调制方式。M-PHY有两种电压摆幅大幅度LA和小幅度SA,可以工作在端接模式和非端接模式,后一种可以在低功耗要求时使用。
M-PHY一致性测试规范包括了发射端,接收端,接口及互连S参数和阻抗三部分内容。
>>> 发射端测试方案如下:
详情请下载相关文档查看,点击下载>>>
>>> 接收端测试方案如下:
接收端的测试难点有几个方面:
-
接收测试的原理是,激励压力信号到接收端,环回后测试误码率,压力信号通常包括随机抖动Rj,确定性抖动包括ISI和正弦抖动Sj扫描,激励源允许加入去加重,环回后测试设备需要通过CDR恢复时钟,进而测试误码率。是德科技M8020A误码仪集成经过校准的Rj,BUJ, PJ,SSC等抖动源,内置可调节ISI,可以直接按照规范规定的CH1/CH2的插入损耗要求生成ISI。内置CDR从环回信号恢复时钟测试误码率。
-
在做UFS接收测试时,芯片有可能内置参考时钟如19.2MHz不能外部输入,这就要求误码仪与被测芯片提供的时钟同步,对于G3的信号速率5.8Gb/s,要求内部倍频304倍,如果是G4的速率11.6Gb/s,需要倍频608倍,M8020A的0G6选件可以直接外部参考时钟输入倍频后产生G3/G4要求的速率信号激励给被测件。
-
CTS除了要求接收容忍度测试之外,也会测试2.1.6 – HS-RXLane-to-Lane Skew (TL2L-SKEW-HS-RX),这一项是要求测试接收端的通道与通道间对skew的容忍度,这就要求激励源有2个通道,M8020A误码仪可以支持4通道16.2Gbps的发生和误码检测通道。
>>> 互连S参数和阻抗测试方案:
需要注意的是测试SDD21回波损耗的时候,被测件需要在工作状态并发出CRPAT码型的情况下做测试,TDR需要加入大量平均以减少被测信号发射波形的影响,这种测试推荐使用网络仪完成,可以调整发射功率和减少IFBW减少DUT发射信号对测量的影响,是德科技VNA E5071C带有TDR选件功能,可以从频域到时域实现完整的测试要求。
>>> UFS协议层分析和测试方案:
上图展示了是德科技U4431A UFS协议分析仪和捕获分析UFS链路协议的界面,U4431A支持M-PHY G3速率等级,采集深度16GB,可以支持双向各4个lane。
{ 第五部分 }
SSD高速接口的设计与验证
SSD是Solid State Drive也就固态盘的简写,作用如同传统硬盘,在系统掉电后,仍可以保持存储数据和程序。当然也有Intel美光等公司开发基于高速固态存储器技术3DXpoint也可以用于动态访问应用,这里由于篇幅所限,不在本文的讨论范围之内。
相较于机械硬盘,SSD访问速度大幅提升,也有噪音低、不怕碰撞等优点。从这些年的发展来看,SSD容量大幅度提升,成本也逐步降低,在消费领域或者企业市场已经有很大的普及。
现在的SSD多数采用TLC或MLC NANDFlash作为存储介质,除了NAND存储器颗粒之外,在SSD架构中,通常包括SSD控制器实现存储器的访问控制、缓冲器管理和特定的算法,也包括DDR 存储器实现数据缓冲和计算,以及与主机通信的的高速接口。对于DDR的测试方案,前面我们做了介绍,这一部分,我们主要来讨论一下高速接口的部分。
▲ 摘自Coding forSSDs – Part 2: Architecture of an SSD and Benchmarking
SSD控制器主要接口类型的包括PCIe, SAS, SATA, USB等,这里我总结了这几种接口技术的主要差别。
由于标准PCIe和SAS接口技术的高性能和扩展性,一般更多用于企业应用,而SATA和USB接口通常用于个人消费领域。
从使用的接口类型来看,PCIe协会PCISIG定义了除标准接口之外,还支持包括U.2, SATA Express以及m.2接口,并在最近也开发定义了OCulink的电缆接口。从这几种标准来看,以PCIe3.0为代表,采用了更加复杂的编码格式,以提升传输效率,另外发射接收端均衡能力也有很大提升,比如PCIe3.0在规范中定义了链路均衡训练机制,RC和EP芯片通过链路协商调整预加重和接收均衡,使得系统误码率维持在低水平。
首先我们先来了解PCIe总线的情况。2017年10月,PCISIG正式发布了PCIe4.0基础规范1.0版本,这是PCIe规范发展的一个重要里程碑,另外PCIe协会预计会在2019年正式发布PCIe5.0规范。PCIe4.0的传输速度比3.0加倍,达到16GT/s,相信在未来陆续会有支持4.0的CPU、外设产品陆续发布。当然对于NVMe协议来说,短期来说主流还是基于PCIe3.0,未来也有可能有支持4.0的产品。
下面是PCIe3.0/4.0 NVMe SSD设备的发射端和接收端测试方案框图
其中发射端展示的是NVMe设备通过矩阵开关实现2路信号的自动化实测连接图,被测件通过PCIe3.0测试夹具CBB3,将被测件的两路或更多路信号连接到Keysight U3020矩阵开关,再将公共端口差分连接到是德科技Z系列或V系列示波器,通过示波器的Aux Out输出端口经过Balun连接到测试夹具的Rx0,由软件控制产生100MHz时钟触发被测件切换码型和preset。对于NVMe设备接收端测试,M8020A具有极高集成度,内置8阶发射端去加重,内置共模差模干扰,接收均衡,CDR,并具有链路协商机制,如图所示,整个链接环境非常简化,就可以完成接受容忍度测试,并且M8020A也是PCISIG官方推荐的链路均衡测试方案。
对于U.2(SFF-8639)接口,PCISIG发布了一致性测试夹具,下图展示了U.2接口的NVMe SSD卡的发射机测试连接实物图。可以使用SigTest进行参数测量,也可以使用Z或V系列示波器内部的PCIe一致性测试软件N5393F,支持U.2 End Point测试模式,实现U.2参数的自动化一致性测试。
>>> PCIe和NVMe协议测试
U4301B协议分析仪平台,支持PCIe3.0协议解析,支持LTSSM状态机分析,解析EQ链路协商的过程;并且支持NVMe,AHCI等事物层的解码;统计PCIe总线的性能分析。这个分析平台可以支持标准PCIe x 1到 x 16插槽,也支持焊接方式,以及M.2和U.2接口卡的探测。
另外,是德科技的U4305B PCIe训练器可以模拟PCIe3.0的主设备或从设备,训练对端被测件,可以进行LTSSM测试,完成PCIe3.0官方的协议一致性测试。另外,针对NVMe,U4305B可以模拟NVMe主设备,产生NVMe会话,发送NVMe命令,与被测件通信,完成NVMe的一致性测试。是德科技也提供PCIe备板设备N5316A,将U4305B和被测件NVMeSSD插卡都插在备板上实现相关的测试。
>>> SAS TX/RX 测试方案
M8020A可以配置两通道码型发生功能,在Tx测试时可以使用双通道合路产生OOB信号, Rx测试内置ISI可以模拟规范要求的外部ISI损耗要求,并且利用第二通道产生SAS要求的串扰信号。
>>> SATA TX/RX测试方案
下图简化的Tx测试可以强制DUT发送指定的测试码型,也可以利用M8020A误码仪作为BIST信号发生器,训练DUT进入环回并发射指定测试码型,完成自动化的测试。
>>> USB3.1/3.2测试方案
这里展示了越来越普及的Type C接口方式,USB3.1Tx/Rx测试方案,其中N7015A是Type C接口测试夹具,N7018A夹具支持PD和AltMode,并且支持USB3.1 SCD和LBPM的LFPS信号的生成和握手,完成Tx的参数测试。对于Rx测试,M8020A内置ISI功能,可以模拟USB协会规范定义的传输参考通道的插损模型,实现精简连接环境下的Rx接收容忍度测量,并且M8020A也支持CTS中要求的LFPSRx容忍度测量。
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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,