卡夫卡:架构与核心机制
Apache Kafka 是一种高吞吐量的分布式消息队列,广泛应用于实时数据流处理和大数据架构中。本文将详细探讨 Kafka 的架构、Replica 管理、消息读取、分区策略、可靠性保障等核心机制。
1. Kafka 的架构
1.1 组件概述
Kafka 的架构由多个组件构成,主要包括以下部分:
- Broker:Kafka 集群中的服务器,每个 Broker 存储一部分消息。Kafka 集群通常由多个 Broker 组成,以提高可用性和负载均衡。
- Producer:负责向 Kafka 发送消息的客户端。Producer 可以选择将消息发送到特定的 Topic 和 Partition。
- Consumer:从 Kafka 中读取消息的客户端。Consumer 可以组成消费者组,以实现负载均衡和消息的顺序处理。
- Topic:消息的分类,每个 Topic 可以有多个分区。Topic 是 Kafka 中消息的逻辑概念,所有的消息都被发布到某个 Topic 下。
- Partition:每个 Topic 下的分区,是消息的基本存储单元。Partition 确保消息的顺序,并允许多个 Producer 和 Consumer 并行处理数据。
- Zookeeper:用于管理 Kafka 集群的元数据,如 Broker 列表、分区信息等。Zookeeper 负责协调各个 Broker 的状态和配置。
1.2 Kafka 架构示意图
1.3 Kafka 的工作流程
Kafka 的工作流程可以总结为以下几个步骤:
- Producer 发送消息:Producer 将消息发送到 Kafka Broker,指定目标 Topic。
- Broker 存储消息:Broker 接收到消息后,将其存储在对应的 Partition 中,并将消息持久化到磁盘。
- Consumer 读取消息:Consumer 从 Broker 中读取消息,指定要读取的 Topic 和偏移量。
2. Kafka Replicas 的管理
在 Kafka 中,为了保证数据的高可用性和容错能力,每个分区可以有多个副本(Replica)。Replica 的管理机制如下:
2.1 Replica 的定义
- Leader:每个分区的一个副本被选为 Leader,负责处理所有的读写请求。
- Follower:其他副本为 Follower,负责从 Leader 复制数据。
2.2 副本管理流程
- 副本创建:当创建 Topic 时,Kafka 会根据配置生成相应数量的副本。
- 数据复制:Leader 将数据写入自己的日志文件后,会通知所有的 Follower 进行数据复制。Follower 需要保证数据的一致性。
- 副本状态监控:ZooKeeper 监控各个副本的状态,确保数据的正确性和一致性。
2.3 副本管理示意图
3. 如何确定当前能读到哪一条消息?
Kafka 通过偏移量(offset)来管理消息的读取。每个分区的消息都有唯一的偏移量,消费者在读取消息时根据偏移量确定当前能读到的消息。
3.1 消息的偏移量
- 定义:偏移量是指某条消息在分区中的位置,每个分区的消息都有一个递增的整数值作为偏移量。
- 消费模式:消费者可以选择从指定的偏移量开始消费,也可以选择从最新的偏移量开始消费。
3.2 消费者组
Kafka 支持消费者组的概念,确保每个消息只被一个消费者处理。消费者组中的所有消费者共同消费一个 Topic,Kafka 会自动分配分区给各个消费者。
3.3 自动提交与手动提交
消费者在消费消息后需要提交偏移量,以标记已处理的消息。消费者可以选择:
- 自动提交:自动提交偏移量,适合对消息处理的实时性要求不高的场景。
- 手动提交:手动提交偏移量,适合对消息处理的准确性要求较高的场景。
3.4 消息读取示意图
4. 发送消息的分区策略
Kafka 使用分区策略将消息分散到不同的分区,以平衡负载。主要的分区策略包括:
4.1 轮询(Round-Robin)
轮询策略将消息均匀分配到各个分区。这种方式简单有效,适用于对消息顺序没有严格要求的场景。
4.2 按键分区(Key-Based Partitioning)
通过消息的键(Key)将消息定向到特定的分区。所有具有相同键的消息会被发送到同一个分区,从而保证消息的顺序性。
4.3 自定义分区器
Kafka 允许用户实现自定义的分区器,以满足特定业务需求。自定义分区器可以根据业务逻辑将消息发送到不同的分区。
4.4 分区策略示意图
5. Kafka 的可靠性保障
Kafka 的可靠性主要通过以下机制实现:
5.1 副本机制
通过 Replica 保证数据的持久性和高可用性。即使某个 Broker 出现故障,其他副本仍然可以保证数据的完整性。
5.2 ack 策略
Producer 可以设置 ack 的策略,例如:
- acks=0:不需要等待任何确认,最低延迟。
- acks=1:只需等待 Leader 确认,适合对性能要求高的场景。
- acks=all:需要所有副本都确认,保证数据的可靠性。
5.3 数据持久化
Kafka 将数据持久化到磁盘,避免因 Broker 故障导致数据丢失。数据以日志文件的形式存储,确保高效读取。
5.4 可靠性保障示意图
6. 分区再分配的作用
分区再分配是 Kafka 中一个重要的特性,用于以下目的:
6.1 负载均衡
当新 Broker 加入或现有 Broker 下线时,分区再分配可以将负载均匀分配到各个 Broker,防止某个 Broker 过载。
6.2 故障恢复
确保每个分区都有可用的 Leader,从而提高集群的可用性。分区再分配可以自动选择新的 Leader,减少人为干预。
6.3 分区再分配示意图
7. Kafka Partition 副本 Leader 的选举
在 Kafka 中,每个分区有一个 Leader 副本和多个 Follower 副本。Leader 负责处理所有的读写请求,而 Follower 则从 Leader 复制数据。为了确保高可用性,Kafka 需要动态选举 Leader,尤其是在出现故障时。以下是关于 Kafka Partition 副本 Leader 选举的详细解析。
7.1 Leader 选举的必要性
Leader 的选举至关重要,主要体现在以下几个方面:
- 高可用性:在 Broker 故障或网络分区的情况下,Leader 选举能够确保至少一个副本能够继续服务,从而保证数据的可用性。
- 数据一致性:选举过程确保了只有一个有效的 Leader 处理请求,避免了数据的不一致性问题。
7.2 选举过程
Leader 选举的过程主要依赖于 ZooKeeper 作为协调者,具体步骤如下:
-
Broker 启动:每个 Broker 启动时会向 ZooKeeper 注册自己的状态,包括可用的分区副本。
Broker1 -> ZooKeeper : register(brokerId, partitionInfo)
-
监控状态:ZooKeeper 持续监控每个 Broker 的状态,包括心跳机制。如果某个 Broker 未能按时发送心跳,则 ZooKeeper 会认为该 Broker 已故障。
-
Leader 选举:
- 当 Leader 副本失效时,ZooKeeper 会触发新的 Leader 选举。
- ZooKeeper 会选择一个当前状态为 “ISR” (In-Sync Replica,即与 Leader 保持同步的副本)中的 Follower 作为新的 Leader。
- 选举过程采用 ZAB(Zookeeper Atomic Broadcast)协议,确保选举过程的原子性和一致性。
ZooKeeper -> Follower1 : check ISR status ZooKeeper -> Follower2 : check ISR status ZooKeeper -> Follower1 : elect as new Leader
-
更新元数据:选举完成后,ZooKeeper 会更新分区的元数据,新的 Leader 将开始接受客户端的读写请求,而其他 Follower 则继续从 Leader 复制数据。
7.3 Leader 选举的示意图
7.4 Leader 选举的影响因素
- ISR 列表:只有在 ISR 列表中的副本才有资格成为新的 Leader。ISR 列表中的副本是指那些与 Leader 保持同步的副本。
- Broker 负载:在选举过程中,ZooKeeper 会考虑 Broker 的负载情况,避免将 Leader 分配给负载过重的 Broker。
- 网络状态:网络分区可能导致某些 Broker 与 ZooKeeper 失去连接,这样的 Broker 将无法参与选举。
7.5 故障恢复后的 Leader 选举
在某个 Broker 恢复后,它会重新加入集群并重新注册。ZooKeeper 会检查其状态并将其添加回 ISR 列表。
-
Broker 恢复:故障的 Broker 在恢复后会重新向 ZooKeeper 注册。
Broker2 -> ZooKeeper : register(brokerId, partitionInfo)
-
更新 ISR:ZooKeeper 会将恢复的 Broker 添加到 ISR 列表中。
-
角色调整:如果当前 Leader 仍然可用,恢复的 Broker 作为 Follower 继续从 Leader 复制数据。如果当前 Leader 已经失效,ZooKeeper 可能会重新进行 Leader 选举。
8. 分区数越多越好吗?吞吐量就会越高吗?
在 Kafka 中,分区数的设置对系统的性能和吞吐量有着直接的影响。然而,增加分区数并不是一种无限制的优化策略。下面我们将详细分析分区数的影响及其与吞吐量的关系。
8.1 分区数的基本概念
在 Kafka 中,每个主题可以分为多个分区。每个分区是一个有序、不可变的消息序列,Kafka 通过分区来实现并行处理。分区的数目决定了数据的分散程度和并行度。
8.2 分区数的优势
-
并行处理能力:
- 分区数越多,Kafka 能够同时处理更多的读写请求。这意味着在高并发场景下,多个消费者可以并行消费不同的分区,从而提高整体吞吐量。
- 分区数越多,Kafka 能够同时处理更多的读写请求。这意味着在高并发场景下,多个消费者可以并行消费不同的分区,从而提高整体吞吐量。
-
负载均衡:
- 增加分区数可以有效分散数据负载,避免某一个分区成为性能瓶颈。每个分区都有独立的 I/O 操作,可以利用多核 CPU 的并行处理能力。
-
提高容错性:
- 多个分区允许在 Broker 故障的情况下,通过副本机制保证数据的可用性。副本分布在不同的 Broker 上,增强了系统的可靠性。
8.3 分区数的劣势
-
管理开销:
- 分区数过多会增加 Kafka 的管理开销,包括元数据的管理、状态监控等。每个分区都有其对应的元数据,需要 ZooKeeper 来维护,这会增加 ZooKeeper 的负担。
-
资源占用:
- 每个分区都会占用系统资源,例如内存和文件描述符。过多的分区可能导致系统资源的耗尽,从而影响整体性能。
-
消费者协调复杂性:
- 如果分区数过多,消费者组的协调和管理会变得复杂。消费者之间的负载均衡和分区分配可能变得不那么高效。
8.4 吞吐量与分区数的关系
虽然分区数可以提高吞吐量,但并不是简单的“分区越多,吞吐量越高”的关系。以下几个因素需要考虑:
-
网络带宽:
- 分区数增加虽然可以提升并发处理能力,但网络带宽也是限制吞吐量的重要因素。如果网络带宽不足,增加分区数不会显著提高整体吞吐量。
-
磁盘 I/O 性能:
- Kafka 的吞吐量还受到磁盘读写性能的影响。分区数过多可能导致过高的磁盘 I/O 请求,从而引发性能瓶颈。
-
配置优化:
- 在高负载环境中,合理配置生产者和消费者的参数,例如批量大小(batch.size)和发送延迟(linger.ms),能够更有效地利用分区,提高吞吐量。
8.5 实际案例分析
假设我们有一个电商系统,处理用户订单数据,原本设置了 3 个分区。随着业务增长,我们决定将分区数增加到 6 个,以提升吞吐量。经过性能测试,我们发现:
- 在正常负载下,吞吐量明显提升,多个消费者并行消费分区,响应时间缩短。
- 在极高负载下,虽然吞吐量有所提高,但网络和磁盘的 I/O 成为新的瓶颈,导致性能提升幅度减小。
9. Kafka 为什么这么快?
Kafka 之所以能提供高性能,主要归功于以下几点:
9.1 高效的存储机制
Kafka 使用顺序写入的方式,将数据批量写入磁盘,极大提升了 I/O 性能。这种机制减少了磁盘寻址的时间,提升了数据写入的速度。
9.2 内存与磁盘的合理使用
Kafka 将数据缓存在内存中,使用内存映射文件(mmap)技术,加速读写操作。同时,Kafka 采用页缓存机制,优化了磁盘 I/O。
9.3 并行处理
通过分区和多线程,Kafka 能够并行处理多个消息流,从而提高整体吞吐量。在高并发场景下,Kafka 能够有效分散负载,确保快速响应。
9.4 高性能示意图
结论
通过对 Kafka 的架构、Replica 管理、消息读取、分区策略、可靠性保障等方面的深入探讨,我们可以看到 Kafka 是一个功能强大的消息队列系统,适用于需要高吞吐量和可靠性的应用场景。希望本文能够帮助读者更好地理解 Kafka 的工作原理及其背后的设计理念。
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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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深入理解SSM架构:概念、用途、运作机制与实践指南