真實案例測試你spring水平！

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前言

近兩年網(wǎng)課上到處是《一天精通springboot》《2小時精通springboot》等課程，相信很多新手入門Java后端也都是從springboot開始的。2小時用搭建spring + mvc + mybatis后端常常讓人有一種架構(gòu)師的感覺，那么學完springboot到底還有必要學spring？ 答案很負責任告訴你肯定是：有必要！簡單、開箱即用等特性讓springboot大受歡迎，但是請一定記住：一個框架越簡單易用，說明框架在背后為開發(fā)人員做了越多復(fù)雜的工作。在筆者眼里springboot只不過是spring的一個整合，整合了tomcat、spring mvc一些常用組件，而本質(zhì)依舊是spring

如果你還意識不到spring的重要性，以下有幾個很基礎(chǔ)的真實案例，如果發(fā)現(xiàn)不了案例問題的， 精通Spring 請再斟酌下要不要寫入你的簡歷中

在這里插入圖片描述

案例

難度★：單例(如: service, dao層)禁止使用非靜態(tài)成員變量

使用誤區(qū)

業(yè)務(wù)需求是需要導(dǎo)入10w張機票左右的Excel，PagService（單例）依賴ImportExcelListener（單例）進行Excel導(dǎo)入。使用到阿里的easyexcel，這里不討論該框架，只需要知道每讀取一行數(shù)據(jù)ImportExcelListener將調(diào)用invoke返回一行數(shù)據(jù)，讀到末行將觸發(fā)doAfterAllAnalysed?？紤]到數(shù)據(jù)量較大，每讀一行插入一次顯然不可行，10w行插入一次也太大，于是小A同學經(jīng)過評估后決定1000行插入一次

@Service
public class PagService extends BaseService<Pag> {
    @Autowired
    private ImportExcelListener importExcelListener;

    public void  improt(File file) {
        // 調(diào)用importExcelListener實現(xiàn)excel導(dǎo)入
        importExcelListener.read(file);
    }
}

@Component
public class ImportExcelListener extends AnalysisEventListener<Pag> {
    @Autowired
    private PagService pagService;
    
    // 用于保存1000張票
    List<Pag> list = new ArrayList<Pag>();

    @Override
    public void invoke(DemoData data, AnalysisContext context) {
        // 每獲取一張票將票加入list
        list.add(data);
        // 票數(shù)到達1000則批量保存
        if (list.size() >= 1000) {
            pagService.save(list);
            list.clear();
        }

    }

    @Override
    public void doAfterAllAnalysed(AnalysisContext context) {
        // 讀到最后一行則批量保存
        pagService.save(list);
        list.clear();
    }
}

造成BUG

此時的Web項目是正常使用的，但是將引發(fā)一個嚴重的BUG，線程不安全！1. 營業(yè)點A與營業(yè)點B同時導(dǎo)入數(shù)據(jù)，A和B的數(shù)據(jù)將完全混在一起 2. 一旦程序出現(xiàn)異常，之后的Excel提交將永遠拋出唯一索引沖突異常

造成原因

ImportExcelListener被@Component設(shè)置成了單例，同時使用到了非靜態(tài)成員變量List<Pag> list = new ArrayList<Pag>();這違反了單例的使用原則，造成線程不安全的問題。ImportExcelListener作為單例，也就是說在該Web項目中，將有且僅有一個實例。

  1. 當A、B營業(yè)處同時導(dǎo)入票證時，使用了同一個ImportExcelListener的同一個list，當A導(dǎo)入向list寫入數(shù)據(jù)時B也同時在同一個list寫入，因此導(dǎo)致A發(fā)現(xiàn)其導(dǎo)入的數(shù)據(jù)中雜糅著B的數(shù)據(jù)。
  2. 并且當導(dǎo)入數(shù)據(jù)發(fā)生異常拋出時，例如讀取到501行數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，但是list中將包含前500行數(shù)據(jù)，且沒有被清空。而第二次導(dǎo)入因為ImportExcelListener為單例，緩存在Ioc容器中，因此ImportExcelListener還是原來那個ImportExcelListener，list也還是之前那個list，后續(xù)導(dǎo)入的數(shù)據(jù)又將1-500行加入list，導(dǎo)致永遠導(dǎo)入都是唯一索引沖突

難度★★：加上@Scope("Prototype")就是多例(原型模式)了嗎？

使用誤區(qū)

小A在發(fā)現(xiàn)問題后，也知道了問題的原因出在單例上，于是想當然的將上@Scope("Prototype")，把ImportExcelListener變成多例（也就是原型模式），不就解決問題了嗎？這樣的做法真的能解決問題嗎？

@Component
@Scope("Prototype")
public class ImportExcelListener extends AnalysisEventListener<Pag> {
    ...
}

造成BUG

小A改完代碼提交后，業(yè)務(wù)人員反應(yīng)BUG依然存在，并沒有解決

造成原因

BUG依舊存在，那么說明線程不安全的問題依舊存在，這說明多例同樣也是線程不安全的嗎？顯然不是，多例情況下每次請求使用的ImportExcelListener都是新的實例，不存在互相干擾的情況，也就沒有所謂的線程安全問題可言。那么問題出在哪里？主要問題出在，即使小A加了@Scope("Prototype")但是在本項目中ImportExcelListener依舊是單例。

原因是PagService依賴ImportExcelListener，PagService是單例ImportExcelListener是多例。當spring創(chuàng)建PagService時，發(fā)現(xiàn)其依賴ImportExcelListener，而ImportExcelListener是多例，因此新創(chuàng)建出importExcelListener@001對象并且把地址給PagService，創(chuàng)建完成后，PagService將被緩存到spring Ioc容器中，下次需要PagService時則直接從緩存中取。因此，在創(chuàng)建完成后，A售票處與B售票處實際上調(diào)用的PagService是同一個實例，而導(dǎo)致其引用的importExcelListener@001也是同一個，也就造成了即使加上@Scope("Prototype")卻還是同一個實例，因此線程不安全的BUG依舊存在。

這里貼一張單例setter的循環(huán)依賴流程圖，a為PagService，b為ImportExcelListener。當PagService第一次創(chuàng)建時，將走完1-17步驟完成PagService的創(chuàng)建。但是第二次再需要ImportExcelListener時，將在步驟1. 嘗試從各級緩存中獲取bean就會直接返回緩存中的PagService，而不會再去管ImportExcelListener是不是多例是不是需要重新創(chuàng)建。詳情請參考spring 循環(huán)依賴

單例setter循環(huán)依賴.jpg

難度★★★：那就讓PagService也變成多例！

使用誤區(qū)

小A同學發(fā)現(xiàn)錯誤后，最后發(fā)狠，那我就讓他們?nèi)慷甲兂啥嗬∵@總可以了吧?且先不論小A同學并不知道所有的spring mvc的controller都是單例（注：Struts框架的Action則是多例，這也是跟spring mvc最大的區(qū)別），并解決不了問題。但是出發(fā)點是好的，讓他們都是多例，這似乎解決了問題。代碼如下

@Component
@Scope("Prototype")
public class PagService extends BaseService<Pag> {
    @Autowired
    private ImportExcelListener importExcelListener;

    ...
}

@Component
@Scope("Prototype")
public class ImportExcelListener extends AnalysisEventListener<Pag> {
    @Autowired
    private PagService pagService;

    ...
}

造成BUG

如果你也覺得上面的代碼沒有問題，那么我們來看下結(jié)果，項目直接連跑都跑不起來了

org.springframework.beans.factory.UnsatisfiedDependencyException: Error creating bean with name 'pagService': Unsatisfied dependency expressed through field 'importExcelListener'; nested exception is org.springframework.beans.factory.UnsatisfiedDependencyException: Error creating bean with name 'importExcelListener': Unsatisfied dependency expressed through field 'pagService'; nested exception is org.springframework.beans.factory.BeanCurrentlyInCreationException: Error creating bean with name 'pagService': Requested bean is currently in creation: Is there an unresolvable circular reference?

    at org.springframework.beans.factory.annotation.AutowiredAnnotationBeanPostProcessor$AutowiredFieldElement.inject(AutowiredAnnotationBeanPostProcessor.java:667)
...

造成原因

其實從異常上面也看出來了，PagService和ImportExcelListener循環(huán)依賴了。小A表示很疑惑，我第一次第二次的代碼也是循環(huán)依賴啊，為什么第一次第二次就沒問題？這次就有問題了？這里先給出結(jié)論，spring僅可以解決單例setter方式注入的循環(huán)依賴問題，對于原型模式和單例構(gòu)造器注入模式都解決不了。

通俗一點來說，PagService為多例，也就是說每次獲取都需要是一個新的實例。而當PagService創(chuàng)建時，發(fā)現(xiàn)需要依賴ImportExcelListener也是多例，因此又新生產(chǎn)了ImportExcelListener實例，此時ImportExcelListener又發(fā)現(xiàn)需要依賴PagService，同時PagService是多例，便不會去緩存中取，而是又新建一個多例。造成的結(jié)果就是循環(huán)依賴死循環(huán)，spring能做的就是幫你拋出異常...

spring循環(huán)依賴是面試最喜歡問的題目，如何檢測循環(huán)依賴？spring能解決哪些循環(huán)依賴？總的可以歸結(jié)成2點

  1. 必須提前曝光對象
  2. 曝光時機必須在實例化之后

缺一不可，關(guān)于循環(huán)依賴請參考spring 循環(huán)依賴

解決方案

就上述問題，歸納起來就是單例如何引用多例，使其在每次調(diào)用時都能保證使多例的問題。spring作為Java后端的元老，早就提供了解決方案，這里提供3種解決方案供參考：

  1. spring官方使用@Lookup或<lookup-method>標簽，解決單例引用多例的問題
  2. 阿里官方推薦，這種方法最暴力，ImportExcelListener直接不使用spring管理，也就是不加@Component標簽，讓用戶調(diào)用方法時，自己new一個。這種做法即完全脫離spring管理，用戶自己負責實例的生命周期
@Service
public class PagService extends BaseService<Pag> {
    public void  improt(File file) {
    ImportExcelListener importExcelListener = new ImportExcelListener(this);
    // 調(diào)用importExcelListener實現(xiàn)excel導(dǎo)入
        importExcelListener.read(file);
    }
}
  1. 實現(xiàn)BeanFactoryAware，從BeanFactory中獲取ImportExcelListener多例，以確保每次調(diào)用都新建一個。這種方案并不可取，他加大了代碼的耦合程度，只是提供給大家另外一種思路。對spring Aware感知器不熟悉的可以參考spring 生命周期 
@Service
public class PagService extends BaseService<Pag> implements BeanFactoryAware{
    private BeanFactory beanFactory;
  
    @Override
    public void setBeanFactory(BeanFactory beanFactory) throws BeansException {
        this.beanFactory = beanFactory;
    }
  
    public void  improt(File file) {
    ImportExcelServic importExcelServic = (ImportExcelServic)beanFactory.getBean("importExcelServic", this);
    // 調(diào)用importExcelServic實現(xiàn)excel導(dǎo)入
        importExcelServic.read(file);
    }
}

總結(jié)

  1. spring單例絕對不能使用非靜態(tài)成員變量（靜態(tài)成員變量一個類只有一份，也就不存在線程安全問題）
  2. 單例依賴多例，想確保每次調(diào)用都使用全新的多例，需要使用@Lookup或lookup-method標簽
  3. spring只能解決單例下set注入但是的循環(huán)依賴問題

筆者也使用springboot，但是精通springboot并不是指2小時學幾個類似@Cacheable這樣的標簽就算精通了，如果是這樣相信我在面試中你會被錘的很慘。我的建議是好好學習spring，如果有想進大廠的同學最好能夠系統(tǒng)的學習一下spring 源碼，對代碼風格，設(shè)計思想都有很大幫助。畢竟大廠的面試官是不可能問出你會不會用@Cacheable、@Tranactional等標簽的，而是想讓你說出@Cacheable是如何通過AOP切面編程實現(xiàn)的、更甚是如何使用Jdk動態(tài)代理或者Cglib代理實現(xiàn)@Cacheable

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