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  • Java面试题大全(2020版)

    万次阅读 多人点赞 2019-11-26 11:59:06
    不需要,抽象类不一定有抽象方法。 示例代码: abstract class Cat { public static void sayHi() { System.out.println("hi~"); } } 上面代码,抽象类并没有抽象方法但完全可以正常运行。 12. 普通类和抽象类...

    发现网上很多Java面试题都没有答案,所以花了很长时间搜集整理出来了这套Java面试题大全,希望对大家有帮助哈~

    本套Java面试题大全,全的不能再全,哈哈~

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    一、Java 基础

    1. JDK 和 JRE 有什么区别?

    • JDK:Java Development Kit 的简称,java 开发工具包,提供了 java 的开发环境和运行环境。
    • JRE:Java Runtime Environment 的简称,java 运行环境,为 java 的运行提供了所需环境。

    具体来说 JDK 其实包含了 JRE,同时还包含了编译 java 源码的编译器 javac,还包含了很多 java 程序调试和分析的工具。简单来说:如果你需要运行 java 程序,只需安装 JRE 就可以了,如果你需要编写 java 程序,需要安装 JDK。

    2. == 和 equals 的区别是什么?

    == 解读

    对于基本类型和引用类型 == 的作用效果是不同的,如下所示:

    • 基本类型:比较的是值是否相同;
    • 引用类型:比较的是引用是否相同;

    代码示例:

    String x = "string";
    String y = "string";
    String z = new String("string");
    System.out.println(x==y); // true
    System.out.println(x==z); // false
    System.out.println(x.equals(y)); // true
    System.out.println(x.equals(z)); // true

    代码解读:因为 x 和 y 指向的是同一个引用,所以 == 也是 true,而 new String()方法则重写开辟了内存空间,所以 == 结果为 false,而 equals 比较的一直是值,所以结果都为 true。

    equals 解读

    equals 本质上就是 ==,只不过 String 和 Integer 等重写了 equals 方法,把它变成了值比较。看下面的代码就明白了。

    首先来看默认情况下 equals 比较一个有相同值的对象,代码如下:

    class Cat {
        public Cat(String name) {
            this.name = name;
        }
    
        private String name;
    
        public String getName() {
            return name;
        }
    
        public void setName(String name) {
            this.name = name;
        }
    }
    
    Cat c1 = new Cat("王磊");
    Cat c2 = new Cat("王磊");
    System.out.println(c1.equals(c2)); // false

    输出结果出乎我们的意料,竟然是 false?这是怎么回事,看了 equals 源码就知道了,源码如下:

    public boolean equals(Object obj) {
        return (this == obj);
    }

    原来 equals 本质上就是 ==。

    那问题来了,两个相同值的 String 对象,为什么返回的是 true?代码如下:

    String s1 = new String("老王");
    String s2 = new String("老王");
    System.out.println(s1.equals(s2)); // true

    同样的,当我们进入 String 的 equals 方法,找到了答案,代码如下:

    public boolean equals(Object anObject) {
        if (this == anObject) {
            return true;
        }
        if (anObject instanceof String) {
            String anotherString = (String)anObject;
            int n = value.length;
            if (n == anotherString.value.length) {
                char v1[] = value;
                char v2[] = anotherString.value;
                int i = 0;
                while (n-- != 0) {
                    if (v1[i] != v2[i])
                        return false;
                    i++;
                }
                return true;
            }
        }
        return false;
    }

    原来是 String 重写了 Object 的 equals 方法,把引用比较改成了值比较。

    总结 :== 对于基本类型来说是值比较,对于引用类型来说是比较的是引用;而 equals 默认情况下是引用比较,只是很多类重新了 equals 方法,比如 String、Integer 等把它变成了值比较,所以一般情况下 equals 比较的是值是否相等。

    3. 两个对象的 hashCode()相同,则 equals()也一定为 true,对吗?

    不对,两个对象的 hashCode()相同,equals()不一定 true。

    代码示例:

    String str1 = "通话";
    String str2 = "重地";
    System.out.println(String.format("str1:%d | str2:%d",  str1.hashCode(),str2.hashCode()));
    System.out.println(str1.equals(str2));

    执行的结果:

    str1:1179395 | str2:1179395

    false

    代码解读:很显然“通话”和“重地”的 hashCode() 相同,然而 equals() 则为 false,因为在散列表中,hashCode()相等即两个键值对的哈希值相等,然而哈希值相等,并不一定能得出键值对相等。

    4. final 在 java 中有什么作用?

    • final 修饰的类叫最终类,该类不能被继承。
    • final 修饰的方法不能被重写。
    • final 修饰的变量叫常量,常量必须初始化,初始化之后值就不能被修改。

    5. java 中的 Math.round(-1.5) 等于多少?

    等于 -1,因为在数轴上取值时,中间值(0.5)向右取整,所以正 0.5 是往上取整,负 0.5 是直接舍弃。

    6. String 属于基础的数据类型吗?

    String 不属于基础类型,基础类型有 8 种:byte、boolean、char、short、int、float、long、double,而 String 属于对象。

    7. java 中操作字符串都有哪些类?它们之间有什么区别?

    操作字符串的类有:String、StringBuffer、StringBuilder。

    String 和 StringBuffer、StringBuilder 的区别在于 String 声明的是不可变的对象,每次操作都会生成新的 String 对象,然后将指针指向新的 String 对象,而 StringBuffer、StringBuilder 可以在原有对象的基础上进行操作,所以在经常改变字符串内容的情况下最好不要使用 String。

    StringBuffer 和 StringBuilder 最大的区别在于,StringBuffer 是线程安全的,而 StringBuilder 是非线程安全的,但 StringBuilder 的性能却高于 StringBuffer,所以在单线程环境下推荐使用 StringBuilder,多线程环境下推荐使用 StringBuffer。

    8. String str="i"与 String str=new String("i")一样吗?

    不一样,因为内存的分配方式不一样。String str="i"的方式,java 虚拟机会将其分配到常量池中;而 String str=new String("i") 则会被分到堆内存中。

    9. 如何将字符串反转?

    使用 StringBuilder 或者 stringBuffer 的 reverse() 方法。

    示例代码:

    // StringBuffer reverse
    StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer();
    stringBuffer.append("abcdefg");
    System.out.println(stringBuffer.reverse()); // gfedcba
    // StringBuilder reverse
    StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
    stringBuilder.append("abcdefg");
    System.out.println(stringBuilder.reverse()); // gfedcba

    10. String 类的常用方法都有那些?

    • indexOf():返回指定字符的索引。
    • charAt():返回指定索引处的字符。
    • replace():字符串替换。
    • trim():去除字符串两端空白。
    • split():分割字符串,返回一个分割后的字符串数组。
    • getBytes():返回字符串的 byte 类型数组。
    • length():返回字符串长度。
    • toLowerCase():将字符串转成小写字母。
    • toUpperCase():将字符串转成大写字符。
    • substring():截取字符串。
    • equals():字符串比较。

    11. 抽象类必须要有抽象方法吗?

    不需要,抽象类不一定非要有抽象方法。

    示例代码:

    abstract class Cat {
        public static void sayHi() {
            System.out.println("hi~");
        }
    }

    上面代码,抽象类并没有抽象方法但完全可以正常运行。

    12. 普通类和抽象类有哪些区别?

    • 普通类不能包含抽象方法,抽象类可以包含抽象方法。
    • 抽象类不能直接实例化,普通类可以直接实例化。

    13. 抽象类能使用 final 修饰吗?

    不能,定义抽象类就是让其他类继承的,如果定义为 final 该类就不能被继承,这样彼此就会产生矛盾,所以 final 不能修饰抽象类,如下图所示,编辑器也会提示错误信息:

    14. 接口和抽象类有什么区别?

    • 实现:抽象类的子类使用 extends 来继承;接口必须使用 implements 来实现接口。
    • 构造函数:抽象类可以有构造函数;接口不能有。
    • main 方法:抽象类可以有 main 方法,并且我们能运行它;接口不能有 main 方法。
    • 实现数量:类可以实现很多个接口;但是只能继承一个抽象类。
    • 访问修饰符:接口中的方法默认使用 public 修饰;抽象类中的方法可以是任意访问修饰符。

    15. java 中 IO 流分为几种?

    按功能来分:输入流(input)、输出流(output)。

    按类型来分:字节流和字符流。

    字节流和字符流的区别是:字节流按 8 位传输以字节为单位输入输出数据,字符流按 16 位传输以字符为单位输入输出数据。

    16. BIO、NIO、AIO 有什么区别?

    • BIO:Block IO 同步阻塞式 IO,就是我们平常使用的传统 IO,它的特点是模式简单使用方便,并发处理能力低。
    • NIO:New IO 同步非阻塞 IO,是传统 IO 的升级,客户端和服务器端通过 Channel(通道)通讯,实现了多路复用。
    • AIO:Asynchronous IO 是 NIO 的升级,也叫 NIO2,实现了异步非堵塞 IO ,异步 IO 的操作基于事件和回调机制。

    17. Files的常用方法都有哪些?

    • Files.exists():检测文件路径是否存在。
    • Files.createFile():创建文件。
    • Files.createDirectory():创建文件夹。
    • Files.delete():删除一个文件或目录。
    • Files.copy():复制文件。
    • Files.move():移动文件。
    • Files.size():查看文件个数。
    • Files.read():读取文件。
    • Files.write():写入文件。

    二、容器

    18. java 容器都有哪些?

    常用容器的图录:

    19. Collection 和 Collections 有什么区别?

    • java.util.Collection 是一个集合接口(集合类的一个顶级接口)。它提供了对集合对象进行基本操作的通用接口方法。Collection接口在Java 类库中有很多具体的实现。Collection接口的意义是为各种具体的集合提供了最大化的统一操作方式,其直接继承接口有List与Set。
    • Collections则是集合类的一个工具类/帮助类,其中提供了一系列静态方法,用于对集合中元素进行排序、搜索以及线程安全等各种操作。

    20. List、Set、Map 之间的区别是什么?

    21. HashMap 和 Hashtable 有什么区别?

    • hashMap去掉了HashTable 的contains方法,但是加上了containsValue()和containsKey()方法。
    • hashTable同步的,而HashMap是非同步的,效率上逼hashTable要高。
    • hashMap允许空键值,而hashTable不允许。

    22. 如何决定使用 HashMap 还是 TreeMap?

    对于在Map中插入、删除和定位元素这类操作,HashMap是最好的选择。然而,假如你需要对一个有序的key集合进行遍历,TreeMap是更好的选择。基于你的collection的大小,也许向HashMap中添加元素会更快,将map换为TreeMap进行有序key的遍历。

    23. 说一下 HashMap 的实现原理?

    HashMap概述: HashMap是基于哈希表的Map接口的非同步实现。此实现提供所有可选的映射操作,并允许使用null值和null键。此类不保证映射的顺序,特别是它不保证该顺序恒久不变。 

    HashMap的数据结构: 在java编程语言中,最基本的结构就是两种,一个是数组,另外一个是模拟指针(引用),所有的数据结构都可以用这两个基本结构来构造的,HashMap也不例外。HashMap实际上是一个“链表散列”的数据结构,即数组和链表的结合体。

    当我们往Hashmap中put元素时,首先根据key的hashcode重新计算hash值,根绝hash值得到这个元素在数组中的位置(下标),如果该数组在该位置上已经存放了其他元素,那么在这个位置上的元素将以链表的形式存放,新加入的放在链头,最先加入的放入链尾.如果数组中该位置没有元素,就直接将该元素放到数组的该位置上。

    需要注意Jdk 1.8中对HashMap的实现做了优化,当链表中的节点数据超过八个之后,该链表会转为红黑树来提高查询效率,从原来的O(n)到O(logn)

    24. 说一下 HashSet 的实现原理?

    • HashSet底层由HashMap实现
    • HashSet的值存放于HashMap的key上
    • HashMap的value统一为PRESENT

    25. ArrayList 和 LinkedList 的区别是什么?

    最明显的区别是 ArrrayList底层的数据结构是数组,支持随机访问,而 LinkedList 的底层数据结构是双向循环链表,不支持随机访问。使用下标访问一个元素,ArrayList 的时间复杂度是 O(1),而 LinkedList 是 O(n)。

    26. 如何实现数组和 List 之间的转换?

    • List转换成为数组:调用ArrayList的toArray方法。
    • 数组转换成为List:调用Arrays的asList方法。

    27. ArrayList 和 Vector 的区别是什么?

    • Vector是同步的,而ArrayList不是。然而,如果你寻求在迭代的时候对列表进行改变,你应该使用CopyOnWriteArrayList。 
    • ArrayList比Vector快,它因为有同步,不会过载。 
    • ArrayList更加通用,因为我们可以使用Collections工具类轻易地获取同步列表和只读列表。

    28. Array 和 ArrayList 有何区别?

    • Array可以容纳基本类型和对象,而ArrayList只能容纳对象。 
    • Array是指定大小的,而ArrayList大小是固定的。 
    • Array没有提供ArrayList那么多功能,比如addAll、removeAll和iterator等。

    29. 在 Queue 中 poll()和 remove()有什么区别?

    poll() 和 remove() 都是从队列中取出一个元素,但是 poll() 在获取元素失败的时候会返回空,但是 remove() 失败的时候会抛出异常。

    30. 哪些集合类是线程安全的?

    • vector:就比arraylist多了个同步化机制(线程安全),因为效率较低,现在已经不太建议使用。在web应用中,特别是前台页面,往往效率(页面响应速度)是优先考虑的。
    • statck:堆栈类,先进后出。
    • hashtable:就比hashmap多了个线程安全。
    • enumeration:枚举,相当于迭代器。

    31. 迭代器 Iterator 是什么?

    迭代器是一种设计模式,它是一个对象,它可以遍历并选择序列中的对象,而开发人员不需要了解该序列的底层结构。迭代器通常被称为“轻量级”对象,因为创建它的代价小。

    32. Iterator 怎么使用?有什么特点?

    Java中的Iterator功能比较简单,并且只能单向移动:

    (1) 使用方法iterator()要求容器返回一个Iterator。第一次调用Iterator的next()方法时,它返回序列的第一个元素。注意:iterator()方法是java.lang.Iterable接口,被Collection继承。

    (2) 使用next()获得序列中的下一个元素。

    (3) 使用hasNext()检查序列中是否还有元素。

    (4) 使用remove()将迭代器新返回的元素删除。

    Iterator是Java迭代器最简单的实现,为List设计的ListIterator具有更多的功能,它可以从两个方向遍历List,也可以从List中插入和删除元素。

    33. Iterator 和 ListIterator 有什么区别?

    • Iterator可用来遍历Set和List集合,但是ListIterator只能用来遍历List。 
    • Iterator对集合只能是前向遍历,ListIterator既可以前向也可以后向。 
    • ListIterator实现了Iterator接口,并包含其他的功能,比如:增加元素,替换元素,获取前一个和后一个元素的索引,等等。

     三、多线程

    35. 并行和并发有什么区别?

    • 并行是指两个或者多个事件在同一时刻发生;而并发是指两个或多个事件在同一时间间隔发生。
    • 并行是在不同实体上的多个事件,并发是在同一实体上的多个事件。
    • 在一台处理器上“同时”处理多个任务,在多台处理器上同时处理多个任务。如hadoop分布式集群。

    所以并发编程的目标是充分的利用处理器的每一个核,以达到最高的处理性能。

    36. 线程和进程的区别?

    简而言之,进程是程序运行和资源分配的基本单位,一个程序至少有一个进程,一个进程至少有一个线程。进程在执行过程中拥有独立的内存单元,而多个线程共享内存资源,减少切换次数,从而效率更高。线程是进程的一个实体,是cpu调度和分派的基本单位,是比程序更小的能独立运行的基本单位。同一进程中的多个线程之间可以并发执行。

    37. 守护线程是什么?

    守护线程(即daemon thread),是个服务线程,准确地来说就是服务其他的线程。

    38. 创建线程有哪几种方式?

    ①. 继承Thread类创建线程类

    • 定义Thread类的子类,并重写该类的run方法,该run方法的方法体就代表了线程要完成的任务。因此把run()方法称为执行体。
    • 创建Thread子类的实例,即创建了线程对象。
    • 调用线程对象的start()方法来启动该线程。

    ②. 通过Runnable接口创建线程类

    • 定义runnable接口的实现类,并重写该接口的run()方法,该run()方法的方法体同样是该线程的线程执行体。
    • 创建 Runnable实现类的实例,并依此实例作为Thread的target来创建Thread对象,该Thread对象才是真正的线程对象。
    • 调用线程对象的start()方法来启动该线程。

    ③. 通过Callable和Future创建线程

    • 创建Callable接口的实现类,并实现call()方法,该call()方法将作为线程执行体,并且有返回值。
    • 创建Callable实现类的实例,使用FutureTask类来包装Callable对象,该FutureTask对象封装了该Callable对象的call()方法的返回值。
    • 使用FutureTask对象作为Thread对象的target创建并启动新线程。
    • 调用FutureTask对象的get()方法来获得子线程执行结束后的返回值。

    39. 说一下 runnable 和 callable 有什么区别?

    有点深的问题了,也看出一个Java程序员学习知识的广度。

    • Runnable接口中的run()方法的返回值是void,它做的事情只是纯粹地去执行run()方法中的代码而已;
    • Callable接口中的call()方法是有返回值的,是一个泛型,和Future、FutureTask配合可以用来获取异步执行的结果。

    40. 线程有哪些状态?

    线程通常都有五种状态,创建、就绪、运行、阻塞和死亡。

    • 创建状态。在生成线程对象,并没有调用该对象的start方法,这是线程处于创建状态。
    • 就绪状态。当调用了线程对象的start方法之后,该线程就进入了就绪状态,但是此时线程调度程序还没有把该线程设置为当前线程,此时处于就绪状态。在线程运行之后,从等待或者睡眠中回来之后,也会处于就绪状态。
    • 运行状态。线程调度程序将处于就绪状态的线程设置为当前线程,此时线程就进入了运行状态,开始运行run函数当中的代码。
    • 阻塞状态。线程正在运行的时候,被暂停,通常是为了等待某个时间的发生(比如说某项资源就绪)之后再继续运行。sleep,suspend,wait等方法都可以导致线程阻塞。
    • 死亡状态。如果一个线程的run方法执行结束或者调用stop方法后,该线程就会死亡。对于已经死亡的线程,无法再使用start方法令其进入就绪   

    41. sleep() 和 wait() 有什么区别?

    sleep():方法是线程类(Thread)的静态方法,让调用线程进入睡眠状态,让出执行机会给其他线程,等到休眠时间结束后,线程进入就绪状态和其他线程一起竞争cpu的执行时间。因为sleep() 是static静态的方法,他不能改变对象的机锁,当一个synchronized块中调用了sleep() 方法,线程虽然进入休眠,但是对象的机锁没有被释放,其他线程依然无法访问这个对象。

    wait():wait()是Object类的方法,当一个线程执行到wait方法时,它就进入到一个和该对象相关的等待池,同时释放对象的机锁,使得其他线程能够访问,可以通过notify,notifyAll方法来唤醒等待的线程。

    42. notify()和 notifyAll()有什么区别?

    • 如果线程调用了对象的 wait()方法,那么线程便会处于该对象的等待池中,等待池中的线程不会去竞争该对象的锁。
    • 当有线程调用了对象的 notifyAll()方法(唤醒所有 wait 线程)或 notify()方法(只随机唤醒一个 wait 线程),被唤醒的的线程便会进入该对象的锁池中,锁池中的线程会去竞争该对象锁。也就是说,调用了notify后只要一个线程会由等待池进入锁池,而notifyAll会将该对象等待池内的所有线程移动到锁池中,等待锁竞争。
    • 优先级高的线程竞争到对象锁的概率大,假若某线程没有竞争到该对象锁,它还会留在锁池中,唯有线程再次调用 wait()方法,它才会重新回到等待池中。而竞争到对象锁的线程则继续往下执行,直到执行完了 synchronized 代码块,它会释放掉该对象锁,这时锁池中的线程会继续竞争该对象锁。

    43. 线程的 run()和 start()有什么区别?

    每个线程都是通过某个特定Thread对象所对应的方法run()来完成其操作的,方法run()称为线程体。通过调用Thread类的start()方法来启动一个线程。

    start()方法来启动一个线程,真正实现了多线程运行。这时无需等待run方法体代码执行完毕,可以直接继续执行下面的代码; 这时此线程是处于就绪状态, 并没有运行。 然后通过此Thread类调用方法run()来完成其运行状态, 这里方法run()称为线程体,它包含了要执行的这个线程的内容, Run方法运行结束, 此线程终止。然后CPU再调度其它线程。

    run()方法是在本线程里的,只是线程里的一个函数,而不是多线程的。 如果直接调用run(),其实就相当于是调用了一个普通函数而已,直接待用run()方法必须等待run()方法执行完毕才能执行下面的代码,所以执行路径还是只有一条,根本就没有线程的特征,所以在多线程执行时要使用start()方法而不是run()方法。

    44. 创建线程池有哪几种方式?

    ①. newFixedThreadPool(int nThreads)

    创建一个固定长度的线程池,每当提交一个任务就创建一个线程,直到达到线程池的最大数量,这时线程规模将不再变化,当线程发生未预期的错误而结束时,线程池会补充一个新的线程。

    ②. newCachedThreadPool()

    创建一个可缓存的线程池,如果线程池的规模超过了处理需求,将自动回收空闲线程,而当需求增加时,则可以自动添加新线程,线程池的规模不存在任何限制。

    ③. newSingleThreadExecutor()

    这是一个单线程的Executor,它创建单个工作线程来执行任务,如果这个线程异常结束,会创建一个新的来替代它;它的特点是能确保依照任务在队列中的顺序来串行执行。

    ④. newScheduledThreadPool(int corePoolSize)

    创建了一个固定长度的线程池,而且以延迟或定时的方式来执行任务,类似于Timer。

    45. 线程池都有哪些状态?

    线程池有5种状态:Running、ShutDown、Stop、Tidying、Terminated。

    线程池各个状态切换框架图:

    46. 线程池中 submit()和 execute()方法有什么区别?

    • 接收的参数不一样
    • submit有返回值,而execute没有
    • submit方便Exception处理

    47. 在 java 程序中怎么保证多线程的运行安全?

    线程安全在三个方面体现:

    • 原子性:提供互斥访问,同一时刻只能有一个线程对数据进行操作,(atomic,synchronized);
    • 可见性:一个线程对主内存的修改可以及时地被其他线程看到,(synchronized,volatile);
    • 有序性:一个线程观察其他线程中的指令执行顺序,由于指令重排序,该观察结果一般杂乱无序,(happens-before原则)。

    48. 多线程锁的升级原理是什么?

    在Java中,锁共有4种状态,级别从低到高依次为:无状态锁,偏向锁,轻量级锁和重量级锁状态,这几个状态会随着竞争情况逐渐升级。锁可以升级但不能降级。

    锁升级的图示过程: 

    49. 什么是死锁?

    死锁是指两个或两个以上的进程在执行过程中,由于竞争资源或者由于彼此通信而造成的一种阻塞的现象,若无外力作用,它们都将无法推进下去。此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁,这些永远在互相等待的进程称为死锁进程。是操作系统层面的一个错误,是进程死锁的简称,最早在 1965 年由 Dijkstra 在研究银行家算法时提出的,它是计算机操作系统乃至整个并发程序设计领域最难处理的问题之一。

    50. 怎么防止死锁?

    死锁的四个必要条件:

    • 互斥条件:进程对所分配到的资源不允许其他进程进行访问,若其他进程访问该资源,只能等待,直至占有该资源的进程使用完成后释放该资源
    • 请求和保持条件:进程获得一定的资源之后,又对其他资源发出请求,但是该资源可能被其他进程占有,此事请求阻塞,但又对自己获得的资源保持不放
    • 不可剥夺条件:是指进程已获得的资源,在未完成使用之前,不可被剥夺,只能在使用完后自己释放
    • 环路等待条件:是指进程发生死锁后,若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系

    这四个条件是死锁的必要条件,只要系统发生死锁,这些条件必然成立,而只要上述条件之 一不满足,就不会发生死锁。

    理解了死锁的原因,尤其是产生死锁的四个必要条件,就可以最大可能地避免、预防和 解除死锁。

    所以,在系统设计、进程调度等方面注意如何不让这四个必要条件成立,如何确 定资源的合理分配算法,避免进程永久占据系统资源。

    此外,也要防止进程在处于等待状态的情况下占用资源。因此,对资源的分配要给予合理的规划。

    51. ThreadLocal 是什么?有哪些使用场景?

    线程局部变量是局限于线程内部的变量,属于线程自身所有,不在多个线程间共享。Java提供ThreadLocal类来支持线程局部变量,是一种实现线程安全的方式。但是在管理环境下(如 web 服务器)使用线程局部变量的时候要特别小心,在这种情况下,工作线程的生命周期比任何应用变量的生命周期都要长。任何线程局部变量一旦在工作完成后没有释放,Java 应用就存在内存泄露的风险。

    52.说一下 synchronized 底层实现原理?

    synchronized可以保证方法或者代码块在运行时,同一时刻只有一个方法可以进入到临界区,同时它还可以保证共享变量的内存可见性。

    Java中每一个对象都可以作为锁,这是synchronized实现同步的基础:

    • 普通同步方法,锁是当前实例对象
    • 静态同步方法,锁是当前类的class对象
    • 同步方法块,锁是括号里面的对象

    53. synchronized 和 volatile 的区别是什么?

    • volatile本质是在告诉jvm当前变量在寄存器(工作内存)中的值是不确定的,需要从主存中读取; synchronized则是锁定当前变量,只有当前线程可以访问该变量,其他线程被阻塞住。
    • volatile仅能使用在变量级别;synchronized则可以使用在变量、方法、和类级别的。
    • volatile仅能实现变量的修改可见性,不能保证原子性;而synchronized则可以保证变量的修改可见性和原子性。
    • volatile不会造成线程的阻塞;synchronized可能会造成线程的阻塞。
    • volatile标记的变量不会被编译器优化;synchronized标记的变量可以被编译器优化。

    54. synchronized 和 Lock 有什么区别?

    • 首先synchronized是java内置关键字,在jvm层面,Lock是个java类;
    • synchronized无法判断是否获取锁的状态,Lock可以判断是否获取到锁;
    • synchronized会自动释放锁(a 线程执行完同步代码会释放锁 ;b 线程执行过程中发生异常会释放锁),Lock需在finally中手工释放锁(unlock()方法释放锁),否则容易造成线程死锁;
    • 用synchronized关键字的两个线程1和线程2,如果当前线程1获得锁,线程2线程等待。如果线程1阻塞,线程2则会一直等待下去,而Lock锁就不一定会等待下去,如果尝试获取不到锁,线程可以不用一直等待就结束了;
    • synchronized的锁可重入、不可中断、非公平,而Lock锁可重入、可判断、可公平(两者皆可);
    • Lock锁适合大量同步的代码的同步问题,synchronized锁适合代码少量的同步问题。

    55. synchronized 和 ReentrantLock 区别是什么?

    synchronized是和if、else、for、while一样的关键字,ReentrantLock是类,这是二者的本质区别。既然ReentrantLock是类,那么它就提供了比synchronized更多更灵活的特性,可以被继承、可以有方法、可以有各种各样的类变量,ReentrantLock比synchronized的扩展性体现在几点上: 

    • ReentrantLock可以对获取锁的等待时间进行设置,这样就避免了死锁 
    • ReentrantLock可以获取各种锁的信息
    • ReentrantLock可以灵活地实现多路通知 

    另外,二者的锁机制其实也是不一样的:ReentrantLock底层调用的是Unsafe的park方法加锁,synchronized操作的应该是对象头中mark word。

    56. 说一下 atomic 的原理?

    Atomic包中的类基本的特性就是在多线程环境下,当有多个线程同时对单个(包括基本类型及引用类型)变量进行操作时,具有排他性,即当多个线程同时对该变量的值进行更新时,仅有一个线程能成功,而未成功的线程可以向自旋锁一样,继续尝试,一直等到执行成功。

    Atomic系列的类中的核心方法都会调用unsafe类中的几个本地方法。我们需要先知道一个东西就是Unsafe类,全名为:sun.misc.Unsafe,这个类包含了大量的对C代码的操作,包括很多直接内存分配以及原子操作的调用,而它之所以标记为非安全的,是告诉你这个里面大量的方法调用都会存在安全隐患,需要小心使用,否则会导致严重的后果,例如在通过unsafe分配内存的时候,如果自己指定某些区域可能会导致一些类似C++一样的指针越界到其他进程的问题。


    四、反射

    57. 什么是反射?

    反射主要是指程序可以访问、检测和修改它本身状态或行为的一种能力

    Java反射:

    在Java运行时环境中,对于任意一个类,能否知道这个类有哪些属性和方法?对于任意一个对象,能否调用它的任意一个方法

    Java反射机制主要提供了以下功能:

    • 在运行时判断任意一个对象所属的类。
    • 在运行时构造任意一个类的对象。
    • 在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法。
    • 在运行时调用任意一个对象的方法。 

    58. 什么是 java 序列化?什么情况下需要序列化?

    简单说就是为了保存在内存中的各种对象的状态(也就是实例变量,不是方法),并且可以把保存的对象状态再读出来。虽然你可以用你自己的各种各样的方法来保存object states,但是Java给你提供一种应该比你自己好的保存对象状态的机制,那就是序列化。

    什么情况下需要序列化:

    a)当你想把的内存中的对象状态保存到一个文件中或者数据库中时候;
    b)当你想用套接字在网络上传送对象的时候;
    c)当你想通过RMI传输对象的时候;

    59. 动态代理是什么?有哪些应用?

    动态代理:

    当想要给实现了某个接口的类中的方法,加一些额外的处理。比如说加日志,加事务等。可以给这个类创建一个代理,故名思议就是创建一个新的类,这个类不仅包含原来类方法的功能,而且还在原来的基础上添加了额外处理的新类。这个代理类并不是定义好的,是动态生成的。具有解耦意义,灵活,扩展性强。

    动态代理的应用:

    • Spring的AOP
    • 加事务
    • 加权限
    • 加日志

    60. 怎么实现动态代理?

    首先必须定义一个接口,还要有一个InvocationHandler(将实现接口的类的对象传递给它)处理类。再有一个工具类Proxy(习惯性将其称为代理类,因为调用他的newInstance()可以产生代理对象,其实他只是一个产生代理对象的工具类)。利用到InvocationHandler,拼接代理类源码,将其编译生成代理类的二进制码,利用加载器加载,并将其实例化产生代理对象,最后返回。


    五、对象拷贝

    61. 为什么要使用克隆?

    想对一个对象进行处理,又想保留原有的数据进行接下来的操作,就需要克隆了,Java语言中克隆针对的是类的实例。

    62. 如何实现对象克隆?

    有两种方式:

    1). 实现Cloneable接口并重写Object类中的clone()方法;

    2). 实现Serializable接口,通过对象的序列化和反序列化实现克隆,可以实现真正的深度克隆,代码如下:

    
    import java.io.ByteArrayInputStream;
    import java.io.ByteArrayOutputStream;
    import java.io.ObjectInputStream;
    import java.io.ObjectOutputStream;
    import java.io.Serializable;
    
    public class MyUtil {
    
        private MyUtil() {
            throw new AssertionError();
        }
    
        @SuppressWarnings("unchecked")
        public static <T extends Serializable> T clone(T obj) throws Exception {
            ByteArrayOutputStream bout = new ByteArrayOutputStream();
            ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bout);
            oos.writeObject(obj);
    
            ByteArrayInputStream bin = new ByteArrayInputStream(bout.toByteArray());
            ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bin);
            return (T) ois.readObject();
    
            // 说明:调用ByteArrayInputStream或ByteArrayOutputStream对象的close方法没有任何意义
            // 这两个基于内存的流只要垃圾回收器清理对象就能够释放资源,这一点不同于对外部资源(如文件流)的释放
        }
    }

    下面是测试代码:

    
    import java.io.Serializable;
    
    /**
     * 人类
     * @author nnngu
     *
     */
    class Person implements Serializable {
        private static final long serialVersionUID = -9102017020286042305L;
    
        private String name;    // 姓名
        private int age;        // 年龄
        private Car car;        // 座驾
    
        public Person(String name, int age, Car car) {
            this.name = name;
            this.age = age;
            this.car = car;
        }
    
        public String getName() {
            return name;
        }
    
        public void setName(String name) {
            this.name = name;
        }
    
        public int getAge() {
            return age;
        }
    
        public void setAge(int age) {
            this.age = age;
        }
    
        public Car getCar() {
            return car;
        }
    
        public void setCar(Car car) {
            this.car = car;
        }
    
        @Override
        public String toString() {
            return "Person [name=" + name + ", age=" + age + ", car=" + car + "]";
        }
    
    }
    
    /**
     * 小汽车类
     * @author nnngu
     *
     */
    class Car implements Serializable {
        private static final long serialVersionUID = -5713945027627603702L;
    
        private String brand;       // 品牌
        private int maxSpeed;       // 最高时速
    
        public Car(String brand, int maxSpeed) {
            this.brand = brand;
            this.maxSpeed = maxSpeed;
        }
    
        public String getBrand() {
            return brand;
        }
    
        public void setBrand(String brand) {
            this.brand = brand;
        }
    
        public int getMaxSpeed() {
            return maxSpeed;
        }
    
        public void setMaxSpeed(int maxSpeed) {
            this.maxSpeed = maxSpeed;
        }
    
        @Override
        public String toString() {
            return "Car [brand=" + brand + ", maxSpeed=" + maxSpeed + "]";
        }
    
    }
    class CloneTest {
    
        public static void main(String[] args) {
            try {
                Person p1 = new Person("郭靖", 33, new Car("Benz", 300));
                Person p2 = MyUtil.clone(p1);   // 深度克隆
                p2.getCar().setBrand("BYD");
                // 修改克隆的Person对象p2关联的汽车对象的品牌属性
                // 原来的Person对象p1关联的汽车不会受到任何影响
                // 因为在克隆Person对象时其关联的汽车对象也被克隆了
                System.out.println(p1);
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    注意:基于序列化和反序列化实现的克隆不仅仅是深度克隆,更重要的是通过泛型限定,可以检查出要克隆的对象是否支持序列化,这项检查是编译器完成的,不是在运行时抛出异常,这种是方案明显优于使用Object类的clone方法克隆对象。让问题在编译的时候暴露出来总是好过把问题留到运行时。

    63. 深拷贝和浅拷贝区别是什么?

    • 浅拷贝只是复制了对象的引用地址,两个对象指向同一个内存地址,所以修改其中任意的值,另一个值都会随之变化,这就是浅拷贝(例:assign())
    • 深拷贝是将对象及值复制过来,两个对象修改其中任意的值另一个值不会改变,这就是深拷贝(例:JSON.parse()和JSON.stringify(),但是此方法无法复制函数类型)

    六、Java Web

    64. jsp 和 servlet 有什么区别?

    1. jsp经编译后就变成了Servlet.(JSP的本质就是Servlet,JVM只能识别java的类,不能识别JSP的代码,Web容器将JSP的代码编译成JVM能够识别的java类)
    2. jsp更擅长表现于页面显示,servlet更擅长于逻辑控制。
    3. Servlet中没有内置对象,Jsp中的内置对象都是必须通过HttpServletRequest对象,HttpServletResponse对象以及HttpServlet对象得到。
    4. Jsp是Servlet的一种简化,使用Jsp只需要完成程序员需要输出到客户端的内容,Jsp中的Java脚本如何镶嵌到一个类中,由Jsp容器完成。而Servlet则是个完整的Java类,这个类的Service方法用于生成对客户端的响应。

    65. jsp 有哪些内置对象?作用分别是什么?

    JSP有9个内置对象:

    • request:封装客户端的请求,其中包含来自GET或POST请求的参数;
    • response:封装服务器对客户端的响应;
    • pageContext:通过该对象可以获取其他对象;
    • session:封装用户会话的对象;
    • application:封装服务器运行环境的对象;
    • out:输出服务器响应的输出流对象;
    • config:Web应用的配置对象;
    • page:JSP页面本身(相当于Java程序中的this);
    • exception:封装页面抛出异常的对象。

    66. 说一下 jsp 的 4 种作用域?

    JSP中的四种作用域包括page、request、session和application,具体来说:

    • page代表与一个页面相关的对象和属性。
    • request代表与Web客户机发出的一个请求相关的对象和属性。一个请求可能跨越多个页面,涉及多个Web组件;需要在页面显示的临时数据可以置于此作用域。
    • session代表与某个用户与服务器建立的一次会话相关的对象和属性。跟某个用户相关的数据应该放在用户自己的session中。
    • application代表与整个Web应用程序相关的对象和属性,它实质上是跨越整个Web应用程序,包括多个页面、请求和会话的一个全局作用域。

    67. session 和 cookie 有什么区别?

    • 由于HTTP协议是无状态的协议,所以服务端需要记录用户的状态时,就需要用某种机制来识具体的用户,这个机制就是Session.典型的场景比如购物车,当你点击下单按钮时,由于HTTP协议无状态,所以并不知道是哪个用户操作的,所以服务端要为特定的用户创建了特定的Session,用用于标识这个用户,并且跟踪用户,这样才知道购物车里面有几本书。这个Session是保存在服务端的,有一个唯一标识。在服务端保存Session的方法很多,内存、数据库、文件都有。集群的时候也要考虑Session的转移,在大型的网站,一般会有专门的Session服务器集群,用来保存用户会话,这个时候 Session 信息都是放在内存的,使用一些缓存服务比如Memcached之类的来放 Session。
    • 思考一下服务端如何识别特定的客户?这个时候Cookie就登场了。每次HTTP请求的时候,客户端都会发送相应的Cookie信息到服务端。实际上大多数的应用都是用 Cookie 来实现Session跟踪的,第一次创建Session的时候,服务端会在HTTP协议中告诉客户端,需要在 Cookie 里面记录一个Session ID,以后每次请求把这个会话ID发送到服务器,我就知道你是谁了。有人问,如果客户端的浏览器禁用了 Cookie 怎么办?一般这种情况下,会使用一种叫做URL重写的技术来进行会话跟踪,即每次HTTP交互,URL后面都会被附加上一个诸如 sid=xxxxx 这样的参数,服务端据此来识别用户。
    • Cookie其实还可以用在一些方便用户的场景下,设想你某次登陆过一个网站,下次登录的时候不想再次输入账号了,怎么办?这个信息可以写到Cookie里面,访问网站的时候,网站页面的脚本可以读取这个信息,就自动帮你把用户名给填了,能够方便一下用户。这也是Cookie名称的由来,给用户的一点甜头。所以,总结一下:Session是在服务端保存的一个数据结构,用来跟踪用户的状态,这个数据可以保存在集群、数据库、文件中;Cookie是客户端保存用户信息的一种机制,用来记录用户的一些信息,也是实现Session的一种方式。

    68. 说一下 session 的工作原理?

    其实session是一个存在服务器上的类似于一个散列表格的文件。里面存有我们需要的信息,在我们需要用的时候可以从里面取出来。类似于一个大号的map吧,里面的键存储的是用户的sessionid,用户向服务器发送请求的时候会带上这个sessionid。这时就可以从中取出对应的值了。

    69. 如果客户端禁止 cookie 能实现 session 还能用吗?

    Cookie与 Session,一般认为是两个独立的东西,Session采用的是在服务器端保持状态的方案,而Cookie采用的是在客户端保持状态的方案。但为什么禁用Cookie就不能得到Session呢?因为Session是用Session ID来确定当前对话所对应的服务器Session,而Session ID是通过Cookie来传递的,禁用Cookie相当于失去了Session ID,也就得不到Session了。

    假定用户关闭Cookie的情况下使用Session,其实现途径有以下几种:

    1. 设置php.ini配置文件中的“session.use_trans_sid = 1”,或者编译时打开打开了“--enable-trans-sid”选项,让PHP自动跨页传递Session ID。
    2. 手动通过URL传值、隐藏表单传递Session ID。
    3. 用文件、数据库等形式保存Session ID,在跨页过程中手动调用。

    70. spring mvc 和 struts 的区别是什么?

    • 拦截机制的不同

    Struts2是类级别的拦截,每次请求就会创建一个Action,和Spring整合时Struts2的ActionBean注入作用域是原型模式prototype,然后通过setter,getter吧request数据注入到属性。Struts2中,一个Action对应一个request,response上下文,在接收参数时,可以通过属性接收,这说明属性参数是让多个方法共享的。Struts2中Action的一个方法可以对应一个url,而其类属性却被所有方法共享,这也就无法用注解或其他方式标识其所属方法了,只能设计为多例。

    SpringMVC是方法级别的拦截,一个方法对应一个Request上下文,所以方法直接基本上是独立的,独享request,response数据。而每个方法同时又何一个url对应,参数的传递是直接注入到方法中的,是方法所独有的。处理结果通过ModeMap返回给框架。在Spring整合时,SpringMVC的Controller Bean默认单例模式Singleton,所以默认对所有的请求,只会创建一个Controller,有应为没有共享的属性,所以是线程安全的,如果要改变默认的作用域,需要添加@Scope注解修改。

    Struts2有自己的拦截Interceptor机制,SpringMVC这是用的是独立的Aop方式,这样导致Struts2的配置文件量还是比SpringMVC大。

    • 底层框架的不同

    Struts2采用Filter(StrutsPrepareAndExecuteFilter)实现,SpringMVC(DispatcherServlet)则采用Servlet实现。Filter在容器启动之后即初始化;服务停止以后坠毁,晚于Servlet。Servlet在是在调用时初始化,先于Filter调用,服务停止后销毁。

    • 性能方面

    Struts2是类级别的拦截,每次请求对应实例一个新的Action,需要加载所有的属性值注入,SpringMVC实现了零配置,由于SpringMVC基于方法的拦截,有加载一次单例模式bean注入。所以,SpringMVC开发效率和性能高于Struts2。

    • 配置方面

    spring MVC和Spring是无缝的。从这个项目的管理和安全上也比Struts2高。

    71. 如何避免 sql 注入?

    1. PreparedStatement(简单又有效的方法)
    2. 使用正则表达式过滤传入的参数
    3. 字符串过滤
    4. JSP中调用该函数检查是否包函非法字符
    5. JSP页面判断代码

    72. 什么是 XSS 攻击,如何避免?

    XSS攻击又称CSS,全称Cross Site Script  (跨站脚本攻击),其原理是攻击者向有XSS漏洞的网站中输入恶意的 HTML 代码,当用户浏览该网站时,这段 HTML 代码会自动执行,从而达到攻击的目的。XSS 攻击类似于 SQL 注入攻击,SQL注入攻击中以SQL语句作为用户输入,从而达到查询/修改/删除数据的目的,而在xss攻击中,通过插入恶意脚本,实现对用户游览器的控制,获取用户的一些信息。 XSS是 Web 程序中常见的漏洞,XSS 属于被动式且用于客户端的攻击方式。

    XSS防范的总体思路是:对输入(和URL参数)进行过滤,对输出进行编码。

    73. 什么是 CSRF 攻击,如何避免?

    CSRF(Cross-site request forgery)也被称为 one-click attack或者 session riding,中文全称是叫跨站请求伪造。一般来说,攻击者通过伪造用户的浏览器的请求,向访问一个用户自己曾经认证访问过的网站发送出去,使目标网站接收并误以为是用户的真实操作而去执行命令。常用于盗取账号、转账、发送虚假消息等。攻击者利用网站对请求的验证漏洞而实现这样的攻击行为,网站能够确认请求来源于用户的浏览器,却不能验证请求是否源于用户的真实意愿下的操作行为。

    如何避免:

    1. 验证 HTTP Referer 字段

    HTTP头中的Referer字段记录了该 HTTP 请求的来源地址。在通常情况下,访问一个安全受限页面的请求来自于同一个网站,而如果黑客要对其实施 CSRF
    攻击,他一般只能在他自己的网站构造请求。因此,可以通过验证Referer值来防御CSRF 攻击。

    2. 使用验证码

    关键操作页面加上验证码,后台收到请求后通过判断验证码可以防御CSRF。但这种方法对用户不太友好。

    3. 在请求地址中添加token并验证

    CSRF 攻击之所以能够成功,是因为黑客可以完全伪造用户的请求,该请求中所有的用户验证信息都是存在于cookie中,因此黑客可以在不知道这些验证信息的情况下直接利用用户自己的cookie 来通过安全验证。要抵御 CSRF,关键在于在请求中放入黑客所不能伪造的信息,并且该信息不存在于 cookie 之中。可以在 HTTP 请求中以参数的形式加入一个随机产生的 token,并在服务器端建立一个拦截器来验证这个 token,如果请求中没有token或者 token 内容不正确,则认为可能是 CSRF 攻击而拒绝该请求。这种方法要比检查 Referer 要安全一些,token 可以在用户登陆后产生并放于session之中,然后在每次请求时把token 从 session 中拿出,与请求中的 token 进行比对,但这种方法的难点在于如何把 token 以参数的形式加入请求。
    对于 GET 请求,token 将附在请求地址之后,这样 URL 就变成 http://url?csrftoken=tokenvalue。
    而对于 POST 请求来说,要在 form 的最后加上 <input type="hidden" name="csrftoken" value="tokenvalue"/>,这样就把token以参数的形式加入请求了。

    4. 在HTTP 头中自定义属性并验证

    这种方法也是使用 token 并进行验证,和上一种方法不同的是,这里并不是把 token 以参数的形式置于 HTTP 请求之中,而是把它放到 HTTP 头中自定义的属性里。通过 XMLHttpRequest 这个类,可以一次性给所有该类请求加上 csrftoken 这个 HTTP 头属性,并把 token 值放入其中。这样解决了上种方法在请求中加入 token 的不便,同时,通过 XMLHttpRequest 请求的地址不会被记录到浏览器的地址栏,也不用担心 token 会透过 Referer 泄露到其他网站中去。


    七、异常

    74. throw 和 throws 的区别?

    throws是用来声明一个方法可能抛出的所有异常信息,throws是将异常声明但是不处理,而是将异常往上传,谁调用我就交给谁处理。而throw则是指抛出的一个具体的异常类型。

    75. final、finally、finalize 有什么区别?

    • final可以修饰类、变量、方法,修饰类表示该类不能被继承、修饰方法表示该方法不能被重写、修饰变量表示该变量是一个常量不能被重新赋值。
    • finally一般作用在try-catch代码块中,在处理异常的时候,通常我们将一定要执行的代码方法finally代码块中,表示不管是否出现异常,该代码块都会执行,一般用来存放一些关闭资源的代码。
    • finalize是一个方法,属于Object类的一个方法,而Object类是所有类的父类,该方法一般由垃圾回收器来调用,当我们调用System的gc()方法的时候,由垃圾回收器调用finalize(),回收垃圾。 

    76. try-catch-finally 中哪个部分可以省略?

    答:catch 可以省略

    原因:

    更为严格的说法其实是:try只适合处理运行时异常,try+catch适合处理运行时异常+普通异常。也就是说,如果你只用try去处理普通异常却不加以catch处理,编译是通不过的,因为编译器硬性规定,普通异常如果选择捕获,则必须用catch显示声明以便进一步处理。而运行时异常在编译时没有如此规定,所以catch可以省略,你加上catch编译器也觉得无可厚非。

    理论上,编译器看任何代码都不顺眼,都觉得可能有潜在的问题,所以你即使对所有代码加上try,代码在运行期时也只不过是在正常运行的基础上加一层皮。但是你一旦对一段代码加上try,就等于显示地承诺编译器,对这段代码可能抛出的异常进行捕获而非向上抛出处理。如果是普通异常,编译器要求必须用catch捕获以便进一步处理;如果运行时异常,捕获然后丢弃并且+finally扫尾处理,或者加上catch捕获以便进一步处理。

    至于加上finally,则是在不管有没捕获异常,都要进行的“扫尾”处理。

    77. try-catch-finally 中,如果 catch 中 return 了,finally 还会执行吗?

    答:会执行,在 return 前执行。

    代码示例1:

    
    /*
     * java面试题--如果catch里面有return语句,finally里面的代码还会执行吗?
     */
    public class FinallyDemo2 {
        public static void main(String[] args) {
            System.out.println(getInt());
        }
    
        public static int getInt() {
            int a = 10;
            try {
                System.out.println(a / 0);
                a = 20;
            } catch (ArithmeticException e) {
                a = 30;
                return a;
                /*
                 * return a 在程序执行到这一步的时候,这里不是return a 而是 return 30;这个返回路径就形成了
                 * 但是呢,它发现后面还有finally,所以继续执行finally的内容,a=40
                 * 再次回到以前的路径,继续走return 30,形成返回路径之后,这里的a就不是a变量了,而是常量30
                 */
            } finally {
                a = 40;
            }
    
    //      return a;
        }
    }

    执行结果:30

    代码示例2:

    
    package com.java_02;
    
    /*
     * java面试题--如果catch里面有return语句,finally里面的代码还会执行吗?
     */
    public class FinallyDemo2 {
        public static void main(String[] args) {
            System.out.println(getInt());
        }
    
        public static int getInt() {
            int a = 10;
            try {
                System.out.println(a / 0);
                a = 20;
            } catch (ArithmeticException e) {
                a = 30;
                return a;
                /*
                 * return a 在程序执行到这一步的时候,这里不是return a 而是 return 30;这个返回路径就形成了
                 * 但是呢,它发现后面还有finally,所以继续执行finally的内容,a=40
                 * 再次回到以前的路径,继续走return 30,形成返回路径之后,这里的a就不是a变量了,而是常量30
                 */
            } finally {
                a = 40;
                return a; //如果这样,就又重新形成了一条返回路径,由于只能通过1个return返回,所以这里直接返回40
            }
    
    //      return a;
        }
    }

    执行结果:40

    78. 常见的异常类有哪些?

    • NullPointerException:当应用程序试图访问空对象时,则抛出该异常。
    • SQLException:提供关于数据库访问错误或其他错误信息的异常。
    • IndexOutOfBoundsException:指示某排序索引(例如对数组、字符串或向量的排序)超出范围时抛出。 
    • NumberFormatException:当应用程序试图将字符串转换成一种数值类型,但该字符串不能转换为适当格式时,抛出该异常。
    • FileNotFoundException:当试图打开指定路径名表示的文件失败时,抛出此异常。
    • IOException:当发生某种I/O异常时,抛出此异常。此类是失败或中断的I/O操作生成的异常的通用类。
    • ClassCastException:当试图将对象强制转换为不是实例的子类时,抛出该异常。
    • ArrayStoreException:试图将错误类型的对象存储到一个对象数组时抛出的异常。
    • IllegalArgumentException:抛出的异常表明向方法传递了一个不合法或不正确的参数。
    • ArithmeticException:当出现异常的运算条件时,抛出此异常。例如,一个整数“除以零”时,抛出此类的一个实例。 
    • NegativeArraySizeException:如果应用程序试图创建大小为负的数组,则抛出该异常。
    • NoSuchMethodException:无法找到某一特定方法时,抛出该异常。
    • SecurityException:由安全管理器抛出的异常,指示存在安全侵犯。
    • UnsupportedOperationException:当不支持请求的操作时,抛出该异常。
    • RuntimeExceptionRuntimeException:是那些可能在Java虚拟机正常运行期间抛出的异常的超类。

    八、网络

    79. http 响应码 301 和 302 代表的是什么?有什么区别?

    答:301,302 都是HTTP状态的编码,都代表着某个URL发生了转移。

    区别: 

    • 301 redirect: 301 代表永久性转移(Permanently Moved)。
    • 302 redirect: 302 代表暂时性转移(Temporarily Moved )。 

    80. forward 和 redirect 的区别?

    Forward和Redirect代表了两种请求转发方式:直接转发和间接转发。

    直接转发方式(Forward),客户端和浏览器只发出一次请求,Servlet、HTML、JSP或其它信息资源,由第二个信息资源响应该请求,在请求对象request中,保存的对象对于每个信息资源是共享的。

    间接转发方式(Redirect)实际是两次HTTP请求,服务器端在响应第一次请求的时候,让浏览器再向另外一个URL发出请求,从而达到转发的目的。

    举个通俗的例子:

    直接转发就相当于:“A找B借钱,B说没有,B去找C借,借到借不到都会把消息传递给A”;

    间接转发就相当于:"A找B借钱,B说没有,让A去找C借"。

    81. 简述 tcp 和 udp的区别?

    • TCP面向连接(如打电话要先拨号建立连接);UDP是无连接的,即发送数据之前不需要建立连接。
    • TCP提供可靠的服务。也就是说,通过TCP连接传送的数据,无差错,不丢失,不重复,且按序到达;UDP尽最大努力交付,即不保证可靠交付。
    • Tcp通过校验和,重传控制,序号标识,滑动窗口、确认应答实现可靠传输。如丢包时的重发控制,还可以对次序乱掉的分包进行顺序控制。
    • UDP具有较好的实时性,工作效率比TCP高,适用于对高速传输和实时性有较高的通信或广播通信。
    • 每一条TCP连接只能是点到点的;UDP支持一对一,一对多,多对一和多对多的交互通信。
    • TCP对系统资源要求较多,UDP对系统资源要求较少。

    82. tcp 为什么要三次握手,两次不行吗?为什么?

    为了实现可靠数据传输, TCP 协议的通信双方, 都必须维护一个序列号, 以标识发送出去的数据包中, 哪些是已经被对方收到的。 三次握手的过程即是通信双方相互告知序列号起始值, 并确认对方已经收到了序列号起始值的必经步骤。

    如果只是两次握手, 至多只有连接发起方的起始序列号能被确认, 另一方选择的序列号则得不到确认。

    83. 说一下 tcp 粘包是怎么产生的?

    ①. 发送方产生粘包

    采用TCP协议传输数据的客户端与服务器经常是保持一个长连接的状态(一次连接发一次数据不存在粘包),双方在连接不断开的情况下,可以一直传输数据;但当发送的数据包过于的小时,那么TCP协议默认的会启用Nagle算法,将这些较小的数据包进行合并发送(缓冲区数据发送是一个堆压的过程);这个合并过程就是在发送缓冲区中进行的,也就是说数据发送出来它已经是粘包的状态了。

    ②. 接收方产生粘包

    接收方采用TCP协议接收数据时的过程是这样的:数据到底接收方,从网络模型的下方传递至传输层,传输层的TCP协议处理是将其放置接收缓冲区,然后由应用层来主动获取(C语言用recv、read等函数);这时会出现一个问题,就是我们在程序中调用的读取数据函数不能及时的把缓冲区中的数据拿出来,而下一个数据又到来并有一部分放入的缓冲区末尾,等我们读取数据时就是一个粘包。(放数据的速度 > 应用层拿数据速度) 

    84. OSI 的七层模型都有哪些?

    1. 应用层:网络服务与最终用户的一个接口。
    2. 表示层:数据的表示、安全、压缩。
    3. 会话层:建立、管理、终止会话。
    4. 传输层:定义传输数据的协议端口号,以及流控和差错校验。
    5. 网络层:进行逻辑地址寻址,实现不同网络之间的路径选择。
    6. 数据链路层:建立逻辑连接、进行硬件地址寻址、差错校验等功能。
    7. 物理层:建立、维护、断开物理连接。

    85. get 和 post 请求有哪些区别?

    • GET在浏览器回退时是无害的,而POST会再次提交请求。
    • GET产生的URL地址可以被Bookmark,而POST不可以。
    • GET请求会被浏览器主动cache,而POST不会,除非手动设置。
    • GET请求只能进行url编码,而POST支持多种编码方式。
    • GET请求参数会被完整保留在浏览器历史记录里,而POST中的参数不会被保留。
    • GET请求在URL中传送的参数是有长度限制的,而POST么有。
    • 对参数的数据类型,GET只接受ASCII字符,而POST没有限制。
    • GET比POST更不安全,因为参数直接暴露在URL上,所以不能用来传递敏感信息。
    • GET参数通过URL传递,POST放在Request body中。

    86. 如何实现跨域?

    方式一:图片ping或script标签跨域

    图片ping常用于跟踪用户点击页面或动态广告曝光次数。 
    script标签可以得到从其他来源数据,这也是JSONP依赖的根据。 

    方式二:JSONP跨域

    JSONP(JSON with Padding)是数据格式JSON的一种“使用模式”,可以让网页从别的网域要数据。根据 XmlHttpRequest 对象受到同源策略的影响,而利用 <script>元素的这个开放策略,网页可以得到从其他来源动态产生的JSON数据,而这种使用模式就是所谓的 JSONP。用JSONP抓到的数据并不是JSON,而是任意的JavaScript,用 JavaScript解释器运行而不是用JSON解析器解析。所有,通过Chrome查看所有JSONP发送的Get请求都是js类型,而非XHR。 

    缺点:

    • 只能使用Get请求
    • 不能注册success、error等事件监听函数,不能很容易的确定JSONP请求是否失败
    • JSONP是从其他域中加载代码执行,容易受到跨站请求伪造的攻击,其安全性无法确保

    方式三:CORS

    Cross-Origin Resource Sharing(CORS)跨域资源共享是一份浏览器技术的规范,提供了 Web 服务从不同域传来沙盒脚本的方法,以避开浏览器的同源策略,确保安全的跨域数据传输。现代浏览器使用CORS在API容器如XMLHttpRequest来减少HTTP请求的风险来源。与 JSONP 不同,CORS 除了 GET 要求方法以外也支持其他的 HTTP 要求。服务器一般需要增加如下响应头的一种或几种:

    Access-Control-Allow-Origin: *
    Access-Control-Allow-Methods: POST, GET, OPTIONS
    Access-Control-Allow-Headers: X-PINGOTHER, Content-Type
    Access-Control-Max-Age: 86400

    跨域请求默认不会携带Cookie信息,如果需要携带,请配置下述参数:

    "Access-Control-Allow-Credentials": true
    // Ajax设置
    "withCredentials": true

    方式四:window.name+iframe

    window.name通过在iframe(一般动态创建i)中加载跨域HTML文件来起作用。然后,HTML文件将传递给请求者的字符串内容赋值给window.name。然后,请求者可以检索window.name值作为响应。

    • iframe标签的跨域能力;
    • window.name属性值在文档刷新后依旧存在的能力(且最大允许2M左右)。

    每个iframe都有包裹它的window,而这个window是top window的子窗口。contentWindow属性返回<iframe>元素的Window对象。你可以使用这个Window对象来访问iframe的文档及其内部DOM。

    <!-- 
     下述用端口 
     10000表示:domainA
     10001表示:domainB
    -->
    
    <!-- localhost:10000 -->
    <script>
      var iframe = document.createElement('iframe');
      iframe.style.display = 'none'; // 隐藏
    
      var state = 0; // 防止页面无限刷新
      iframe.onload = function() {
          if(state === 1) {
              console.log(JSON.parse(iframe.contentWindow.name));
              // 清除创建的iframe
              iframe.contentWindow.document.write('');
              iframe.contentWindow.close();
              document.body.removeChild(iframe);
          } else if(state === 0) {
              state = 1;
              // 加载完成,指向当前域,防止错误(proxy.html为空白页面)
              // Blocked a frame with origin "http://localhost:10000" from accessing a cross-origin frame.
              iframe.contentWindow.location = 'http://localhost:10000/proxy.html';
          }
      };
    
      iframe.src = 'http://localhost:10001';
      document.body.appendChild(iframe);
    </script>
    
    <!-- localhost:10001 -->
    <!DOCTYPE html>
    ...
    <script>
      window.name = JSON.stringify({a: 1, b: 2});
    </script>
    </html>
    

    方式五:window.postMessage()

    HTML5新特性,可以用来向其他所有的 window 对象发送消息。需要注意的是我们必须要保证所有的脚本执行完才发送 MessageEvent,如果在函数执行的过程中调用了它,就会让后面的函数超时无法执行。

    下述代码实现了跨域存储localStorage

    <!-- 
     下述用端口 
     10000表示:domainA
     10001表示:domainB
    -->
    
    <!-- localhost:10000 -->
    <iframe src="http://localhost:10001/msg.html" name="myPostMessage" style="display:none;">
    </iframe>
    
    <script>
      function main() {
          LSsetItem('test', 'Test: ' + new Date());
          LSgetItem('test', function(value) {
              console.log('value: ' + value);
          });
          LSremoveItem('test');
      }
    
      var callbacks = {};
      window.addEventListener('message', function(event) {
          if (event.source === frames['myPostMessage']) {
              console.log(event)
              var data = /^#localStorage#(\d+)(null)?#([\S\s]*)/.exec(event.data);
              if (data) {
                  if (callbacks[data[1]]) {
                      callbacks[data[1]](data[2] === 'null' ? null : data[3]);
                  }
                  delete callbacks[data[1]];
              }
          }
      }, false);
    
      var domain = '*';
      // 增加
      function LSsetItem(key, value) {
          var obj = {
              setItem: key,
              value: value
          };
          frames['myPostMessage'].postMessage(JSON.stringify(obj), domain);
      }
      // 获取
      function LSgetItem(key, callback) {
          var identifier = new Date().getTime();
          var obj = {
              identifier: identifier,
              getItem: key
          };
          callbacks[identifier] = callback;
          frames['myPostMessage'].postMessage(JSON.stringify(obj), domain);
      }
      // 删除
      function LSremoveItem(key) {
          var obj = {
              removeItem: key
          };
          frames['myPostMessage'].postMessage(JSON.stringify(obj), domain);
      }
    </script>
    
    <!-- localhost:10001 -->
    <script>
      window.addEventListener('message', function(event) {
        console.log('Receiver debugging', event);
        if (event.origin == 'http://localhost:10000') {
          var data = JSON.parse(event.data);
          if ('setItem' in data) {
            localStorage.setItem(data.setItem, data.value);
          } else if ('getItem' in data) {
            var gotItem = localStorage.getItem(data.getItem);
            event.source.postMessage(
              '#localStorage#' + data.identifier +
              (gotItem === null ? 'null#' : '#' + gotItem),
              event.origin
            );
          } else if ('removeItem' in data) {
            localStorage.removeItem(data.removeItem);
          }
        }
      }, false);
    </script>

    注意Safari一下,会报错:

    Blocked a frame with origin “http://localhost:10001” from accessing a frame with origin “http://localhost:10000“. Protocols, domains, and ports must match.

    避免该错误,可以在Safari浏览器中勾选开发菜单==>停用跨域限制。或者只能使用服务器端转存的方式实现,因为Safari浏览器默认只支持CORS跨域请求。

    方式六:修改document.domain跨子域

    前提条件:这两个域名必须属于同一个基础域名!而且所用的协议,端口都要一致,否则无法利用document.domain进行跨域,所以只能跨子域

    在根域范围内,允许把domain属性的值设置为它的上一级域。例如,在”aaa.xxx.com”域内,可以把domain设置为 “xxx.com” 但不能设置为 “xxx.org” 或者”com”。

    现在存在两个域名aaa.xxx.com和bbb.xxx.com。在aaa下嵌入bbb的页面,由于其document.name不一致,无法在aaa下操作bbb的js。可以在aaa和bbb下通过js将document.name = 'xxx.com';设置一致,来达到互相访问的作用。

    方式七:WebSocket

    WebSocket protocol 是HTML5一种新的协议。它实现了浏览器与服务器全双工通信,同时允许跨域通讯,是server push技术的一种很棒的实现。相关文章,请查看:WebSocket、WebSocket-SockJS

    需要注意:WebSocket对象不支持DOM 2级事件侦听器,必须使用DOM 0级语法分别定义各个事件。

    方式八:代理

    同源策略是针对浏览器端进行的限制,可以通过服务器端来解决该问题

    DomainA客户端(浏览器) ==> DomainA服务器 ==> DomainB服务器 ==> DomainA客户端(浏览器)

    来源:blog.csdn.net/ligang2585116/article/details/73072868

    87.说一下 JSONP 实现原理?

    jsonp 即 json+padding,动态创建script标签,利用script标签的src属性可以获取任何域下的js脚本,通过这个特性(也可以说漏洞),服务器端不在返货json格式,而是返回一段调用某个函数的js代码,在src中进行了调用,这样实现了跨域。


    九、设计模式

    88. 说一下你熟悉的设计模式?

    参考:常用的设计模式汇总,超详细!

    89. 简单工厂和抽象工厂有什么区别?

    简单工厂模式

    这个模式本身很简单而且使用在业务较简单的情况下。一般用于小项目或者具体产品很少扩展的情况(这样工厂类才不用经常更改)。

    它由三种角色组成:

    • 工厂类角色:这是本模式的核心,含有一定的商业逻辑和判断逻辑,根据逻辑不同,产生具体的工厂产品。如例子中的Driver类。
    • 抽象产品角色:它一般是具体产品继承的父类或者实现的接口。由接口或者抽象类来实现。如例中的Car接口。
    • 具体产品角色:工厂类所创建的对象就是此角色的实例。在java中由一个具体类实现,如例子中的Benz、Bmw类。

    来用类图来清晰的表示下的它们之间的关系:

    抽象工厂模式:

    先来认识下什么是产品族: 位于不同产品等级结构中,功能相关联的产品组成的家族。

    图中的BmwCar和BenzCar就是两个产品树(产品层次结构);而如图所示的BenzSportsCar和BmwSportsCar就是一个产品族。他们都可以放到跑车家族中,因此功能有所关联。同理BmwBussinessCar和BenzBusinessCar也是一个产品族。

    可以这么说,它和工厂方法模式的区别就在于需要创建对象的复杂程度上。而且抽象工厂模式是三个里面最为抽象、最具一般性的。抽象工厂模式的用意为:给客户端提供一个接口,可以创建多个产品族中的产品对象。

    而且使用抽象工厂模式还要满足一下条件:

    1. 系统中有多个产品族,而系统一次只可能消费其中一族产品
    2. 同属于同一个产品族的产品以其使用。

    来看看抽象工厂模式的各个角色(和工厂方法的如出一辙):

    • 抽象工厂角色: 这是工厂方法模式的核心,它与应用程序无关。是具体工厂角色必须实现的接口或者必须继承的父类。在java中它由抽象类或者接口来实现。
    • 具体工厂角色:它含有和具体业务逻辑有关的代码。由应用程序调用以创建对应的具体产品的对象。在java中它由具体的类来实现。
    • 抽象产品角色:它是具体产品继承的父类或者是实现的接口。在java中一般有抽象类或者接口来实现。
    • 具体产品角色:具体工厂角色所创建的对象就是此角色的实例。在java中由具体的类来实现。

    十、Spring / Spring MVC

    90. 为什么要使用 spring?

    1.简介

    • 目的:解决企业应用开发的复杂性
    • 功能:使用基本的JavaBean代替EJB,并提供了更多的企业应用功能
    • 范围:任何Java应用

    简单来说,Spring是一个轻量级的控制反转(IoC)和面向切面(AOP)的容器框架。

    2.轻量 

    从大小与开销两方面而言Spring都是轻量的。完整的Spring框架可以在一个大小只有1MB多的JAR文件里发布。并且Spring所需的处理开销也是微不足道的。此外,Spring是非侵入式的:典型地,Spring应用中的对象不依赖于Spring的特定类。

    3.控制反转  

    Spring通过一种称作控制反转(IoC)的技术促进了松耦合。当应用了IoC,一个对象依赖的其它对象会通过被动的方式传递进来,而不是这个对象自己创建或者查找依赖对象。你可以认为IoC与JNDI相反——不是对象从容器中查找依赖,而是容器在对象初始化时不等对象请求就主动将依赖传递给它。

    4.面向切面  

    Spring提供了面向切面编程的丰富支持,允许通过分离应用的业务逻辑与系统级服务(例如审计(auditing)和事务(transaction)管理)进行内聚性的开发。应用对象只实现它们应该做的——完成业务逻辑——仅此而已。它们并不负责(甚至是意识)其它的系统级关注点,例如日志或事务支持。

    5.容器

    Spring包含并管理应用对象的配置和生命周期,在这个意义上它是一种容器,你可以配置你的每个bean如何被创建——基于一个可配置原型(prototype),你的bean可以创建一个单独的实例或者每次需要时都生成一个新的实例——以及它们是如何相互关联的。然而,Spring不应该被混同于传统的重量级的EJB容器,它们经常是庞大与笨重的,难以使用。

    6.框架

    Spring可以将简单的组件配置、组合成为复杂的应用。在Spring中,应用对象被声明式地组合,典型地是在一个XML文件里。Spring也提供了很多基础功能(事务管理、持久化框架集成等等),将应用逻辑的开发留给了你。

    所有Spring的这些特征使你能够编写更干净、更可管理、并且更易于测试的代码。它们也为Spring中的各种模块提供了基础支持。

    91. 解释一下什么是 aop?

    AOP(Aspect-Oriented Programming,面向方面编程),可以说是OOP(Object-Oriented Programing,面向对象编程)的补充和完善。OOP引入封装、继承和多态性等概念来建立一种对象层次结构,用以模拟公共行为的一个集合。当我们需要为分散的对象引入公共行为的时候,OOP则显得无能为力。也就是说,OOP允许你定义从上到下的关系,但并不适合定义从左到右的关系。例如日志功能。日志代码往往水平地散布在所有对象层次中,而与它所散布到的对象的核心功能毫无关系。对于其他类型的代码,如安全性、异常处理和透明的持续性也是如此。这种散布在各处的无关的代码被称为横切(cross-cutting)代码,在OOP设计中,它导致了大量代码的重复,而不利于各个模块的重用。

    而AOP技术则恰恰相反,它利用一种称为“横切”的技术,剖解开封装的对象内部,并将那些影响了多个类的公共行为封装到一个可重用模块,并将其名为“Aspect”,即方面。所谓“方面”,简单地说,就是将那些与业务无关,却为业务模块所共同调用的逻辑或责任封装起来,便于减少系统的重复代码,降低模块间的耦合度,并有利于未来的可操作性和可维护性。AOP代表的是一个横向的关系,如果说“对象”是一个空心的圆柱体,其中封装的是对象的属性和行为;那么面向方面编程的方法,就仿佛一把利刃,将这些空心圆柱体剖开,以获得其内部的消息。而剖开的切面,也就是所谓的“方面”了。然后它又以巧夺天功的妙手将这些剖开的切面复原,不留痕迹。

    使用“横切”技术,AOP把软件系统分为两个部分:核心关注点和横切关注点。业务处理的主要流程是核心关注点,与之关系不大的部分是横切关注点。横切关注点的一个特点是,他们经常发生在核心关注点的多处,而各处都基本相似。比如权限认证、日志、事务处理。Aop 的作用在于分离系统中的各种关注点,将核心关注点和横切关注点分离开来。正如Avanade公司的高级方案构架师Adam Magee所说,AOP的核心思想就是“将应用程序中的商业逻辑同对其提供支持的通用服务进行分离。”

    92. 解释一下什么是 ioc?

    IOC是Inversion of Control的缩写,多数书籍翻译成“控制反转”。

    1996年,Michael Mattson在一篇有关探讨面向对象框架的文章中,首先提出了IOC 这个概念。对于面向对象设计及编程的基本思想,前面我们已经讲了很多了,不再赘述,简单来说就是把复杂系统分解成相互合作的对象,这些对象类通过封装以后,内部实现对外部是透明的,从而降低了解决问题的复杂度,而且可以灵活地被重用和扩展。

    IOC理论提出的观点大体是这样的:借助于“第三方”实现具有依赖关系的对象之间的解耦。如下图:

    大家看到了吧,由于引进了中间位置的“第三方”,也就是IOC容器,使得A、B、C、D这4个对象没有了耦合关系,齿轮之间的传动全部依靠“第三方”了,全部对象的控制权全部上缴给“第三方”IOC容器,所以,IOC容器成了整个系统的关键核心,它起到了一种类似“粘合剂”的作用,把系统中的所有对象粘合在一起发挥作用,如果没有这个“粘合剂”,对象与对象之间会彼此失去联系,这就是有人把IOC容器比喻成“粘合剂”的由来。

    我们再来做个试验:把上图中间的IOC容器拿掉,然后再来看看这套系统:

    我们现在看到的画面,就是我们要实现整个系统所需要完成的全部内容。这时候,A、B、C、D这4个对象之间已经没有了耦合关系,彼此毫无联系,这样的话,当你在实现A的时候,根本无须再去考虑B、C和D了,对象之间的依赖关系已经降低到了最低程度。所以,如果真能实现IOC容器,对于系统开发而言,这将是一件多么美好的事情,参与开发的每一成员只要实现自己的类就可以了,跟别人没有任何关系!

    我们再来看看,控制反转(IOC)到底为什么要起这么个名字?我们来对比一下:

    软件系统在没有引入IOC容器之前,如图1所示,对象A依赖于对象B,那么对象A在初始化或者运行到某一点的时候,自己必须主动去创建对象B或者使用已经创建的对象B。无论是创建还是使用对象B,控制权都在自己手上。

    软件系统在引入IOC容器之后,这种情形就完全改变了,如图3所示,由于IOC容器的加入,对象A与对象B之间失去了直接联系,所以,当对象A运行到需要对象B的时候,IOC容器会主动创建一个对象B注入到对象A需要的地方。

    通过前后的对比,我们不难看出来:对象A获得依赖对象B的过程,由主动行为变为了被动行为,控制权颠倒过来了,这就是“控制反转”这个名称的由来。

    93. spring 有哪些主要模块?

    Spring框架至今已集成了20多个模块。这些模块主要被分如下图所示的核心容器、数据访问/集成,、Web、AOP(面向切面编程)、工具、消息和测试模块。

    更多信息:howtodoinjava.com/java-spring-framework-tutorials/

    94. spring 常用的注入方式有哪些?

    Spring通过DI(依赖注入)实现IOC(控制反转),常用的注入方式主要有三种:

    1. 构造方法注入
    2. setter注入
    3. 基于注解的注入

    95. spring 中的 bean 是线程安全的吗?

    Spring容器中的Bean是否线程安全,容器本身并没有提供Bean的线程安全策略,因此可以说spring容器中的Bean本身不具备线程安全的特性,但是具体还是要结合具体scope的Bean去研究。

    96. spring 支持几种 bean 的作用域?

    当通过spring容器创建一个Bean实例时,不仅可以完成Bean实例的实例化,还可以为Bean指定特定的作用域。Spring支持如下5种作用域:

    • singleton:单例模式,在整个Spring IoC容器中,使用singleton定义的Bean将只有一个实例
    • prototype:原型模式,每次通过容器的getBean方法获取prototype定义的Bean时,都将产生一个新的Bean实例
    • request:对于每次HTTP请求,使用request定义的Bean都将产生一个新实例,即每次HTTP请求将会产生不同的Bean实例。只有在Web应用中使用Spring时,该作用域才有效
    • session:对于每次HTTP Session,使用session定义的Bean豆浆产生一个新实例。同样只有在Web应用中使用Spring时,该作用域才有效
    • globalsession:每个全局的HTTP Session,使用session定义的Bean都将产生一个新实例。典型情况下,仅在使用portlet context的时候有效。同样只有在Web应用中使用Spring时,该作用域才有效

    其中比较常用的是singleton和prototype两种作用域。对于singleton作用域的Bean,每次请求该Bean都将获得相同的实例。容器负责跟踪Bean实例的状态,负责维护Bean实例的生命周期行为;如果一个Bean被设置成prototype作用域,程序每次请求该id的Bean,Spring都会新建一个Bean实例,然后返回给程序。在这种情况下,Spring容器仅仅使用new 关键字创建Bean实例,一旦创建成功,容器不在跟踪实例,也不会维护Bean实例的状态。

    如果不指定Bean的作用域,Spring默认使用singleton作用域。Java在创建Java实例时,需要进行内存申请;销毁实例时,需要完成垃圾回收,这些工作都会导致系统开销的增加。因此,prototype作用域Bean的创建、销毁代价比较大。而singleton作用域的Bean实例一旦创建成功,可以重复使用。因此,除非必要,否则尽量避免将Bean被设置成prototype作用域。

    97. spring 自动装配 bean 有哪些方式?

    Spring容器负责创建应用程序中的bean同时通过ID来协调这些对象之间的关系。作为开发人员,我们需要告诉Spring要创建哪些bean并且如何将其装配到一起。

    spring中bean装配有两种方式:

    • 隐式的bean发现机制和自动装配
    • 在java代码或者XML中进行显示配置

    当然这些方式也可以配合使用。

    98. spring 事务实现方式有哪些?

    1. 编程式事务管理对基于 POJO 的应用来说是唯一选择。我们需要在代码中调用beginTransaction()、commit()、rollback()等事务管理相关的方法,这就是编程式事务管理。
    2. 基于 TransactionProxyFactoryBean 的声明式事务管理
    3. 基于 @Transactional 的声明式事务管理
    4. 基于 Aspectj AOP 配置事务

    99. 说一下 spring 的事务隔离?

    事务隔离级别指的是一个事务对数据的修改与另一个并行的事务的隔离程度,当多个事务同时访问相同数据时,如果没有采取必要的隔离机制,就可能发生以下问题:

    • 脏读:一个事务读到另一个事务未提交的更新数据。
    • 幻读:例如第一个事务对一个表中的数据进行了修改,比如这种修改涉及到表中的“全部数据行”。同时,第二个事务也修改这个表中的数据,这种修改是向表中插入“一行新数据”。那么,以后就会发生操作第一个事务的用户发现表中还存在没有修改的数据行,就好象发生了幻觉一样。
    • 不可重复读:比方说在同一个事务中先后执行两条一模一样的select语句,期间在此次事务中没有执行过任何DDL语句,但先后得到的结果不一致,这就是不可重复读。

    100. 说一下 spring mvc 运行流程?

    Spring MVC运行流程图:

    Spring运行流程描述:

    1. 用户向服务器发送请求,请求被Spring 前端控制Servelt DispatcherServlet捕获;

    2. DispatcherServlet对请求URL进行解析,得到请求资源标识符(URI)。然后根据该URI,调用HandlerMapping获得该Handler配置的所有相关的对象(包括Handler对象以及Handler对象对应的拦截器),最后以HandlerExecutionChain对象的形式返回;

    3. DispatcherServlet 根据获得的Handler,选择一个合适的HandlerAdapter;(附注:如果成功获得HandlerAdapter后,此时将开始执行拦截器的preHandler(...)方法)

    4.  提取Request中的模型数据,填充Handler入参,开始执行Handler(Controller)。 在填充Handler的入参过程中,根据你的配置,Spring将帮你做一些额外的工作:

    • HttpMessageConveter: 将请求消息(如Json、xml等数据)转换成一个对象,将对象转换为指定的响应信息
    • 数据转换:对请求消息进行数据转换。如String转换成Integer、Double等
    • 数据根式化:对请求消息进行数据格式化。 如将字符串转换成格式化数字或格式化日期等
    • 数据验证: 验证数据的有效性(长度、格式等),验证结果存储到BindingResult或Error中

    5.  Handler执行完成后,向DispatcherServlet 返回一个ModelAndView对象;

    6.  根据返回的ModelAndView,选择一个适合的ViewResolver(必须是已经注册到Spring容器中的ViewResolver)返回给DispatcherServlet ;

    7. ViewResolver 结合Model和View,来渲染视图;

    8. 将渲染结果返回给客户端。

    101. spring mvc 有哪些组件?

    Spring MVC的核心组件:

    1. DispatcherServlet:中央控制器,把请求给转发到具体的控制类
    2. Controller:具体处理请求的控制器
    3. HandlerMapping:映射处理器,负责映射中央处理器转发给controller时的映射策略
    4. ModelAndView:服务层返回的数据和视图层的封装类
    5. ViewResolver:视图解析器,解析具体的视图
    6. Interceptors :拦截器,负责拦截我们定义的请求然后做处理工作

    102. @RequestMapping 的作用是什么?

    RequestMapping是一个用来处理请求地址映射的注解,可用于类或方法上。用于类上,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。

    RequestMapping注解有六个属性,下面我们把她分成三类进行说明。

    value, method:

    • value:指定请求的实际地址,指定的地址可以是URI Template 模式(后面将会说明);
    • method:指定请求的method类型, GET、POST、PUT、DELETE等;

    consumes,produces

    • consumes:指定处理请求的提交内容类型(Content-Type),例如application/json, text/html;
    • produces:指定返回的内容类型,仅当request请求头中的(Accept)类型中包含该指定类型才返回;

    params,headers

    • params: 指定request中必须包含某些参数值是,才让该方法处理。
    • headers:指定request中必须包含某些指定的header值,才能让该方法处理请求。

    103. @Autowired 的作用是什么?

    《@Autowired用法详解》


    未完待续......


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    展开全文
  • OFDM完整仿真过程及解释(MATLAB)

    万次阅读 多人点赞 2019-04-19 17:03:45
    在接收机中,虽然利用接收到的段训练序列、长训练序列可以进行信道均衡、频率偏差校正,但符号还会存在一定的剩余偏差,且偏差会随着时间的累积而累积,会造成所有子载波产生一定的相位偏移。因此,还需要不断地对...

    因为是复制过来,如果出现图片显示不完整以及需要源程序请点击下面链接查看原文:

    OFDM完整仿真过程及解释(MATLAB) - 子木的文章 - 知乎

    点击这里访问原文

    后面的更新没有同步,点上面链接可以看更新部分。

     

    目录:

    一、说明

    二、ofdm总体概述

    三、基本原理

    四、过程中涉及的技术

    五、OFDM基本参数的选择

    六、OFDM的MATLAB仿真程序

     

    一、说明

    0.能找到这篇文章,说明对ofdm已经有一点了解,所以其原理就不再赘述,这篇代码的目的只是希望能对ofdm整个过程有一个理解;

    1.看书上ofdm介绍挺简单的,自己来仿真才发现很多知识点都不知道;

    2.花了很长时间才理清整个ofdm过程,网上的程序都是一段一段的,不能直接理解整个过程。所以想着自己来做一个完整过程的仿真,加深理解;

    3.基带信号能完成整个过程,但是想加进频带传输这一部分,就完整了;

    4.信道部分想用瑞利信道的,程序写出来了,但是误差和信道估计这一块还不是很明白,所以就先用的高斯信道;

    5.不足之处欢迎指正。。。。

    二、概述

    OFDM是一种特殊的多载波传输方案,它可以被看作是一种调制技术,也可以被当作一种复用技术。

    简单来说:OFDM是一种多载波的传输方法,它将频带划分为多个子信道并行传输数据,将高速数据流分成多个并行的低速数据流,然后调制到每个信道的子载波上进行传输。由于它将非平坦衰落无线信道转化成多个正交平坦衰落的子信道,从而可消除信道波形间的干扰,达到对抗多径衰落的目的。

    正交频分复用(OFDM)是对多载波调制(MCM)的一种改进,在。它的特点是:各子载波相互正交,所以扩频调制后的频谱可以相互重叠,不但减少了子载波间的相互干扰,还大大提高了频谱利用率。

    选择OFDM的一个很大的原因是该系统能够很好的对抗频率选择性衰落和窄带干扰。在单载波系统中,一次衰落或者干扰会导致整个链路失效,但是在多载波系统中,某一时刻只会有少部分的子信道受到深衰落的影响。

    三、基本原理

    3.1 OFDM系统收发机的典型(根据实际需要可添/删部分)框图如下:

    OFDM收发机框图

    其中,上半部分对应于发射机链路,下半部分对应于接收机链路。

    发送端将被传输的数字信号转换成子载波幅度和相位的映射,并进行离散傅里叶变换(IDFT),将数据的频谱表达式变到时域上。IFFT和IDFT变换的作用相同,只是有更高的计算效率,所以适用于所有的应用系统。接收端进行与发送端相反的操作,用FFT变换分解,子载波的幅度和相位最终转换回数字信号。

    这里理解为传输的频域信号是因为IFFT是从频域到时域,实际上这里IFFT充当的是一个实现子载波正交的作用,具体可以推导其DFT公式。知乎里公式编辑太麻烦了。

     

    3.2 OFDM调制与解调

    一个OFDM符号之内包括多个经过调制的子载波的合成信号,其中每个子载波都可以收到psk(相移键控)和qam(正交幅度调制)的调制。

    OFDM发射机将信息比特流映射成一个psk或qam符号序列,之后将串行的符号序列转换为并行符号流。每N个经过串并转换的符号被不同的子载波调制。

    OFDM符号是N个并行符号的复合信号,若单个串行符号的传输时间(周期)是Ts,则一个OFDM符号的持续时间(周期)Tsym=N*Ts。

    频域调制信号X[k]的频率为:fk=k/Tsym,子载波数量为N,则k=0,1,2.....N-1。(由DFT原理推导)

    四、过程中涉及的技术

    为什么要用?怎么用?

    4.1 保护间隔

    多径信道会对OFDM符号造成ISI影响,破坏了子载波间的正交性。故需要采取一些方法来消除多径信道带来的符号间干扰(ISI)影响,即插入保护间隔。

    保护间隔有两种插入方法:一种是补零(zp),即在保护间隔中填充0;另一种是插入循环前缀(cp)或循环后缀(cs)实现OFDM的循环扩展(为了某种连续性)。

    zp是在保护间隔内不插入任何信号,但是在这种情况下,由于多径传播的影响,会产生载波间干扰(ICI),即不同的子载波间会产生干扰。

    一般采用cp。cp是将OFDM后部的采样复制到前面,长度为Tcp,故每个符号的长度为Tsym=Tsub+Tcp,Tsub为数据部分子载波数。Tcp大于或等于多径时延,符号间的ISI影响将被限制在保护间隔中,因此不会影响下一个OFDM的FFT变换。

    4.2交织

    交织的作用是将突发错误转换为随机错误,有利于前向纠错码的译码,提高了整个通信系统的可靠性。交织由两个变换过程组成。第一次变换保证了相邻的编码比特被映射到不相邻的子载波上。第二次变换保证了相邻的编码比特被分别映射到星座图的重要和非重要比特上,避免出现长时间的低比特位映射。

    交织块的长度Ncbps,对qpsk、16qam、64qam分别为2、4、6,s=Ncbps/2,d=16。

    4.3信道编码

    由于移动通信存在干扰和衰落,在信号传输过程中将出现差错,故对数字信号必须采用纠、检错技术,即纠、检错编码技术,以增强数据在信道中传输时抵御各种干扰的能力,提高系统的可靠性。

    这里的信道编码一般采用卷积编码,Viterbi译码。

    卷积编码是现代数字通信系统中常见的一种前向纠错码,区别于常规的线性分组码,卷积编码的码字输出不仅与当前时刻的信息符号输入有关,还与之前输入的信息符号有关。

    4.4 扩频

    “扩频通信技术是一种信息传输方式,其信号所占有的频带宽度远大于所传信息必需的最小带宽;频带的扩展是通过一个独立的码序列来完成,用编码及调制的方法来实现的,与所传信息数据无关;在接收端则用同样的码进行相关同步接收、解扩及恢复所传信息数据”

    根据香农定理,带宽和信噪比可用互换,扩频扩展了带宽,则对信噪比的要求可降低。

    4.5 导频

    导频不携带信息,导频是双方已知的数据,是用来做信道估计的。

    在接收机中,虽然利用接收到的段训练序列、长训练序列可以进行信道均衡、频率偏差校正,但符号还会存在一定的剩余偏差,且偏差会随着时间的累积而累积,会造成所有子载波产生一定的相位偏移。因此,还需要不断地对参考相位进行跟踪。要能实现这个功能,需要在52个非0子载波中插入导频符号。

    4.6 RF(射频)调制

    OFDM调制器的输出产生了一个基带信号,将此基带信号与所需传输的频率进行混频操作,利用模拟技术或数字上变频可完成。由于数字调制技术提高了处理I、Q信道之间的匹配性和数字IQ调制器相位的准确性,将会更加精确。

    五、OFDM基本参数的选择

    5.1 各种OFDM参数的选择就是需要在多项要求冲突中进行折衷考虑。通常来说,首先要确认3个参数:带宽、比特率、及保护间隔。

    5.1.1 按照惯例,保护间隔的时间长度应该为应用移动环境信道的时延扩展均方根值的2~4倍。

    5.1.2 确定保护间隔之后,则OFDM符号周期长度就确定了。为了最大限度的减少由于插入保护比特所带来的信噪比的损失,OFDM符号周期长度远远大于保护间隔长度。但是符号周期又不能任意大,否则就需要更多的子载波,带宽不变,子载波间隔就变小,系统的实现复杂度就提高了,而且还加大了系统的峰值平均功率比,同时系统对频率偏差更加敏感。因此,一般选择符号周期长度是保护间隔的5倍,这样,由于插入保护比特所造成的信噪比损耗只有1dB左右。

    5.1.3 确定保护间隔和符号周期长度之后,子载波的数量可由-3dB带宽除以子载波间隔(即去掉保护间隔之后的符号周期的倒数)得到。或者可由所要求比特速率除以每个子信道的比特速率来确定子载波的数量。每个信道中所传输的比特速率可由调制类型、编码速率、和符号速率来确定。

    5.2 有用符号持续时间T

    T对子载波之间间隔、译码的等待周期都有影响,为了保持数据的吞吐量,子载波数目和FFT的长度要有相对较大的数量,这就导致符号持续时间变长。总之,符号周期长度的选择以保证信道的稳定为前提。

    5.3 子载波数

    N=1/T

    其数值与FFT处理过的复数点数相对应,需适应数据速率和保护间隔的要求。

    5.4 调制模式

    OFDM系统的调制模式基于功率和频谱利用率来选择,可采用qam、psk。

    为了使所有的点有相同的平均功率,二进制序列映射后的复数要归一化。(BPSK\QPSK\16QAM\64QAM分别对应乘以1、1/根号2、1/根号10、1/根号42),解调的时候再变回去。

    5.5 以具体实例说明;

    要求:(1)比特率为25Mbit/s(2)可容忍的时延扩展为200ns(3)带宽小于18MHz。

    1)由200ns时延扩展得保护间隔为800ns;

    2)由保护间隔800ns得符号周期长度6*800ns=4.8us;

    3)子载波的间隔选取4.8-0.8=4us的倒数,即250KHz;

    4)由所要求的比特速率与OFDM符号速率的比值,每个符号需要传送的比特:25Mbit/s)/(1/4.8us)=120bit。

    5)为了完成上面120bit/符号,有两种选择:利用16QAM和码率为1/2的编码方法,这样每个子载波携带2bit的有用信息,因此需要60个子载波;另一种是利用QPSK和码率为3/4的编码方法,每个子载波携带1.5bit信息。因此需要80个子载波,然而80个子载波意外着带宽:80*250KHz=20MHz,大于所给带宽要求,故取第一种,即60个子载波。可利用64点IFFT来实现,剩余4个子载波补0.

    六、OFDM的MATLAB仿真主程序

    clc;
    clear;
    
    %————————————————————————————————————————————————————————%
    %q1:ifft点数难道不是应该等于子载波数吗?子载波数与ifft点数的关系?
    %a:ifft点数等于子载波数
    %q2:对矩阵进行fft?
    %a:y可以是一向量或矩阵,若y为向量,则Y是y的FFT,并且与y具有相同的长度。若y为一矩阵,则Y是对矩阵的每一列向量进行FFT。
    %q3:怎么对ofdm信号上变频
    %————————————————————————————————————————————————————————%
    
    %% 参数设置
    
    N_sc=52;      %系统子载波数(不包括直流载波)、number of subcarrier
    N_fft=64;            % FFT 长度
    N_cp=16;             % 循环前缀长度、Cyclic prefix
    N_symbo=N_fft+N_cp;        % 1个完整OFDM符号长度
    N_c=53;             % 包含直流载波的总的子载波数、number of carriers
    M=4;               %4PSK调制
    SNR=0:1:25;         %仿真信噪比
    N_frm=10;            % 每种信噪比下的仿真帧数、frame
    Nd=6;               % 每帧包含的OFDM符号数
    P_f_inter=6;      %导频间隔
    data_station=[];    %导频位置
    L=7;                %卷积码约束长度
    tblen=6*L;          %Viterbi译码器回溯深度
    stage = 3;          % m序列的阶数
    ptap1 = [1 3];      % m序列的寄存器连接方式
    regi1 = [1 1 1];    % m序列的寄存器初始值
    
    
    %% 基带数据数据产生
    P_data=randi([0 1],1,N_sc*Nd*N_frm);
    
    
    %% 信道编码(卷积码、或交织器)
    %卷积码:前向纠错非线性码
    %交织:使突发错误最大限度的分散化
    trellis = poly2trellis(7,[133 171]);       %(2,1,7)卷积编码
    code_data=convenc(P_data,trellis);
    
    
    %% qpsk调制
    data_temp1= reshape(code_data,log2(M),[])';             %以每组2比特进行分组,M=4
    data_temp2= bi2de(data_temp1);                             %二进制转化为十进制
    modu_data=pskmod(data_temp2,M,pi/M);              % 4PSK调制
    % figure(1);
    scatterplot(modu_data),grid;                  %星座图(也可以取实部用plot函数)
    
    %% 扩频
    %————————————————————————————————————————————————————————%
    %扩频通信信号所占有的频带宽度远大于所传信息必需的最小带宽
    %根据香农定理,扩频通信就是用宽带传输技术来换取信噪比上的好处,这就是扩频通信的基本思想和理论依据。
    %扩频就是将一系列正交的码字与基带调制信号内积
    %扩频后数字频率变成了原来的m倍。码片数量 = 2(符号数)* m(扩频系数)
    %————————————————————————————————————————————————————————%
    
    code = mseq(stage,ptap1,regi1,N_sc);     % 扩频码的生成
    code = code * 2 - 1;         %将1、0变换为1、-1
    modu_data=reshape(modu_data,N_sc,length(modu_data)/N_sc);
    spread_data = spread(modu_data,code);        % 扩频
    spread_data=reshape(spread_data,[],1);
    
    %% 插入导频
    P_f=3+3*1i;                       %Pilot frequency
    P_f_station=[1:P_f_inter:N_fft];%导频位置(导频位置很重要,why?)
    pilot_num=length(P_f_station);%导频数量
    
    for img=1:N_fft                        %数据位置
        if mod(img,P_f_inter)~=1          %mod(a,b)就是求的是a除以b的余数
            data_station=[data_station,img];
        end
    end
    data_row=length(data_station);
    data_col=ceil(length(spread_data)/data_row);
    
    pilot_seq=ones(pilot_num,data_col)*P_f;%将导频放入矩阵
    data=zeros(N_fft,data_col);%预设整个矩阵
    data(P_f_station(1:end),:)=pilot_seq;%对pilot_seq按行取
    
    if data_row*data_col>length(spread_data)
        data2=[spread_data;zeros(data_row*data_col-length(spread_data),1)];%将数据矩阵补齐,补0是虚载频~
    end;
    
    %% 串并转换
    data_seq=reshape(data2,data_row,data_col);
    data(data_station(1:end),:)=data_seq;%将导频与数据合并
    
    %% IFFT
    ifft_data=ifft(data); 
    
    %% 插入保护间隔、循环前缀
    Tx_cd=[ifft_data(N_fft-N_cp+1:end,:);ifft_data];%把ifft的末尾N_cp个数补充到最前面
    
    %% 并串转换
    Tx_data=reshape(Tx_cd,[],1);%由于传输需要
    
    %% 信道(通过多经瑞利信道、或信号经过AWGN信道)
     Ber=zeros(1,length(SNR));
     Ber2=zeros(1,length(SNR));
    for jj=1:length(SNR)
        rx_channel=awgn(Tx_data,SNR(jj),'measured');%添加高斯白噪声
        
    %% 串并转换
        Rx_data1=reshape(rx_channel,N_fft+N_cp,[]);
        
    %% 去掉保护间隔、循环前缀
        Rx_data2=Rx_data1(N_cp+1:end,:);
    
    %% FFT
        fft_data=fft(Rx_data2);
        
    %% 信道估计与插值(均衡)
        data3=fft_data(1:N_fft,:); 
        Rx_pilot=data3(P_f_station(1:end),:); %接收到的导频
        h=Rx_pilot./pilot_seq; 
        H=interp1( P_f_station(1:end)',h,data_station(1:end)','linear','extrap');%分段线性插值:插值点处函数值由连接其最邻近的两侧点的线性函数预测。对超出已知点集的插值点用指定插值方法计算函数值
    
    %% 信道校正
        data_aftereq=data3(data_station(1:end),:)./H;
    %% 并串转换
        data_aftereq=reshape(data_aftereq,[],1);
        data_aftereq=data_aftereq(1:length(spread_data));
        data_aftereq=reshape(data_aftereq,N_sc,length(data_aftereq)/N_sc);
        
    %% 解扩
        demspread_data = despread(data_aftereq,code);       % 数据解扩
        
    %% QPSK解调
        demodulation_data=pskdemod(demspread_data,M,pi/M);    
        De_data1 = reshape(demodulation_data,[],1);
        De_data2 = de2bi(De_data1);
        De_Bit = reshape(De_data2',1,[]);
    
    %% (解交织)
    %% 信道译码(维特比译码)
        trellis = poly2trellis(7,[133 171]);
        rx_c_de = vitdec(De_Bit,trellis,tblen,'trunc','hard');   %硬判决
    
    %% 计算误码率
        [err,Ber2(jj)] = biterr(De_Bit(1:length(code_data)),code_data);%译码前的误码率
        [err, Ber(jj)] = biterr(rx_c_de(1:length(P_data)),P_data);%译码后的误码率
    
    end
     figure(2);
     semilogy(SNR,Ber2,'b-s');
     hold on;
     semilogy(SNR,Ber,'r-o');
     hold on;
     legend('4PSK调制、卷积码译码前(有扩频)','4PSK调制、卷积码译码后(有扩频)');
     hold on;
     xlabel('SNR');
     ylabel('BER');
     title('AWGN信道下误比特率曲线');
    
     figure(3)
     subplot(2,1,1);
     x=0:1:30;
     stem(x,P_data(1:31));
     ylabel('amplitude');
     title('发送数据(以前30个数据为例)');
     legend('4PSK调制、卷积译码、有扩频');
    
     subplot(2,1,2);
     x=0:1:30;
     stem(x,rx_c_de(1:31));
     ylabel('amplitude');
     title('接收数据(以前30个数据为例)');
     legend('4PSK调制、卷积译码、有扩频');
    

    七、能看到这里,如果有丢丢帮助的话,emmmm点个赞~呗

    原文:

    整个过程

    本来对每一步都有讲解注释的,但是程序编辑多了感觉不美观,就删掉了。比如扩频,其原理、作用、如何实现~

    三、代码及说明

    1.尽量把每一句程序都注释,能达到初学者拿到程序就能懂的程度;

    2.下面这段程序是上变频之前的,包含了画图,对ofdm信号有一个直观的感受(与上面图片中的流程可能冲突,这里仅仅是为了画图解释,所以这也是最开始学容易绕晕的地方)

    clear;
    %% 参数设置
    sub_carriers=2048;%子载波数
    T = 1 / sub_carriers;
    time = [0:T:1-T];% Nifft份,每份相隔T
    
    Lp=4984;
    P_Tx=(rand(1,Lp)>0.5);%(bits)%产生1个长为Lp的数据包:
    conv_out=convolutional_en(P_Tx);%(卷积编码):
    interleave_table = interleav_matrix(ones(1,2*(Lp+8)));
    interleav_out = interleaving(conv_out ,interleave_table);%(交织器)
    
    x=qpsk(interleav_out);%(4QAM 调制)
    L=length(x);%信号长度
    
    s=48;
    symbol_used_len=L/s;%把输入分为S个符号,每个符号长为symbol_used_len
    %循环前缀的长度
    cp=256;
    %每一个OFDM符号的抽样值应补‘0’个数zeros_pad
    zeros_pad=sub_carriers-symbol_used_len;
    %每一个OFDM符号一侧应该补‘0’个数zeros_pad_side
    zeros_pad_side=zeros_pad/2;
    
    %对输入信号进行分割,分割为s个符号,再对每个符号进行FFT运算,实现OFDM解调,并保证能量不变
    time_domain_x_link=[];
    for I=0:(s-1)
        %对输入进行分割 
        x_temp=x(I*symbol_used_len+1:I*symbol_used_len+symbol_used_len);
        %对每个分割的部分进行补零操作,使其长为sub_carriers
        x_temp_pad=[zeros(1,zeros_pad_side),x_temp,zeros(1,zeros_pad_side)];
        %对每个符号进行IFFT运算
        time_domain_x_temp=ifft(x_temp_pad)*sqrt(sub_carriers);
        %对每个符号添加循环前缀
        time_domain_x_cp_temp=[time_domain_x_temp(sub_carriers-cp+1:sub_carriers),time_domain_x_temp];
        %将符号连接成为串行数据流
        time_domain_x_link=[time_domain_x_link,time_domain_x_cp_temp];
    
    end
    sum_xI = real(time_domain_x_link);
    sum_xQ = imag(time_domain_x_link);
    
    figure;
    num=1000;%画出前num个点  
    xaxis   = zeros(length(time(1:num)));
    plot(time(1:num), sum_xI(1:num), 'b:', time(1:num), sum_xQ(1:num), 'g:', time(1:num), abs(sum_xI(1:num)+j*sum_xQ(1:num)), 'k-', time(1:num), xaxis, 'r-');
    ylabel('y'),xlabel('t'),
    title(['前', num2str(num),'个点经ifft的QAM符号实部之和虚部之和以及实部与虚部的绝对值波形']),
    legend('实部之和','虚部之和', '绝对值');

    3.与上面图片流程相符的代码

    代码前面的问题也是我在这个过程中遇到的,困扰了好久,可以带着问题看看。欢迎讨论。

    clc;
    clear;
    
    %————————————————————————————————————————————————————————%
    %q1:fft点数难道不是应该等于子载波数吗?子载波数与ifft点数的关系?
    %q2:对矩阵进行fft?
    %q3:怎么对ofdm信号上变频
    %q4:基带速率是多少?怎么实现?
    %q5传输频带是多少?怎么实现?
    %q6子载波间隔是多少?怎么实现?
    %q7符号周期是多少?怎么实现?
    %————————————————————————————————————————————————————————%
    
    %% 参数设置
    
    N_sc=52;      %系统子载波数(不包括直流载波)、number of subcarrier
    N_fft=64;            % FFT 长度
    N_cp=16;             % 循环前缀长度、Cyclic prefix
    N_symbo=N_fft+N_cp;        % 1个完整OFDM符号长度
    N_c=53;             % 包含直流载波的总的子载波数、number of carriers
    M=4;               %4PSK调制
    SNR=0:1:25;         %仿真信噪比
    N_frm=10;            % 每种信噪比下的仿真帧数、frame
    Nd=6;               % 每帧包含的OFDM符号数
    P_f_inter=6;      %导频间隔
    data_station=[];    %导频位置
    L=7;                %卷积码约束长度
    tblen=6*L;          %Viterbi译码器回溯深度
    stage = 3;          % m序列的阶数
    ptap1 = [1 3];      % m序列的寄存器连接方式
    regi1 = [1 1 1];    % m序列的寄存器初始值
    
    
    %% 基带数据数据产生
    P_data=randi([0 1],1,N_sc*Nd*N_frm);
    
    
    %% 信道编码(卷积码、或交织器)
    %卷积码:前向纠错非线性码
    %交织:使突发错误最大限度的分散化
    trellis = poly2trellis(7,[133 171]);       %(2,1,7)卷积编码
    code_data=convenc(P_data,trellis);
    
    
    %% qpsk调制
    data_temp1= reshape(code_data,log2(M),[])';             %以每组2比特进行分组,M=4
    data_temp2= bi2de(data_temp1);                             %二进制转化为十进制
    modu_data=pskmod(data_temp2,M,pi/M);              % 4PSK调制
    % figure(1);
    scatterplot(modu_data),grid;                  %星座图(也可以取实部用plot函数)
    
    %% 扩频
    %————————————————————————————————————————————————————————%
    %扩频通信信号所占有的频带宽度远大于所传信息必需的最小带宽
    %根据香农定理,扩频通信就是用宽带传输技术来换取信噪比上的好处,这就是扩频通信的基本思想和理论依据。
    %扩频就是将一系列正交的码字与基带调制信号内积
    %扩频后数字频率变成了原来的m倍。码片数量 = 2(符号数)* m(扩频系数)
    %————————————————————————————————————————————————————————%
    
    code = mseq(stage,ptap1,regi1,N_sc);     % 扩频码的生成
    code = code * 2 - 1;         %将1、0变换为1、-1
    modu_data=reshape(modu_data,N_sc,length(modu_data)/N_sc);
    spread_data = spread(modu_data,code);        % 扩频
    spread_data=reshape(spread_data,[],1);
    
    %% 插入导频
    P_f=3+3*1i;                       %Pilot frequency
    P_f_station=[1:P_f_inter:N_fft];%导频位置(导频位置很重要,why?)
    pilot_num=length(P_f_station);%导频数量
    
    for img=1:N_fft                        %数据位置
        if mod(img,P_f_inter)~=1          %mod(a,b)就是求的是a除以b的余数
            data_station=[data_station,img];
        end
    end
    data_row=length(data_station);
    data_col=ceil(length(spread_data)/data_row);
    
    pilot_seq=ones(pilot_num,data_col)*P_f;%将导频放入矩阵
    data=zeros(N_fft,data_col);%预设整个矩阵
    data(P_f_station(1:end),:)=pilot_seq;%对pilot_seq按行取
    
    if data_row*data_col>length(spread_data)
        data2=[spread_data;zeros(data_row*data_col-length(spread_data),1)];%将数据矩阵补齐,补0是虚载频~
    end;
    
    %% 串并转换
    data_seq=reshape(data2,data_row,data_col);
    data(data_station(1:end),:)=data_seq;%将导频与数据合并
    
    %% IFFT
    ifft_data=ifft(data); 
    
    %% 插入保护间隔、循环前缀
    Tx_cd=[ifft_data(N_fft-N_cp+1:end,:);ifft_data];%把ifft的末尾N_cp个数补充到最前面
    
    %% 并串转换
    Tx_data=reshape(Tx_cd,[],1);%由于传输需要
    
    %% 信道(通过多经瑞利信道、或信号经过AWGN信道)
     Ber=zeros(1,length(SNR));
     Ber2=zeros(1,length(SNR));
    for jj=1:length(SNR)
        rx_channel=awgn(Tx_data,SNR(jj),'measured');%添加高斯白噪声
        
    %% 串并转换
        Rx_data1=reshape(rx_channel,N_fft+N_cp,[]);
        
    %% 去掉保护间隔、循环前缀
        Rx_data2=Rx_data1(N_cp+1:end,:);
    
    %% FFT
        fft_data=fft(Rx_data2);
        
    %% 信道估计与插值(均衡)
        data3=fft_data(1:N_fft,:); 
        Rx_pilot=data3(P_f_station(1:end),:); %接收到的导频
        h=Rx_pilot./pilot_seq; 
        H=interp1( P_f_station(1:end)',h,data_station(1:end)','linear','extrap');%分段线性插值:插值点处函数值由连接其最邻近的两侧点的线性函数预测。对超出已知点集的插值点用指定插值方法计算函数值
    
    %% 信道校正
        data_aftereq=data3(data_station(1:end),:)./H;
    %% 并串转换
        data_aftereq=reshape(data_aftereq,[],1);
        data_aftereq=data_aftereq(1:length(spread_data));
        data_aftereq=reshape(data_aftereq,N_sc,length(data_aftereq)/N_sc);
        
    %% 解扩
        demspread_data = despread(data_aftereq,code);       % 数据解扩
        
    %% QPSK解调
        demodulation_data=pskdemod(demspread_data,M,pi/M);    
        De_data1 = reshape(demodulation_data,[],1);
        De_data2 = de2bi(De_data1);
        De_Bit = reshape(De_data2',1,[]);
    
    %% (解交织)
    %% 信道译码(维特比译码)
        trellis = poly2trellis(7,[133 171]);
        rx_c_de = vitdec(De_Bit,trellis,tblen,'trunc','hard');   %硬判决
    
    %% 计算误码率
        [err,Ber2(jj)] = biterr(De_Bit(1:length(code_data)),code_data);%译码前的误码率
        [err, Ber(jj)] = biterr(rx_c_de(1:length(P_data)),P_data);%译码后的误码率
    
    end
     figure(2);
     semilogy(SNR,Ber2,'b-s');
     hold on;
     semilogy(SNR,Ber,'r-o');
     hold on;
     legend('4PSK调制、卷积码译码前(有扩频)','4PSK调制、卷积码译码后(有扩频)');
     hold on;
     xlabel('SNR');
     ylabel('BER');
     title('AWGN信道下误比特率曲线');
    
     figure(3)
     subplot(2,1,1);
     x=0:1:30;
     stem(x,P_data(1:31));
     ylabel('amplitude');
     title('发送数据(以前30个数据为例)');
     legend('4PSK调制、卷积译码、有扩频');
    
     subplot(2,1,2);
     x=0:1:30;
     stem(x,rx_c_de(1:31));
     ylabel('amplitude');
     title('接收数据(以前30个数据为例)');
     legend('4PSK调制、卷积译码、有扩频');

    4.上面就是整个基带传输过程,其实上变频和下变频也很简单,将信号分为IQ路,分别乘cos和-sin即可,关于这一步,可以参考我另一篇8PSK调制的文章,在那篇文章里有相似的原理。链接:https://blog.csdn.net/qq_41687938/article/details/89514982和贼详细的8PSK调制与解调详细过程 - 子木的文章 - 知乎 https://zhuanlan.zhihu.com/p/47258287

    5.本来打算解释解释原理的,但是想着网上资料很多,就不献丑了,想打王者了~

    展开全文
  • 消息中间件MQ与RabbitMQ面试题(2020最新版)

    万次阅读 多人点赞 2020-03-01 11:11:21
    C1 C2共同争抢当前的消息队列内容,谁先到谁负责消费消息(隐患:高并发情况,默认会产生某一个消息被多个消费者共同使用,可以设置一个开关(syncronize) 保证一条消息只能被一个消费者使用)。 三.publish/subscribe...

    Java面试总结(2021优化版)已发布在个人微信公众号【技术人成长之路】,优化版首先修正了读者反馈的部分答案存在的错误,同时根据最新面试总结,删除了低频问题,添加了一些常见面试题,对文章进行了精简优化,欢迎大家关注!😊😊

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    Java面试总结汇总,整理了包括Java基础知识,集合容器,并发编程,JVM,常用开源框架Spring,MyBatis,数据库,中间件等,包含了作为一个Java工程师在面试中需要用到或者可能用到的绝大部分知识。欢迎大家阅读,本人见识有限,写的博客难免有错误或者疏忽的地方,还望各位大佬指点,在此表示感激不尽。文章持续更新中…

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    为什么使用MQ?MQ的优点

    简答

    • 异步处理 - 相比于传统的串行、并行方式,提高了系统吞吐量。
    • 应用解耦 - 系统间通过消息通信,不用关心其他系统的处理。
    • 流量削锋 - 可以通过消息队列长度控制请求量;可以缓解短时间内的高并发请求。
    • 日志处理 - 解决大量日志传输。
    • 消息通讯 - 消息队列一般都内置了高效的通信机制,因此也可以用在纯的消息通讯。比如实现点对点消息队列,或者聊天室等。

    详答

    主要是:解耦、异步、削峰。

    解耦:A 系统发送数据到 BCD 三个系统,通过接口调用发送。如果 E 系统也要这个数据呢?那如果 C 系统现在不需要了呢?A 系统负责人几乎崩溃…A 系统跟其它各种乱七八糟的系统严重耦合,A 系统产生一条比较关键的数据,很多系统都需要 A 系统将这个数据发送过来。如果使用 MQ,A 系统产生一条数据,发送到 MQ 里面去,哪个系统需要数据自己去 MQ 里面消费。如果新系统需要数据,直接从 MQ 里消费即可;如果某个系统不需要这条数据了,就取消对 MQ 消息的消费即可。这样下来,A 系统压根儿不需要去考虑要给谁发送数据,不需要维护这个代码,也不需要考虑人家是否调用成功、失败超时等情况。

    就是一个系统或者一个模块,调用了多个系统或者模块,互相之间的调用很复杂,维护起来很麻烦。但是其实这个调用是不需要直接同步调用接口的,如果用 MQ 给它异步化解耦。

    异步:A 系统接收一个请求,需要在自己本地写库,还需要在 BCD 三个系统写库,自己本地写库要 3ms,BCD 三个系统分别写库要 300ms、450ms、200ms。最终请求总延时是 3 + 300 + 450 + 200 = 953ms,接近 1s,用户感觉搞个什么东西,慢死了慢死了。用户通过浏览器发起请求。如果使用 MQ,那么 A 系统连续发送 3 条消息到 MQ 队列中,假如耗时 5ms,A 系统从接受一个请求到返回响应给用户,总时长是 3 + 5 = 8ms。

    削峰:减少高峰时期对服务器压力。

    消息队列有什么优缺点?RabbitMQ有什么优缺点?

    优点上面已经说了,就是在特殊场景下有其对应的好处解耦异步削峰

    缺点有以下几个:

    系统可用性降低

    本来系统运行好好的,现在你非要加入个消息队列进去,那消息队列挂了,你的系统不是呵呵了。因此,系统可用性会降低;

    系统复杂度提高

    加入了消息队列,要多考虑很多方面的问题,比如:一致性问题、如何保证消息不被重复消费、如何保证消息可靠性传输等。因此,需要考虑的东西更多,复杂性增大。

    一致性问题

    A 系统处理完了直接返回成功了,人都以为你这个请求就成功了;但是问题是,要是 BCD 三个系统那里,BD 两个系统写库成功了,结果 C 系统写库失败了,咋整?你这数据就不一致了。

    所以消息队列实际是一种非常复杂的架构,你引入它有很多好处,但是也得针对它带来的坏处做各种额外的技术方案和架构来规避掉,做好之后,你会发现,妈呀,系统复杂度提升了一个数量级,也许是复杂了 10 倍。但是关键时刻,用,还是得用的。

    你们公司生产环境用的是什么消息中间件?

    这个首先你可以说下你们公司选用的是什么消息中间件,比如用的是RabbitMQ,然后可以初步给一些你对不同MQ中间件技术的选型分析。

    举个例子:比如说ActiveMQ是老牌的消息中间件,国内很多公司过去运用的还是非常广泛的,功能很强大。

    但是问题在于没法确认ActiveMQ可以支撑互联网公司的高并发、高负载以及高吞吐的复杂场景,在国内互联网公司落地较少。而且使用较多的是一些传统企业,用ActiveMQ做异步调用和系统解耦。

    然后你可以说说RabbitMQ,他的好处在于可以支撑高并发、高吞吐、性能很高,同时有非常完善便捷的后台管理界面可以使用。

    另外,他还支持集群化、高可用部署架构、消息高可靠支持,功能较为完善。

    而且经过调研,国内各大互联网公司落地大规模RabbitMQ集群支撑自身业务的case较多,国内各种中小型互联网公司使用RabbitMQ的实践也比较多。

    除此之外,RabbitMQ的开源社区很活跃,较高频率的迭代版本,来修复发现的bug以及进行各种优化,因此综合考虑过后,公司采取了RabbitMQ。

    但是RabbitMQ也有一点缺陷,就是他自身是基于erlang语言开发的,所以导致较为难以分析里面的源码,也较难进行深层次的源码定制和改造,毕竟需要较为扎实的erlang语言功底才可以。

    然后可以聊聊RocketMQ,是阿里开源的,经过阿里的生产环境的超高并发、高吞吐的考验,性能卓越,同时还支持分布式事务等特殊场景。

    而且RocketMQ是基于Java语言开发的,适合深入阅读源码,有需要可以站在源码层面解决线上生产问题,包括源码的二次开发和改造。

    另外就是Kafka。Kafka提供的消息中间件的功能明显较少一些,相对上述几款MQ中间件要少很多。

    但是Kafka的优势在于专为超高吞吐量的实时日志采集、实时数据同步、实时数据计算等场景来设计。

    因此Kafka在大数据领域中配合实时计算技术(比如Spark Streaming、Storm、Flink)使用的较多。但是在传统的MQ中间件使用场景中较少采用。

    Kafka、ActiveMQ、RabbitMQ、RocketMQ 有什么优缺点?

    ActiveMQRabbitMQRocketMQKafkaZeroMQ
    单机吞吐量比RabbitMQ低2.6w/s(消息做持久化)11.6w/s17.3w/s29w/s
    开发语言JavaErlangJavaScala/JavaC
    主要维护者ApacheMozilla/SpringAlibabaApacheiMatix,创始人已去世
    成熟度成熟成熟开源版本不够成熟比较成熟只有C、PHP等版本成熟
    订阅形式点对点(p2p)、广播(发布-订阅)提供了4种:direct, topic ,Headers和fanout。fanout就是广播模式基于topic/messageTag以及按照消息类型、属性进行正则匹配的发布订阅模式基于topic以及按照topic进行正则匹配的发布订阅模式点对点(p2p)
    持久化支持少量堆积支持少量堆积支持大量堆积支持大量堆积不支持
    顺序消息不支持不支持支持支持不支持
    性能稳定性一般较差很好
    集群方式支持简单集群模式,比如’主-备’,对高级集群模式支持不好。支持简单集群,'复制’模式,对高级集群模式支持不好。常用 多对’Master-Slave’ 模式,开源版本需手动切换Slave变成Master天然的‘Leader-Slave’无状态集群,每台服务器既是Master也是Slave不支持
    管理界面一般较好一般

    综上,各种对比之后,有如下建议:

    一般的业务系统要引入 MQ,最早大家都用 ActiveMQ,但是现在确实大家用的不多了,没经过大规模吞吐量场景的验证,社区也不是很活跃,所以大家还是算了吧,我个人不推荐用这个了;

    后来大家开始用 RabbitMQ,但是确实 erlang 语言阻止了大量的 Java 工程师去深入研究和掌控它,对公司而言,几乎处于不可控的状态,但是确实人家是开源的,比较稳定的支持,活跃度也高;

    不过现在确实越来越多的公司会去用 RocketMQ,确实很不错,毕竟是阿里出品,但社区可能有突然黄掉的风险(目前 RocketMQ 已捐给 Apache,但 GitHub 上的活跃度其实不算高)对自己公司技术实力有绝对自信的,推荐用 RocketMQ,否则回去老老实实用 RabbitMQ 吧,人家有活跃的开源社区,绝对不会黄。

    所以中小型公司,技术实力较为一般,技术挑战不是特别高,用 RabbitMQ 是不错的选择;大型公司,基础架构研发实力较强,用 RocketMQ 是很好的选择。

    如果是大数据领域的实时计算、日志采集等场景,用 Kafka 是业内标准的,绝对没问题,社区活跃度很高,绝对不会黄,何况几乎是全世界这个领域的事实性规范。

    MQ 有哪些常见问题?如何解决这些问题?

    MQ 的常见问题有:

    1. 消息的顺序问题
    2. 消息的重复问题

    消息的顺序问题

    消息有序指的是可以按照消息的发送顺序来消费。

    假如生产者产生了 2 条消息:M1、M2,假定 M1 发送到 S1,M2 发送到 S2,如果要保证 M1 先于 M2 被消费,怎么做?

    img

    解决方案:

    (1)保证生产者 - MQServer - 消费者是一对一对一的关系

    img

    缺陷:

    • 并行度就会成为消息系统的瓶颈(吞吐量不够)
    • 更多的异常处理,比如:只要消费端出现问题,就会导致整个处理流程阻塞,我们不得不花费更多的精力来解决阻塞的问题。 (2)通过合理的设计或者将问题分解来规避。
    • 不关注乱序的应用实际大量存在
    • 队列无序并不意味着消息无序 所以从业务层面来保证消息的顺序而不仅仅是依赖于消息系统,是一种更合理的方式。

    消息的重复问题

    造成消息重复的根本原因是:网络不可达。

    所以解决这个问题的办法就是绕过这个问题。那么问题就变成了:如果消费端收到两条一样的消息,应该怎样处理?

    消费端处理消息的业务逻辑保持幂等性。只要保持幂等性,不管来多少条重复消息,最后处理的结果都一样。保证每条消息都有唯一编号且保证消息处理成功与去重表的日志同时出现。利用一张日志表来记录已经处理成功的消息的 ID,如果新到的消息 ID 已经在日志表中,那么就不再处理这条消息。

    什么是RabbitMQ?

    RabbitMQ是一款开源的,Erlang编写的,基于AMQP协议的消息中间件

    rabbitmq 的使用场景

    (1)服务间异步通信

    (2)顺序消费

    (3)定时任务

    (4)请求削峰

    RabbitMQ基本概念

    • Broker: 简单来说就是消息队列服务器实体
    • Exchange: 消息交换机,它指定消息按什么规则,路由到哪个队列
    • Queue: 消息队列载体,每个消息都会被投入到一个或多个队列
    • Binding: 绑定,它的作用就是把exchange和queue按照路由规则绑定起来
    • Routing Key: 路由关键字,exchange根据这个关键字进行消息投递
    • VHost: vhost 可以理解为虚拟 broker ,即 mini-RabbitMQ server。其内部均含有独立的 queue、exchange 和 binding 等,但最最重要的是,其拥有独立的权限系统,可以做到 vhost 范围的用户控制。当然,从 RabbitMQ 的全局角度,vhost 可以作为不同权限隔离的手段(一个典型的例子就是不同的应用可以跑在不同的 vhost 中)。
    • Producer: 消息生产者,就是投递消息的程序
    • Consumer: 消息消费者,就是接受消息的程序
    • Channel: 消息通道,在客户端的每个连接里,可建立多个channel,每个channel代表一个会话任务

    由Exchange、Queue、RoutingKey三个才能决定一个从Exchange到Queue的唯一的线路。

    RabbitMQ的工作模式

    一.simple模式(即最简单的收发模式)

    img

    1.消息产生消息,将消息放入队列

    2.消息的消费者(consumer) 监听 消息队列,如果队列中有消息,就消费掉,消息被拿走后,自动从队列中删除(隐患 消息可能没有被消费者正确处理,已经从队列中消失了,造成消息的丢失,这里可以设置成手动的ack,但如果设置成手动ack,处理完后要及时发送ack消息给队列,否则会造成内存溢出)。

    二.work工作模式(资源的竞争)

    img

    1.消息产生者将消息放入队列消费者可以有多个,消费者1,消费者2同时监听同一个队列,消息被消费。C1 C2共同争抢当前的消息队列内容,谁先拿到谁负责消费消息(隐患:高并发情况下,默认会产生某一个消息被多个消费者共同使用,可以设置一个开关(syncronize) 保证一条消息只能被一个消费者使用)。

    三.publish/subscribe发布订阅(共享资源)

    img

    1、每个消费者监听自己的队列;

    2、生产者将消息发给broker,由交换机将消息转发到绑定此交换机的每个队列,每个绑定交换机的队列都将接收到消息。

    四.routing路由模式

    img

    1.消息生产者将消息发送给交换机按照路由判断,路由是字符串(info) 当前产生的消息携带路由字符(对象的方法),交换机根据路由的key,只能匹配上路由key对应的消息队列,对应的消费者才能消费消息;

    2.根据业务功能定义路由字符串

    3.从系统的代码逻辑中获取对应的功能字符串,将消息任务扔到对应的队列中。

    4.业务场景:error 通知;EXCEPTION;错误通知的功能;传统意义的错误通知;客户通知;利用key路由,可以将程序中的错误封装成消息传入到消息队列中,开发者可以自定义消费者,实时接收错误;

    五.topic 主题模式(路由模式的一种)

    img

    1.星号井号代表通配符

    2.星号代表多个单词,井号代表一个单词

    3.路由功能添加模糊匹配

    4.消息产生者产生消息,把消息交给交换机

    5.交换机根据key的规则模糊匹配到对应的队列,由队列的监听消费者接收消息消费

    (在我的理解看来就是routing查询的一种模糊匹配,就类似sql的模糊查询方式)

    如何保证RabbitMQ消息的顺序性?

    拆分多个 queue,每个 queue 一个 consumer,就是多一些 queue 而已,确实是麻烦点;或者就一个 queue 但是对应一个 consumer,然后这个 consumer 内部用内存队列做排队,然后分发给底层不同的 worker 来处理。

    消息如何分发?

    若该队列至少有一个消费者订阅,消息将以循环(round-robin)的方式发送给消费者。每条消息只会分发给一个订阅的消费者(前提是消费者能够正常处理消息并进行确认)。通过路由可实现多消费的功能

    消息怎么路由?

    消息提供方->路由->一至多个队列消息发布到交换器时,消息将拥有一个路由键(routing key),在消息创建时设定。通过队列路由键,可以把队列绑定到交换器上。消息到达交换器后,RabbitMQ 会将消息的路由键与队列的路由键进行匹配(针对不同的交换器有不同的路由规则);

    常用的交换器主要分为一下三种:

    fanout:如果交换器收到消息,将会广播到所有绑定的队列上

    direct:如果路由键完全匹配,消息就被投递到相应的队列

    topic:可以使来自不同源头的消息能够到达同一个队列。 使用 topic 交换器时,可以使用通配符

    消息基于什么传输?

    由于 TCP 连接的创建和销毁开销较大,且并发数受系统资源限制,会造成性能瓶颈。RabbitMQ 使用信道的方式来传输数据。信道是建立在真实的 TCP 连接内的虚拟连接,且每条 TCP 连接上的信道数量没有限制。

    如何保证消息不被重复消费?或者说,如何保证消息消费时的幂等性?

    先说为什么会重复消费:正常情况下,消费者在消费消息的时候,消费完毕后,会发送一个确认消息给消息队列,消息队列就知道该消息被消费了,就会将该消息从消息队列中删除;

    但是因为网络传输等等故障,确认信息没有传送到消息队列,导致消息队列不知道自己已经消费过该消息了,再次将消息分发给其他的消费者。

    针对以上问题,一个解决思路是:保证消息的唯一性,就算是多次传输,不要让消息的多次消费带来影响;保证消息等幂性;

    比如:在写入消息队列的数据做唯一标示,消费消息时,根据唯一标识判断是否消费过;

    假设你有个系统,消费一条消息就往数据库里插入一条数据,要是你一个消息重复两次,你不就插入了两条,这数据不就错了?但是你要是消费到第二次的时候,自己判断一下是否已经消费过了,若是就直接扔了,这样不就保留了一条数据,从而保证了数据的正确性。

    如何确保消息正确地发送至 RabbitMQ? 如何确保消息接收方消费了消息?

    发送方确认模式

    将信道设置成 confirm 模式(发送方确认模式),则所有在信道上发布的消息都会被指派一个唯一的 ID。

    一旦消息被投递到目的队列后,或者消息被写入磁盘后(可持久化的消息),信道会发送一个确认给生产者(包含消息唯一 ID)。

    如果 RabbitMQ 发生内部错误从而导致消息丢失,会发送一条 nack(notacknowledged,未确认)消息。

    发送方确认模式是异步的,生产者应用程序在等待确认的同时,可以继续发送消息。当确认消息到达生产者应用程序,生产者应用程序的回调方法就会被触发来处理确认消息。

    接收方确认机制

    消费者接收每一条消息后都必须进行确认(消息接收和消息确认是两个不同操作)。只有消费者确认了消息,RabbitMQ 才能安全地把消息从队列中删除。

    这里并没有用到超时机制,RabbitMQ 仅通过 Consumer 的连接中断来确认是否需要重新发送消息。也就是说,只要连接不中断,RabbitMQ 给了 Consumer 足够长的时间来处理消息。保证数据的最终一致性;

    下面罗列几种特殊情况

    • 如果消费者接收到消息,在确认之前断开了连接或取消订阅,RabbitMQ 会认为消息没有被分发,然后重新分发给下一个订阅的消费者。(可能存在消息重复消费的隐患,需要去重)
    • 如果消费者接收到消息却没有确认消息,连接也未断开,则 RabbitMQ 认为该消费者繁忙,将不会给该消费者分发更多的消息。

    如何保证RabbitMQ消息的可靠传输?

    消息不可靠的情况可能是消息丢失,劫持等原因;

    丢失又分为:生产者丢失消息、消息列表丢失消息、消费者丢失消息;

    生产者丢失消息:从生产者弄丢数据这个角度来看,RabbitMQ提供transaction和confirm模式来确保生产者不丢消息;

    transaction机制就是说:发送消息前,开启事务(channel.txSelect()),然后发送消息,如果发送过程中出现什么异常,事务就会回滚(channel.txRollback()),如果发送成功则提交事务(channel.txCommit())。然而,这种方式有个缺点:吞吐量下降;

    confirm模式用的居多:一旦channel进入confirm模式,所有在该信道上发布的消息都将会被指派一个唯一的ID(从1开始),一旦消息被投递到所有匹配的队列之后;

    rabbitMQ就会发送一个ACK给生产者(包含消息的唯一ID),这就使得生产者知道消息已经正确到达目的队列了;

    如果rabbitMQ没能处理该消息,则会发送一个Nack消息给你,你可以进行重试操作。

    消息队列丢数据:消息持久化。

    处理消息队列丢数据的情况,一般是开启持久化磁盘的配置。

    这个持久化配置可以和confirm机制配合使用,你可以在消息持久化磁盘后,再给生产者发送一个Ack信号。

    这样,如果消息持久化磁盘之前,rabbitMQ阵亡了,那么生产者收不到Ack信号,生产者会自动重发。

    那么如何持久化呢?

    这里顺便说一下吧,其实也很容易,就下面两步

    1. 将queue的持久化标识durable设置为true,则代表是一个持久的队列
    2. 发送消息的时候将deliveryMode=2

    这样设置以后,即使rabbitMQ挂了,重启后也能恢复数据

    消费者丢失消息:消费者丢数据一般是因为采用了自动确认消息模式,改为手动确认消息即可!

    消费者在收到消息之后,处理消息之前,会自动回复RabbitMQ已收到消息;

    如果这时处理消息失败,就会丢失该消息;

    解决方案:处理消息成功后,手动回复确认消息。

    为什么不应该对所有的 message 都使用持久化机制?

    首先,必然导致性能的下降,因为写磁盘比写 RAM 慢的多,message 的吞吐量可能有 10 倍的差距。

    其次,message 的持久化机制用在 RabbitMQ 的内置 cluster 方案时会出现“坑爹”问题。矛盾点在于,若 message 设置了 persistent 属性,但 queue 未设置 durable 属性,那么当该 queue 的 owner node 出现异常后,在未重建该 queue 前,发往该 queue 的 message 将被 blackholed ;若 message 设置了 persistent 属性,同时 queue 也设置了 durable 属性,那么当 queue 的 owner node 异常且无法重启的情况下,则该 queue 无法在其他 node 上重建,只能等待其 owner node 重启后,才能恢复该 queue 的使用,而在这段时间内发送给该 queue 的 message 将被 blackholed 。

    所以,是否要对 message 进行持久化,需要综合考虑性能需要,以及可能遇到的问题。若想达到 100,000 条/秒以上的消息吞吐量(单 RabbitMQ 服务器),则要么使用其他的方式来确保 message 的可靠 delivery ,要么使用非常快速的存储系统以支持全持久化(例如使用 SSD)。另外一种处理原则是:仅对关键消息作持久化处理(根据业务重要程度),且应该保证关键消息的量不会导致性能瓶颈。

    如何保证高可用的?RabbitMQ 的集群

    RabbitMQ 是比较有代表性的,因为是基于主从(非分布式)做高可用性的,我们就以 RabbitMQ 为例子讲解第一种 MQ 的高可用性怎么实现。RabbitMQ 有三种模式:单机模式、普通集群模式、镜像集群模式。

    单机模式,就是 Demo 级别的,一般就是你本地启动了玩玩儿的?,没人生产用单机模式

    普通集群模式,意思就是在多台机器上启动多个 RabbitMQ 实例,每个机器启动一个。你创建的 queue,只会放在一个 RabbitMQ 实例上,但是每个实例都同步 queue 的元数据(元数据可以认为是 queue 的一些配置信息,通过元数据,可以找到 queue 所在实例)。你消费的时候,实际上如果连接到了另外一个实例,那么那个实例会从 queue 所在实例上拉取数据过来。这方案主要是提高吞吐量的,就是说让集群中多个节点来服务某个 queue 的读写操作。

    镜像集群模式:这种模式,才是所谓的 RabbitMQ 的高可用模式。跟普通集群模式不一样的是,在镜像集群模式下,你创建的 queue,无论元数据还是 queue 里的消息都会存在于多个实例上,就是说,每个 RabbitMQ 节点都有这个 queue 的一个完整镜像,包含 queue 的全部数据的意思。然后每次你写消息到 queue 的时候,都会自动把消息同步到多个实例的 queue 上。RabbitMQ 有很好的管理控制台,就是在后台新增一个策略,这个策略是镜像集群模式的策略,指定的时候是可以要求数据同步到所有节点的,也可以要求同步到指定数量的节点,再次创建 queue 的时候,应用这个策略,就会自动将数据同步到其他的节点上去了。这样的话,好处在于,你任何一个机器宕机了,没事儿,其它机器(节点)还包含了这个 queue 的完整数据,别的 consumer 都可以到其它节点上去消费数据。坏处在于,第一,这个性能开销也太大了吧,消息需要同步到所有机器上,导致网络带宽压力和消耗很重!RabbitMQ 一个 queue 的数据都是放在一个节点里的,镜像集群下,也是每个节点都放这个 queue 的完整数据。

    如何解决消息队列的延时以及过期失效问题?消息队列满了以后该怎么处理?有几百万消息持续积压几小时,说说怎么解决?

    消息积压处理办法:临时紧急扩容:

    先修复 consumer 的问题,确保其恢复消费速度,然后将现有 cnosumer 都停掉。
    新建一个 topic,partition 是原来的 10 倍,临时建立好原先 10 倍的 queue 数量。
    然后写一个临时的分发数据的 consumer 程序,这个程序部署上去消费积压的数据,消费之后不做耗时的处理,直接均匀轮询写入临时建立好的 10 倍数量的 queue。
    接着临时征用 10 倍的机器来部署 consumer,每一批 consumer 消费一个临时 queue 的数据。这种做法相当于是临时将 queue 资源和 consumer 资源扩大 10 倍,以正常的 10 倍速度来消费数据。
    等快速消费完积压数据之后,得恢复原先部署的架构,重新用原先的 consumer 机器来消费消息。
    MQ中消息失效:假设你用的是 RabbitMQ,RabbtiMQ 是可以设置过期时间的,也就是 TTL。如果消息在 queue 中积压超过一定的时间就会被 RabbitMQ 给清理掉,这个数据就没了。那这就是第二个坑了。这就不是说数据会大量积压在 mq 里,而是大量的数据会直接搞丢。我们可以采取一个方案,就是批量重导,这个我们之前线上也有类似的场景干过。就是大量积压的时候,我们当时就直接丢弃数据了,然后等过了高峰期以后,比如大家一起喝咖啡熬夜到晚上12点以后,用户都睡觉了。这个时候我们就开始写程序,将丢失的那批数据,写个临时程序,一点一点的查出来,然后重新灌入 mq 里面去,把白天丢的数据给他补回来。也只能是这样了。假设 1 万个订单积压在 mq 里面,没有处理,其中 1000 个订单都丢了,你只能手动写程序把那 1000 个订单给查出来,手动发到 mq 里去再补一次。

    mq消息队列块满了:如果消息积压在 mq 里,你很长时间都没有处理掉,此时导致 mq 都快写满了,咋办?这个还有别的办法吗?没有,谁让你第一个方案执行的太慢了,你临时写程序,接入数据来消费,消费一个丢弃一个,都不要了,快速消费掉所有的消息。然后走第二个方案,到了晚上再补数据吧。

    设计MQ思路

    比如说这个消息队列系统,我们从以下几个角度来考虑一下:

    首先这个 mq 得支持可伸缩性吧,就是需要的时候快速扩容,就可以增加吞吐量和容量,那怎么搞?设计个分布式的系统呗,参照一下 kafka 的设计理念,broker -> topic -> partition,每个 partition 放一个机器,就存一部分数据。如果现在资源不够了,简单啊,给 topic 增加 partition,然后做数据迁移,增加机器,不就可以存放更多数据,提供更高的吞吐量了?

    其次你得考虑一下这个 mq 的数据要不要落地磁盘吧?那肯定要了,落磁盘才能保证别进程挂了数据就丢了。那落磁盘的时候怎么落啊?顺序写,这样就没有磁盘随机读写的寻址开销,磁盘顺序读写的性能是很高的,这就是 kafka 的思路。

    其次你考虑一下你的 mq 的可用性啊?这个事儿,具体参考之前可用性那个环节讲解的 kafka 的高可用保障机制。多副本 -> leader & follower -> broker 挂了重新选举 leader 即可对外服务。

    能不能支持数据 0 丢失啊?可以的,参考我们之前说的那个 kafka 数据零丢失方案。

    展开全文
  • 中加入相应的依赖就好了,如果不使用maven的可以自己去官网下载相应的jar,到项目WEB-INF/lib目录。关于maven的学习大家可以看 慕课网的视频教程 ,这里就不展开了。我把项目用到的jar都写在下面,版本都不是...

    本文发表于2016年6月,写于作者学生时期。文中使用到的技术和框架可能不是当下最佳实践,甚至很不“优雅”。但对于刚接触JavaEE和Spring的同学来说,还是能有很多收获的,大牛轻拍= =

    我们看招聘信息的时候,经常会看到这一点,需要具备SSH框架的技能;而且在大部分教学课堂中,也会把SSH作为最核心的教学内容。
    但是,我们在实际应用中发现,SpringMVC可以完全替代Struts,配合注解的方式,编程非常快捷,而且通过restful风格定义url,让地址看起来非常优雅。
    另外,MyBatis也可以替换Hibernate,正因为MyBatis的半自动特点,我们程序猿可以完全掌控SQL,这会让有数据库经验的程序猿能开发出高效率的SQL语句,而且XML配置管理起来也非常方便。
    好了,如果你也认同我的看法,那么下面我们一起来做整合吧!

    在写代码之前我们先了解一下这三个框架分别是干什么的?
    相信大以前也看过不少这些概念,我这就用大白话来讲,如果之前有了解过可以跳过这一大段,直接看代码!

    1. SpringMVC:它用于web层,相当于controller(等价于传统的servlet和struts的action),用来处理用户请求。举个例子,用户在地址栏输入http://网站域名/login,那么springmvc就会拦截到这个请求,并且调用controller层中相应的方法,(中间可能包含验证用户名和密码的业务逻辑,以及查询数据库操作,但这些都不是springmvc的职责),最终把结果返回给用户,并且返回相应的页面(当然也可以只返回json/xml等格式数据)。springmvc就是做前面和后面过程的活,与用户打交道!!

    2. Spring:太强大了,以至于我无法用一个词或一句话来概括它。但与我们平时开发接触最多的估计就是IOC容器,它可以装载bean(也就是我们java中的类,当然也包括service dao里面的),有了这个机制,我们就不用在每次使用这个类的时候为它初始化,很少看到关键字new。另外spring的aop,事务管理等等都是我们经常用到的。

    3. MyBatis:如果你问我它跟鼎鼎大名的Hibernate有什么区别?我只想说,他更符合我的需求。第一,它能自由控制sql,这会让有数据库经验的人(当然不是说我啦捂脸)编写的代码能搞提升数据库访问的效率。第二,它可以使用xml的方式来组织管理我们的sql,因为一般程序出错很多情况下是sql出错,别人接手代码后能快速找到出错地方,甚至可以优化原来写的sql。


    SSM框架整合配置

    好了,前面bb那么多,下面我们真正开始敲代码了~

    首先我们打开IED,我这里用的是eclipse(你们应该也是用的这个,对吗?),创建一个动态web项目,建立好相应的目录结构(重点!)

    项目结构图

    (打了马赛克是因为这里还用不到,你们不要那么污好不好?)

    我说一下每个目录都有什么用吧(第一次画表格,我发现markdown的表格语法很不友好呀~)
    这个目录结构同时也遵循maven的目录规范~

    文件名作用
    src根目录,没什么好说的,下面有main和test。
    - main主要目录,可以放java代码和一些资源文件。
    - - java存放我们的java代码,这个文件夹要使用Build Path -> Use as Source Folder,这样看包结构会方便很多,新建的包就相当于在这里新建文件夹咯。
    - - resources存放资源文件,譬如各种的spring,mybatis,log配置文件。
    - - - mapper存放dao中每个方法对应的sql,在这里配置,无需写daoImpl。
    - - - spring这里当然是存放spring相关的配置文件,有dao service web三层。
    - - - sql其实这个可以没有,但是为了项目完整性还是加上吧。
    - - - webapp这个貌似是最熟悉的目录了,用来存放我们前端的静态资源,如jsp js css。
    - - - - resources这里的资源是指项目的静态资源,如js css images等。
    - - - - WEB-INF很重要的一个目录,外部浏览器无法访问,只有羡慕内部才能访问,可以把jsp放在这里,另外就是web.xml了。你可能有疑问了,为什么上面java中的resources里面的配置文件不妨在这里,那么是不是会被外部窃取到?你想太多了,部署时候基本上只有webapp里的会直接输出到根目录,其他都会放入WEB-INF里面,项目内部依然可以使用classpath:XXX来访问,好像IDE里可以设置部署输出目录,这里扯远了~
    - test这里是测试分支。
    - - java测试java代码,应遵循包名相同的原则,这个文件夹同样要使用Build Path -> Use as Source Folder,这样看包结构会方便很多。
    - - resources没什么好说的,好像也很少用到,但这个是maven的规范。

    我先新建好几个必要的,并为大家讲解一下每个包的作用,顺便理清一下后台的思路~

    包结构图

    包名名称作用
    dao数据访问层(接口)与数据打交道,可以是数据库操作,也可以是文件读写操作,甚至是redis缓存操作,总之与数据操作有关的都放在这里,也有人叫做dal或者数据持久层都差不多意思。为什么没有daoImpl,因为我们用的是mybatis,所以可以直接在配置文件中实现接口的每个方法。
    entity实体类一般与数据库的表相对应,封装dao层取出来的数据为一个对象,也就是我们常说的pojo,一般只在dao层与service层之间传输。
    dto数据传输层刚学框架的人可能不明白这个有什么用,其实就是用于service层与web层之间传输,为什么不直接用entity(pojo)?其实在实际开发中发现,很多时间一个entity并不能满足我们的业务需求,可能呈现给用户的信息十分之多,这时候就有了dto,也相当于vo,记住一定不要把这个混杂在entity里面,答应我好吗?
    service业务逻辑(接口)写我们的业务逻辑,也有人叫bll,在设计业务接口时候应该站在“使用者”的角度。额,不要问我为什么这里没显示!IDE调皮我也拿它没办法~
    serviceImpl业务逻辑(实现)实现我们业务接口,一般事务控制是写在这里,没什么好说的。
    web控制器springmvc就是在这里发挥作用的,一般人叫做controller控制器,相当于struts中的action。

    还有最后一步基础工作,导入我们相应的jar包,我使用的是maven来管理我们的jar,所以只需要在pom.xml中加入相应的依赖就好了,如果不使用maven的可以自己去官网下载相应的jar,放到项目WEB-INF/lib目录下。关于maven的学习大家可以看慕课网的视频教程,这里就不展开了。我把项目用到的jar都写在下面,版本都不是最新的,大家有经验的话可以自己调整版本号。另外,所有jar都会与项目一起打包放到我的github上,喜欢的给个star吧~

    pom.xml

    <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 http://maven.apache.org/maven-v4_0_0.xsd">
    	<modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    	<groupId>com.soecode.ssm</groupId>
    	<artifactId>ssm</artifactId>
    	<packaging>war</packaging>
    	<version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
    	<name>ssm Maven Webapp</name>
    	<url>http://github.com/liyifeng1994/ssm</url>
    	<dependencies>
    		<!-- 单元测试 -->
    		<dependency>
    			<groupId>junit</groupId>
    			<artifactId>junit</artifactId>
    			<version>4.11</version>
    		</dependency>
    
    		<!-- 1.日志 -->
    		<!-- 实现slf4j接口并整合 -->
    		<dependency>
    			<groupId>ch.qos.logback</groupId>
    			<artifactId>logback-classic</artifactId>
    			<version>1.1.1</version>
    		</dependency>
    
    		<!-- 2.数据库 -->
    		<dependency>
    			<groupId>mysql</groupId>
    			<artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
    			<version>5.1.37</version>
    			<scope>runtime</scope>
    		</dependency>
    		<dependency>
    			<groupId>c3p0</groupId>
    			<artifactId>c3p0</artifactId>
    			<version>0.9.1.2</version>
    		</dependency>
    
    		<!-- DAO: MyBatis -->
    		<dependency>
    			<groupId>org.mybatis</groupId>
    			<artifactId>mybatis</artifactId>
    			<version>3.3.0</version>
    		</dependency>
    		<dependency>
    			<groupId>org.mybatis</groupId>
    			<artifactId>mybatis-spring</artifactId>
    			<version>1.2.3</version>
    		</dependency>
    
    		<!-- 3.Servlet web -->
    		<dependency>
    			<groupId>taglibs</groupId>
    			<artifactId>standard</artifactId>
    			<version>1.1.2</version>
    		</dependency>
    		<dependency>
    			<groupId>jstl</groupId>
    			<artifactId>jstl</artifactId>
    			<version>1.2</version>
    		</dependency>
    		<dependency>
    			<groupId>com.fasterxml.jackson.core</groupId>
    			<artifactId>jackson-databind</artifactId>
    			<version>2.5.4</version>
    		</dependency>
    		<dependency>
    			<groupId>javax.servlet</groupId>
    			<artifactId>javax.servlet-api</artifactId>
    			<version>3.1.0</version>
    		</dependency>
    
    		<!-- 4.Spring -->
    		<!-- 1)Spring核心 -->
    		<dependency>
    			<groupId>org.springframework</groupId>
    			<artifactId>spring-core</artifactId>
    			<version>4.1.7.RELEASE</version>
    		</dependency>
    		<dependency>
    			<groupId>org.springframework</groupId>
    			<artifactId>spring-beans</artifactId>
    			<version>4.1.7.RELEASE</version>
    		</dependency>
    		<dependency>
    			<groupId>org.springframework</groupId>
    			<artifactId>spring-context</artifactId>
    			<version>4.1.7.RELEASE</version>
    		</dependency>
    		<!-- 2)Spring DAO层 -->
    		<dependency>
    			<groupId>org.springframework</groupId>
    			<artifactId>spring-jdbc</artifactId>
    			<version>4.1.7.RELEASE</version>
    		</dependency>
    		<dependency>
    			<groupId>org.springframework</groupId>
    			<artifactId>spring-tx</artifactId>
    			<version>4.1.7.RELEASE</version>
    		</dependency>
    		<!-- 3)Spring web -->
    		<dependency>
    			<groupId>org.springframework</groupId>
    			<artifactId>spring-web</artifactId>
    			<version>4.1.7.RELEASE</version>
    		</dependency>
    		<dependency>
    			<groupId>org.springframework</groupId>
    			<artifactId>spring-webmvc</artifactId>
    			<version>4.1.7.RELEASE</version>
    		</dependency>
    		<!-- 4)Spring test -->
    		<dependency>
    			<groupId>org.springframework</groupId>
    			<artifactId>spring-test</artifactId>
    			<version>4.1.7.RELEASE</version>
    		</dependency>
    
    		<!-- redis客户端:Jedis -->
    		<dependency>
    			<groupId>redis.clients</groupId>
    			<artifactId>jedis</artifactId>
    			<version>2.7.3</version>
    		</dependency>
    		<dependency>
    			<groupId>com.dyuproject.protostuff</groupId>
    			<artifactId>protostuff-core</artifactId>
    			<version>1.0.8</version>
    		</dependency>
    		<dependency>
    			<groupId>com.dyuproject.protostuff</groupId>
    			<artifactId>protostuff-runtime</artifactId>
    			<version>1.0.8</version>
    		</dependency>
    
    		<!-- Map工具类 -->
    		<dependency>
    			<groupId>commons-collections</groupId>
    			<artifactId>commons-collections</artifactId>
    			<version>3.2</version>
    		</dependency>
    	</dependencies>
    	<build>
    		<finalName>ssm</finalName>
    	</build>
    </project>
    
    

    下面真的要开始进行编码工作了,坚持到这里辛苦大家了~

    第一步:我们先在spring文件夹里新建spring-dao.xml文件,因为spring的配置太多,我们这里分三层,分别是dao service web。

    1. 读入数据库连接相关参数(可选)
    2. 配置数据连接池
    3. 配置连接属性,可以不读配置项文件直接在这里写死
    4. 配置c3p0,只配了几个常用的
    5. 配置SqlSessionFactory对象(mybatis)
    6. 扫描dao层接口,动态实现dao接口,也就是说不需要daoImpl,sql和参数都写在xml文件上

    spring-dao.xml

    <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
    <beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
    	xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
    	xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
    	http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd
    	http://www.springframework.org/schema/context
    	http://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd">
    	<!-- 配置整合mybatis过程 -->
    	<!-- 1.配置数据库相关参数properties的属性:${url} -->
    	<context:property-placeholder location="classpath:jdbc.properties" />
    
    	<!-- 2.数据库连接池 -->
    	<bean id="dataSource" class="com.mchange.v2.c3p0.ComboPooledDataSource">
    		<!-- 配置连接池属性 -->
    		<property name="driverClass" value="${jdbc.driver}" />
    		<property name="jdbcUrl" value="${jdbc.url}" />
    		<property name="user" value="${jdbc.username}" />
    		<property name="password" value="${jdbc.password}" />
    
    		<!-- c3p0连接池的私有属性 -->
    		<property name="maxPoolSize" value="30" />
    		<property name="minPoolSize" value="10" />
    		<!-- 关闭连接后不自动commit -->
    		<property name="autoCommitOnClose" value="false" />
    		<!-- 获取连接超时时间 -->
    		<property name="checkoutTimeout" value="10000" />
    		<!-- 当获取连接失败重试次数 -->
    		<property name="acquireRetryAttempts" value="2" />
    	</bean>
    
    	<!-- 3.配置SqlSessionFactory对象 -->
    	<bean id="sqlSessionFactory" class="org.mybatis.spring.SqlSessionFactoryBean">
    		<!-- 注入数据库连接池 -->
    		<property name="dataSource" ref="dataSource" />
    		<!-- 配置MyBaties全局配置文件:mybatis-config.xml -->
    		<property name="configLocation" value="classpath:mybatis-config.xml" />
    		<!-- 扫描entity包 使用别名 -->
    		<property name="typeAliasesPackage" value="com.soecode.lyf.entity" />
    		<!-- 扫描sql配置文件:mapper需要的xml文件 -->
    		<property name="mapperLocations" value="classpath:mapper/*.xml" />
    	</bean>
    
    	<!-- 4.配置扫描Dao接口包,动态实现Dao接口,注入到spring容器中 -->
    	<bean class="org.mybatis.spring.mapper.MapperScannerConfigurer">
    		<!-- 注入sqlSessionFactory -->
    		<property name="sqlSessionFactoryBeanName" value="sqlSessionFactory" />
    		<!-- 给出需要扫描Dao接口包 -->
    		<property name="basePackage" value="com.soecode.lyf.dao" />
    	</bean>
    </beans>
    

    因为数据库配置相关参数是读取配置文件,所以在resources文件夹里新建一个jdbc.properties文件,存放我们4个最常见的数据库连接属性,这是我本地的,大家记得修改呀~还有喜欢传到github上“大头虾们”记得删掉密码,不然别人就很容易得到你服务器的数据库配置信息,然后干一些羞羞的事情,你懂的!!

    jdbc.properties

    jdbc.driver=com.mysql.jdbc.Driver
    jdbc.url=jdbc:mysql://localhost:3307/ssm?useUnicode=true&characterEncoding=utf8
    jdbc.username=root
    jdbc.password=
    

    友情提示:配置文件中的jdbc.username,如果写成username,可能会与系统环境中的username变量冲突,所以到时候真正连接数据库的时候,用户名就被替换成系统中的用户名(有得可能是administrator),那肯定是连接不成功的,这里有个小坑,我被坑了一晚上!!

    因为这里用到了mybatis,所以需要配置mybatis核心文件,在recources文件夹里新建mybatis-config.xml文件。

    1. 使用自增主键
    2. 使用列别名
    3. 开启驼峰命名转换 create_time -> createTime

    mybatis-config.xml

    <?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
    <!DOCTYPE configuration
      PUBLIC "-//mybatis.org//DTD Config 3.0//EN"
      "http://mybatis.org/dtd/mybatis-3-config.dtd">
    <configuration>
    	<!-- 配置全局属性 -->
    	<settings>
    		<!-- 使用jdbc的getGeneratedKeys获取数据库自增主键值 -->
    		<setting name="useGeneratedKeys" value="true" />
    
    		<!-- 使用列别名替换列名 默认:true -->
    		<setting name="useColumnLabel" value="true" />
    
    		<!-- 开启驼峰命名转换:Table{create_time} -> Entity{createTime} -->
    		<setting name="mapUnderscoreToCamelCase" value="true" />
    	</settings>
    </configuration>
    

    第二步:刚弄好dao层,接下来到service层了。在spring文件夹里新建spring-service.xml文件。

    1. 扫描service包所有注解 @Service
    2. 配置事务管理器,把事务管理交由spring来完成
    3. 配置基于注解的声明式事务,可以直接在方法上@Transaction

    spring-service.xml

    <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
    <beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
    	xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" 
    	xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
    	xmlns:tx="http://www.springframework.org/schema/tx"
    	xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
    	http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd
    	http://www.springframework.org/schema/context
    	http://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd
    	http://www.springframework.org/schema/tx
    	http://www.springframework.org/schema/tx/spring-tx.xsd">
    	<!-- 扫描service包下所有使用注解的类型 -->
    	<context:component-scan base-package="com.soecode.lyf.service" />
    
    	<!-- 配置事务管理器 -->
    	<bean id="transactionManager"
    		class="org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager">
    		<!-- 注入数据库连接池 -->
    		<property name="dataSource" ref="dataSource" />
    	</bean>
    
    	<!-- 配置基于注解的声明式事务 -->
    	<tx:annotation-driven transaction-manager="transactionManager" />
    </beans>
    

    第三步:配置web层,在spring文件夹里新建spring-web.xml文件。

    1. 开启SpringMVC注解模式,可以使用@RequestMapping,@PathVariable,@ResponseBody等
    2. 对静态资源处理,如js,css,jpg等
    3. 配置jsp 显示ViewResolver,例如在controller中某个方法返回一个string类型的"login",实际上会返回"/WEB-INF/login.jsp"
    4. 扫描web层 @Controller

    spring-web.xml

    <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
    <beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
    	xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
    	xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
    	xmlns:mvc="http://www.springframework.org/schema/mvc" 
    	xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
    	http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd
    	http://www.springframework.org/schema/context
    	http://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd
    	http://www.springframework.org/schema/mvc
    	http://www.springframework.org/schema/mvc/spring-mvc-3.0.xsd">
    	<!-- 配置SpringMVC -->
    	<!-- 1.开启SpringMVC注解模式 -->
    	<!-- 简化配置: 
    		(1)自动注册DefaultAnootationHandlerMapping,AnotationMethodHandlerAdapter 
    		(2)提供一些列:数据绑定,数字和日期的format @NumberFormat, @DateTimeFormat, xml,json默认读写支持 
    	-->
    	<mvc:annotation-driven />
    	
    	<!-- 2.静态资源默认servlet配置
    		(1)加入对静态资源的处理:js,gif,png
    		(2)允许使用"/"做整体映射
    	 -->
    	 <mvc:default-servlet-handler/>
    	 
    	 <!-- 3.配置jsp 显示ViewResolver -->
    	 <bean class="org.springframework.web.servlet.view.InternalResourceViewResolver">
    	 	<property name="viewClass" value="org.springframework.web.servlet.view.JstlView" />
    	 	<property name="prefix" value="/WEB-INF/jsp/" />
    	 	<property name="suffix" value=".jsp" />
    	 </bean>
    	 
    	 <!-- 4.扫描web相关的bean -->
    	 <context:component-scan base-package="com.soecode.lyf.web" />
    </beans>
    

    第四步:最后就是修改web.xml文件了,它在webappWEB-INF下。

    web.xml

    <web-app xmlns="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
    	xsi:schemaLocation="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee
                          http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee/web-app_3_1.xsd"
    	version="3.1" metadata-complete="true">
    	<!-- 如果是用mvn命令生成的xml,需要修改servlet版本为3.1 -->
    	<!-- 配置DispatcherServlet -->
    	<servlet>
    		<servlet-name>seckill-dispatcher</servlet-name>
    		<servlet-class>org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet</servlet-class>
    		<!-- 配置springMVC需要加载的配置文件
    			spring-dao.xml,spring-service.xml,spring-web.xml
    			Mybatis - > spring -> springmvc
    		 -->
    		<init-param>
    			<param-name>contextConfigLocation</param-name>
    			<param-value>classpath:spring/spring-*.xml</param-value>
    		</init-param>
    	</servlet>
    	<servlet-mapping>
    		<servlet-name>seckill-dispatcher</servlet-name>
    		<!-- 默认匹配所有的请求 -->
    		<url-pattern>/</url-pattern>
    	</servlet-mapping>
    </web-app>
    
    

    我们在项目中经常会使用到日志,所以这里还有配置日志xml,在resources文件夹里新建logback.xml文件,所给出的日志输出格式也是最基本的控制台s呼出,大家有兴趣查看logback官方文档

    logback.xml

    <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
    <configuration debug="true">
    	<appender name="STDOUT" class="ch.qos.logback.core.ConsoleAppender">
    		<!-- encoders are by default assigned the type ch.qos.logback.classic.encoder.PatternLayoutEncoder -->
    		<encoder>
    			<pattern>%d{HH:mm:ss.SSS} [%thread] %-5level %logger{36} - %msg%n</pattern>
    		</encoder>
    	</appender>
    
    	<root level="debug">
    		<appender-ref ref="STDOUT" />
    	</root>
    </configuration>
    

    到目前为止,我们一共写了7个配置文件,我们一起来看下最终的配置文件结构图

    配置文件结构图


    SSM框架应用实例(图书管理系统)

    一开始想就这样结束教程,但是发现其实很多人都还不会把这个SSM框架用起来,特别是mybatis部分。那我现在就以最常见的“图书管理系统”中【查询图书】和【预约图书】业务来做一个demo吧!

    首先新建数据库名为ssm,再创建两张表:图书表book和预约图书表appointment,并且为book表初始化一些数据,sql如下。

    schema.sql

    -- 创建图书表
    CREATE TABLE `book` (
      `book_id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '图书ID',
      `name` varchar(100) NOT NULL COMMENT '图书名称',
      `number` int(11) NOT NULL COMMENT '馆藏数量',
      PRIMARY KEY (`book_id`)
    ) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=1000 DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='图书表'
    
    -- 初始化图书数据
    INSERT INTO `book` (`book_id`, `name`, `number`)
    VALUES
    	(1000, 'Java程序设计', 10),
    	(1001, '数据结构', 10),
    	(1002, '设计模式', 10),
    	(1003, '编译原理', 10)
    
    -- 创建预约图书表
    CREATE TABLE `appointment` (
      `book_id` bigint(20) NOT NULL COMMENT '图书ID',
      `student_id` bigint(20) NOT NULL COMMENT '学号',
      `appoint_time` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '预约时间' ,
      PRIMARY KEY (`book_id`, `student_id`),
      INDEX `idx_appoint_time` (`appoint_time`)
    ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='预约图书表'
    

    entity包中添加两个对应的实体,图书实体Book.java和预约图书实体Appointment.java

    Book.java

    package com.soecode.lyf.entity;
    
    public class Book {
    
    	private long bookId;// 图书ID
    
    	private String name;// 图书名称
    
    	private int number;// 馆藏数量
    
    	// 省略构造方法,getter和setter方法,toString方法
    
    }
    

    Appointment.java

    package com.soecode.lyf.entity;
    
    import java.util.Date;
    
    /**
     * 预约图书实体
     */
    public class Appointment {
    
    	private long bookId;// 图书ID
    
    	private long studentId;// 学号
    
    	private Date appointTime;// 预约时间
    
    	// 多对一的复合属性
    	private Book book;// 图书实体
    	
    	// 省略构造方法,getter和setter方法,toString方法
    
    }
    

    dao包新建接口BookDao.javaAppointment.java

    BookDao.java

    package com.soecode.lyf.dao;
    
    import java.util.List;
    
    import com.soecode.lyf.entity.Book;
    
    public interface BookDao {
    
    	/**
    	 * 通过ID查询单本图书
    	 * 
    	 * @param id
    	 * @return
    	 */
    	Book queryById(long id);
    
    	/**
    	 * 查询所有图书
    	 * 
    	 * @param offset 查询起始位置
    	 * @param limit 查询条数
    	 * @return
    	 */
    	List<Book> queryAll(@Param("offset") int offset, @Param("limit") int limit);
    
    	/**
    	 * 减少馆藏数量
    	 * 
    	 * @param bookId
    	 * @return 如果影响行数等于>1,表示更新的记录行数
    	 */
    	int reduceNumber(long bookId);
    }
    
    

    AppointmentDao.java

    package com.soecode.lyf.dao;
    
    import org.apache.ibatis.annotations.Param;
    
    import com.soecode.lyf.entity.Appointment;
    
    public interface AppointmentDao {
    
    	/**
    	 * 插入预约图书记录
    	 * 
    	 * @param bookId
    	 * @param studentId
    	 * @return 插入的行数
    	 */
    	int insertAppointment(@Param("bookId") long bookId, @Param("studentId") long studentId);
    
    	/**
    	 * 通过主键查询预约图书记录,并且携带图书实体
    	 * 
    	 * @param bookId
    	 * @param studentId
    	 * @return
    	 */
    	Appointment queryByKeyWithBook(@Param("bookId") long bookId, @Param("studentId") long studentId);
    
    }
    

    提示:这里为什么要给方法的参数添加@Param注解呢?是因为该方法有两个或以上的参数,一定要加,不然mybatis识别不了。上面的BookDao接口的queryById方法和reduceNumber方法只有一个参数book_id,所以可以不用加 @Param注解,当然加了也无所谓~


    注意,这里不需要实现dao接口不用编写daoImpl, mybatis会给我们动态实现,但是我们需要编写相应的mapper。
    mapper目录里新建两个文件BookDao.xmlAppointmentDao.xml,分别对应上面两个dao接口,代码如下。

    BookDao.xml

    <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
    <!DOCTYPE mapper
        PUBLIC "-//mybatis.org//DTD Mapper 3.0//EN"
        "http://mybatis.org/dtd/mybatis-3-mapper.dtd">
    <mapper namespace="com.soecode.lyf.dao.BookDao">
    	<!-- 目的:为dao接口方法提供sql语句配置 -->
    	<select id="queryById" resultType="Book" parameterType="long">
    		<!-- 具体的sql -->
    		SELECT
    			book_id,
    			name,
    			number
    		FROM
    			book
    		WHERE
    			book_id = #{bookId}
    	</select>
    	
    	<select id="queryAll" resultType="Book">
    		SELECT
    			book_id,
    			name,
    			number
    		FROM
    			book
    		ORDER BY
    			book_id
    		LIMIT #{offset}, #{limit}
    	</select>
    	
    	<update id="reduceNumber">
    		UPDATE book
    		SET number = number - 1
    		WHERE
    			book_id = #{bookId}
    		AND number > 0
    	</update>
    </mapper>
    

    AppointmentDao.xml

    <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
    <!DOCTYPE mapper
        PUBLIC "-//mybatis.org//DTD Mapper 3.0//EN"
        "http://mybatis.org/dtd/mybatis-3-mapper.dtd">
    <mapper namespace="com.soecode.lyf.dao.AppointmentDao">
    	<insert id="insertAppointment">
    		<!-- ignore 主键冲突,报错 -->
    		INSERT ignore INTO appointment (book_id, student_id)
    		VALUES (#{bookId}, #{studentId})
    	</insert>
    	
    	<select id="queryByKeyWithBook" resultType="Appointment">
    		<!-- 如何告诉MyBatis把结果映射到Appointment同时映射book属性 -->
    		<!-- 可以自由控制SQL -->
    		SELECT
    			a.book_id,
    			a.student_id,
    			a.appoint_time,
    			b.book_id "book.book_id",
    			b.`name` "book.name",
    			b.number "book.number"
    		FROM
    			appointment a
    		INNER JOIN book b ON a.book_id = b.book_id
    		WHERE
    			a.book_id = #{bookId}
    		AND a.student_id = #{studentId}
    	</select>
    </mapper>
    

    mapper总结namespace是该xml对应的接口全名,selectupdate中的id对应方法名,resultType是返回值类型,parameterType是参数类型(这个其实可选),最后#{...}中填写的是方法的参数,看懂了是不是很简单!!我也这么觉得~ 还有一个小技巧要交给大家,就是在返回Appointment对象包含了一个属性名为book的Book对象,那么可以使用"book.属性名"的方式来取值,看上面queryByKeyWithBook方法的sql。


    dao层写完了,接下来test对应的package写我们测试方法吧。
    因为我们之后会写很多测试方法,在测试前需要让程序读入spring-dao和mybatis等配置文件,所以我这里就抽离出来一个BaseTest类,只要是测试方法就继承它,这样那些繁琐的重复的代码就不用写那么多了~

    BaseTest.java

    package com.soecode.lyf;
    
    import org.junit.runner.RunWith;
    import org.springframework.test.context.ContextConfiguration;
    import org.springframework.test.context.junit4.SpringJUnit4ClassRunner;
    
    /**
     * 配置spring和junit整合,junit启动时加载springIOC容器 spring-test,junit
     */
    @RunWith(SpringJUnit4ClassRunner.class)
    // 告诉junit spring配置文件
    @ContextConfiguration({ "classpath:spring/spring-dao.xml", "classpath:spring/spring-service.xml" })
    public class BaseTest {
    
    }
    
    

    因为spring-serviceservice层的测试中会时候到,这里也一起引入算了!

    新建BookDaoTest.javaAppointmentDaoTest.java两个dao测试文件。

    BookDaoTest.java

    package com.soecode.lyf.dao;
    
    import java.util.List;
    
    import org.junit.Test;
    import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
    
    import com.soecode.lyf.BaseTest;
    import com.soecode.lyf.entity.Book;
    
    public class BookDaoTest extends BaseTest {
    
    	@Autowired
    	private BookDao bookDao;
    
    	@Test
    	public void testQueryById() throws Exception {
    		long bookId = 1000;
    		Book book = bookDao.queryById(bookId);
    		System.out.println(book);
    	}
    
    	@Test
    	public void testQueryAll() throws Exception {
    		List<Book> books = bookDao.queryAll(0, 4);
    		for (Book book : books) {
    			System.out.println(book);
    		}
    	}
    
    	@Test
    	public void testReduceNumber() throws Exception {
    		long bookId = 1000;
    		int update = bookDao.reduceNumber(bookId);
    		System.out.println("update=" + update);
    	}
    
    }
    

    BookDaoTest测试结果

    testQueryById
    testQueryById

    testQueryAll
    testQueryAll

    testReduceNumber
    testReduceNumber

    AppointmentDaoTest.java

    package com.soecode.lyf.dao;
    
    import org.junit.Test;
    import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
    
    import com.soecode.lyf.BaseTest;
    import com.soecode.lyf.entity.Appointment;
    
    public class AppointmentDaoTest extends BaseTest {
    
    	@Autowired
    	private AppointmentDao appointmentDao;
    
    	@Test
    	public void testInsertAppointment() throws Exception {
    		long bookId = 1000;
    		long studentId = 12345678910L;
    		int insert = appointmentDao.insertAppointment(bookId, studentId);
    		System.out.println("insert=" + insert);
    	}
    
    	@Test
    	public void testQueryByKeyWithBook() throws Exception {
    		long bookId = 1000;
    		long studentId = 12345678910L;
    		Appointment appointment = appointmentDao.queryByKeyWithBook(bookId, studentId);
    		System.out.println(appointment);
    		System.out.println(appointment.getBook());
    	}
    
    }
    

    AppointmentDaoTest测试结果

    testInsertAppointment
    testInsertAppointment

    testQueryByKeyWithBook
    testQueryByKeyWithBook


    嗯,到这里一切到很顺利那么我们继续service层的编码吧可能下面开始信息里比较大,大家要做好心理准备~

    首先,在写我们的控制器之前,我们先定义几个预约图书操作返回码的数据字典,也就是我们要返回给客户端的信息。我们这类使用枚举类,没听过的小伙伴要好好恶补一下了(我也是最近才学到的= =)

    预约业务操作返回码说明

    返回码说明
    1预约成功
    0库存不足
    -1重复预约
    -2系统异常

    新建一个包叫enums,在里面新建一个枚举类AppointStateEnum.java,用来定义预约业务的数据字典,没听懂没关系,我们直接看代码吧~是不是感觉有模有样了!

    AppointStateEnum.java

    package com.soecode.lyf.enums;
    
    /**
     * 使用枚举表述常量数据字典
     */
    public enum AppointStateEnum {
    
    	SUCCESS(1, "预约成功"), NO_NUMBER(0, "库存不足"), REPEAT_APPOINT(-1, "重复预约"), INNER_ERROR(-2, "系统异常");
    
    	private int state;
    
    	private String stateInfo;
    
    	private AppointStateEnum(int state, String stateInfo) {
    		this.state = state;
    		this.stateInfo = stateInfo;
    	}
    
    	public int getState() {
    		return state;
    	}
    
    	public String getStateInfo() {
    		return stateInfo;
    	}
    
    	public static AppointStateEnum stateOf(int index) {
    		for (AppointStateEnum state : values()) {
    			if (state.getState() == index) {
    				return state;
    			}
    		}
    		return null;
    	}
    
    }
    

    接下来,在dto包下新建AppointExecution.java用来存储我们执行预约操作的返回结果。

    AppointExecution.java

    package com.soecode.lyf.dto;
    
    import com.soecode.lyf.entity.Appointment;
    import com.soecode.lyf.enums.AppointStateEnum;
    
    /**
     * 封装预约执行后结果
     */
    public class AppointExecution {
    
    	// 图书ID
    	private long bookId;
    
    	// 秒杀预约结果状态
    	private int state;
    
    	// 状态标识
    	private String stateInfo;
    
    	// 预约成功对象
    	private Appointment appointment;
    
    	public AppointExecution() {
    	}
    
    	// 预约失败的构造器
    	public AppointExecution(long bookId, AppointStateEnum stateEnum) {
    		this.bookId = bookId;
    		this.state = stateEnum.getState();
    		this.stateInfo = stateEnum.getStateInfo();
    	}
    
    	// 预约成功的构造器
    	public AppointExecution(long bookId, AppointStateEnum stateEnum, Appointment appointment) {
    		this.bookId = bookId;
    		this.state = stateEnum.getState();
    		this.stateInfo = stateEnum.getStateInfo();
    		this.appointment = appointment;
    	}
    	
    	// 省略getter和setter方法,toString方法
    
    }
    
    

    接着,在exception包下新建三个文件
    NoNumberException.java
    RepeatAppointException.java
    AppointException.java
    预约业务异常类(都需要继承RuntimeException),分别是无库存异常、重复预约异常、预约未知错误异常,用于业务层非成功情况下的返回(即成功返回结果,失败抛出异常)。

    NoNumberException.java

    package com.soecode.lyf.exception;
    
    /**
     * 库存不足异常
     */
    public class NoNumberException extends RuntimeException {
    
    	public NoNumberException(String message) {
    		super(message);
    	}
    
    	public NoNumberException(String message, Throwable cause) {
    		super(message, cause);
    	}
    
    }
    
    

    RepeatAppointException.java

    package com.soecode.lyf.exception;
    
    /**
     * 重复预约异常
     */
    public class RepeatAppointException extends RuntimeException {
    
    	public RepeatAppointException(String message) {
    		super(message);
    	}
    
    	public RepeatAppointException(String message, Throwable cause) {
    		super(message, cause);
    	}
    
    }
    
    

    AppointException.java

    package com.soecode.lyf.exception;
    
    /**
     * 预约业务异常
     */
    public class AppointException extends RuntimeException {
    
    	public AppointException(String message) {
    		super(message);
    	}
    
    	public AppointException(String message, Throwable cause) {
    		super(message, cause);
    	}
    
    }
    
    

    咱们终于可以编写业务代码了,在service包下新建BookService.java图书业务接口。

    BookService.java

    package com.soecode.lyf.service;
    
    import java.util.List;
    
    import com.soecode.lyf.dto.AppointExecution;
    import com.soecode.lyf.entity.Book;
    
    /**
     * 业务接口:站在"使用者"角度设计接口 三个方面:方法定义粒度,参数,返回类型(return 类型/异常)
     */
    public interface BookService {
    
    	/**
    	 * 查询一本图书
    	 * 
    	 * @param bookId
    	 * @return
    	 */
    	Book getById(long bookId);
    
    	/**
    	 * 查询所有图书
    	 * 
    	 * @return
    	 */
    	List<Book> getList();
    
    	/**
    	 * 预约图书
    	 * 
    	 * @param bookId
    	 * @param studentId
    	 * @return
    	 */
    	AppointExecution appoint(long bookId, long studentId);
    
    }
    

    service.impl包下新建BookServiceImpl.java使用BookService接口,并实现里面的方法。

    BookServiceImpl

    package com.soecode.lyf.service.impl;
    
    import java.util.List;
    
    import org.slf4j.Logger;
    import org.slf4j.LoggerFactory;
    import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
    import org.springframework.stereotype.Service;
    import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;
    
    import com.soecode.lyf.dao.AppointmentDao;
    import com.soecode.lyf.dao.BookDao;
    import com.soecode.lyf.dto.AppointExecution;
    import com.soecode.lyf.entity.Appointment;
    import com.soecode.lyf.entity.Book;
    import com.soecode.lyf.enums.AppointStateEnum;
    import com.soecode.lyf.exception.AppointException;
    import com.soecode.lyf.exception.NoNumberException;
    import com.soecode.lyf.exception.RepeatAppointException;
    import com.soecode.lyf.service.BookService;
    
    @Service
    public class BookServiceImpl implements BookService {
    
    	private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(this.getClass());
    
    	// 注入Service依赖
    	@Autowired
    	private BookDao bookDao;
    
    	@Autowired
    	private AppointmentDao appointmentDao;
    
    
    	@Override
    	public Book getById(long bookId) {
    		return bookDao.queryById(bookId);
    	}
    
    	@Override
    	public List<Book> getList() {
    		return bookDao.queryAll(0, 1000);
    	}
    
    	@Override
    	@Transactional
    	/**
    	 * 使用注解控制事务方法的优点: 1.开发团队达成一致约定,明确标注事务方法的编程风格
    	 * 2.保证事务方法的执行时间尽可能短,不要穿插其他网络操作,RPC/HTTP请求或者剥离到事务方法外部
    	 * 3.不是所有的方法都需要事务,如只有一条修改操作,只读操作不需要事务控制
    	 */
    	public AppointExecution appoint(long bookId, long studentId) {
    		try {
    			// 减库存
    			int update = bookDao.reduceNumber(bookId);
    			if (update <= 0) {// 库存不足
    				//return new AppointExecution(bookId, AppointStateEnum.NO_NUMBER);//错误写法				
    				throw new NoNumberException("no number");
    			} else {
    				// 执行预约操作
    				int insert = appointmentDao.insertAppointment(bookId, studentId);
    				if (insert <= 0) {// 重复预约
    					//return new AppointExecution(bookId, AppointStateEnum.REPEAT_APPOINT);//错误写法
    					throw new RepeatAppointException("repeat appoint");
    				} else {// 预约成功
    					Appointment appointment = appointmentDao.queryByKeyWithBook(bookId, studentId);
    					return new AppointExecution(bookId, AppointStateEnum.SUCCESS, appointment);
    				}
    			}
    		// 要先于catch Exception异常前先catch住再抛出,不然自定义的异常也会被转换为AppointException,导致控制层无法具体识别是哪个异常
    		} catch (NoNumberException e1) {
    			throw e1;
    		} catch (RepeatAppointException e2) {
    			throw e2;
    		} catch (Exception e) {
    			logger.error(e.getMessage(), e);
    			// 所有编译期异常转换为运行期异常
    			//return new AppointExecution(bookId, AppointStateEnum.INNER_ERROR);//错误写法
    			throw new AppointException("appoint inner error:" + e.getMessage());
    		}
    	}
    
    }
    
    

    下面我们来测试一下我们的业务代码吧~因为查询图书的业务不复杂,所以这里只演示我们最重要的预约图书业务!!

    BookServiceImplTest.java

    package com.soecode.lyf.service.impl;
    
    import static org.junit.Assert.fail;
    
    import org.junit.Test;
    import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
    
    import com.soecode.lyf.BaseTest;
    import com.soecode.lyf.dto.AppointExecution;
    import com.soecode.lyf.service.BookService;
    
    public class BookServiceImplTest extends BaseTest {
    
    	@Autowired
    	private BookService bookService;
    
    	@Test
    	public void testAppoint() throws Exception {
    		long bookId = 1001;
    		long studentId = 12345678910L;
    		AppointExecution execution = bookService.appoint(bookId, studentId);
    		System.out.println(execution);
    	}
    
    }
    
    

    BookServiceImplTest测试结果

    testAppointtestAppoint

    首次执行是“预约成功”,如果再次执行的话,应该会出现“重复预约”,哈哈,我们所有的后台代码都通过单元测试啦~~是不是很开心~


    咱们还需要在dto包里新建一个封装json返回结果的类Result.java,设计成泛型。

    Result.java

    package com.soecode.lyf.dto;
    
    /**
     * 封装json对象,所有返回结果都使用它
     */
    public class Result<T> {
    
    	private boolean success;// 是否成功标志
    
    	private T data;// 成功时返回的数据
    
    	private String error;// 错误信息
    
    	public Result() {
    	}
    
    	// 成功时的构造器
    	public Result(boolean success, T data) {
    		this.success = success;
    		this.data = data;
    	}
    
    	// 错误时的构造器
    	public Result(boolean success, String error) {
    		this.success = success;
    		this.error = error;
    	}
    
    	// 省略getter和setter方法
    }
    
    

    最后,我们写web层,也就是controller,我们在web包下新建BookController.java文件。

    BookController.java

    package com.soecode.lyf.web;
    
    import java.util.List;
    
    import org.apache.ibatis.annotations.Param;
    import org.slf4j.Logger;
    import org.slf4j.LoggerFactory;
    import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
    import org.springframework.stereotype.Controller;
    import org.springframework.ui.Model;
    import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
    import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
    import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMethod;
    import org.springframework.web.bind.annotation.ResponseBody;
    
    import com.soecode.lyf.dto.AppointExecution;
    import com.soecode.lyf.dto.Result;
    import com.soecode.lyf.entity.Book;
    import com.soecode.lyf.enums.AppointStateEnum;
    import com.soecode.lyf.exception.NoNumberException;
    import com.soecode.lyf.exception.RepeatAppointException;
    import com.soecode.lyf.service.BookService;
    
    @Controller
    @RequestMapping("/book") // url:/模块/资源/{id}/细分 /seckill/list
    public class BookController {
    
    	private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(this.getClass());
    
    	@Autowired
    	private BookService bookService;
    
    	@RequestMapping(value = "/list", method = RequestMethod.GET)
    	private String list(Model model) {
    		List<Book> list = bookService.getList();
    		model.addAttribute("list", list);
    		// list.jsp + model = ModelAndView
    		return "list";// WEB-INF/jsp/"list".jsp
    	}
    
    	@RequestMapping(value = "/{bookId}/detail", method = RequestMethod.GET)
    	private String detail(@PathVariable("bookId") Long bookId, Model model) {
    		if (bookId == null) {
    			return "redirect:/book/list";
    		}
    		Book book = bookService.getById(bookId);
    		if (book == null) {
    			return "forward:/book/list";
    		}
    		model.addAttribute("book", book);
    		return "detail";
    	}
    
    	//ajax json
    	@RequestMapping(value = "/{bookId}/appoint", method = RequestMethod.POST, produces = {
    			"application/json; charset=utf-8" })
    	@ResponseBody
    	private Result<AppointExecution> appoint(@PathVariable("bookId") Long bookId, @RequestParam("studentId") Long studentId) {
    		if (studentId == null || studentId.equals("")) {
    			return new Result<>(false, "学号不能为空");
    		}
    		//AppointExecution execution = bookService.appoint(bookId, studentId);//错误写法,不能统一返回,要处理异常(失败)情况
    		AppointExecution execution = null;
    		try {
    			execution = bookService.appoint(bookId, studentId);
    		} catch (NoNumberException e1) {
    			execution = new AppointExecution(bookId, AppointStateEnum.NO_NUMBER);
    		} catch (RepeatAppointException e2) {
    			execution = new AppointExecution(bookId, AppointStateEnum.REPEAT_APPOINT);
    		} catch (Exception e) {
    			execution = new AppointExecution(bookId, AppointStateEnum.INNER_ERROR);
    		}
    		return new Result<AppointExecution>(true, execution);
    	}
    
    }
    
    

    因为我比较懒,所以我们就不测试controller了,好讨厌写前端,呜呜呜~

    到此,我们的SSM框架整合配置,与应用实例部分已经结束了,我把所有源码和jar包一起打包放在了我的GitHub上,需要的可以去下载,喜欢就给个star吧,这篇东西写了两个晚上也不容易啊。

    完整代码下载地址:https://github.com/liyifeng1994/ssm


    2017-02-28更新(感谢网友EchoXml发现):
    修改预约业务代码,失败时抛异常,成功时才返回结果,控制层根据捕获的异常返回相应信息给客户端,而不是业务层直接返回错误结果。上面的代码已经作了修改,而且错误示范也注释保留着,之前误人子弟了,还好有位网友前几天提出质疑,我也及时做了修改。

    2017-03-30更新(感谢网友ergeerge1建议):
    修改BookController几处错误
    1.detail方法不是返回json的,故不用加@ResponseBody注解
    2.appoint方法应该加上@ResponseBody注解
    3.另外studentId参数注解应该是@RequestParam
    4.至于controller测试,测试appoint方法可不必写jsp,用curl就行,比如
    curl -H “Accept: application/json; charset=utf-8” -d “studentId=1234567890” localhost:8080/book/1003/appoint

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