一、Spring框架的核心地位与面试价值

在Java企业级开发领域，Spring框架已成为事实上的标准。据统计，超过85%的Java项目直接或间接依赖Spring生态组件。其核心价值体现在三方面：

解耦神器：通过IoC容器实现对象生命周期管理，将开发者从繁琐的工厂模式中解放
扩展基石：AOP编程模型为日志、事务、安全等横切关注点提供统一解决方案
生态枢纽：整合MyBatis、Hibernate等ORM框架，连接消息队列、缓存等中间件

面试官常通过Spring相关问题考察候选人对设计模式、面向对象编程的理解深度，以及解决实际问题的能力。典型考察场景包括：

基础原理：IoC/DI实现机制
高级特性：AOP代理模式选择
性能优化：Bean作用域与生命周期管理
故障排查：循环依赖解决方案

二、IoC容器核心机制深度解析

1. 依赖注入的三种实现方式

// 1. 构造器注入（推荐）
@Component
public class UserService {
    private final UserRepository repository;
    @Autowired
    public UserService(UserRepository repository) {
        this.repository = repository;
    }
}
// 2. Setter方法注入
@Component
public class OrderService {
    private PaymentGateway gateway;
    @Autowired
    public void setGateway(PaymentGateway gateway) {
        this.gateway = gateway;
    }
}
// 3. 字段注入（不推荐）
@Component
public class ProductService {
    @Autowired
    private InventoryService inventoryService;
}

最佳实践：优先使用构造器注入确保不可变性，配合Lombok的@RequiredArgsConstructor可简化代码。

2. Bean作用域与生命周期

Spring定义了6种标准作用域：

Singleton（默认）：整个容器共享单个实例
Prototype：每次请求创建新实例
Request/Session/Application：Web环境特有
WebSocket：WebSocket会话级作用域

生命周期回调：

@Component
public class LifecycleBean implements 
    InitializingBean, DisposableBean {
    @PostConstruct
    public void init() {
        System.out.println("Initialization after dependency injection");
    }
    @PreDestroy
    public void destroy() {
        System.out.println("Cleanup before GC");
    }
    // 实现接口方式
    @Override
    public void afterPropertiesSet() {
        // 类似@PostConstruct
    }
}

3. 循环依赖解决方案

Spring通过三级缓存机制解决循环依赖：

SingletonObjects：完全初始化好的Bean
EarlySingletonObjects：原始Bean对象（未填充属性）
SingletonFactories：Bean工厂对象（暴露创建实例的Lambda）

典型场景：

A -> B -> A 的循环依赖可通过提前暴露A的工厂对象解决
但构造器注入的循环依赖无法解决，需重构设计

三、AOP编程模型实现原理

1. 代理模式选择策略

Spring AOP默认使用JDK动态代理（基于接口），当目标类未实现接口时自动切换为CGLIB代理。可通过配置强制使用CGLIB：

@Configuration
@EnableAspectJAutoProxy(proxyTargetClass = true)
public class AppConfig {
    // 强制使用CGLIB代理
}

2. 切点表达式语法

AspectJ切点表达式包含5个组成部分：

execution(modifiers-pattern? ret-type-pattern declaring-type-pattern?name-pattern(param-pattern)
          throws-pattern?)

示例：

@Pointcut("execution(* com.example.service.*.*(..)) && " +
          "@annotation(com.example.annotation.Loggable)")
public void serviceOperation() {}

3. 自定义注解实现AOP

@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface RateLimiter {
    double value() default 10.0; // QPS限制
}
@Aspect
@Component
public class RateLimiterAspect {
    private final Map<String, RateLimiter> limiters = new ConcurrentHashMap<>();
    @Around("@annotation(rateLimiter)")
    public Object rateLimit(ProceedingJoinPoint joinPoint, RateLimiter rateLimiter) throws Throwable {
        String key = joinPoint.getSignature().toLongString();
        // 实现令牌桶算法...
    }
}

四、事务管理高级特性

1. 传播行为与隔离级别

隔离级别配置：

@Transactional(isolation = Isolation.READ_COMMITTED)
public void updateBalance(Long userId, BigDecimal amount) {
    // 业务逻辑
}

2. 事务失效的10种场景

异常被捕获未抛出
自身调用（非代理对象调用）
数据库引擎不支持事务
未使用Spring数据源
传播行为配置不当

解决方案示例：

@Service
public class OrderServiceImpl implements OrderService {
    @Autowired
    private OrderService self; // 解决自身调用问题
    @Override
    @Transactional
    public void createOrder(OrderDTO dto) {
        // 业务逻辑
        self.updateInventory(dto); // 通过代理对象调用
    }
}

五、Spring Boot自动配置原理

1. 条件化配置机制

Spring Boot通过@Conditional系列注解实现智能配置：

@Configuration
@ConditionalOnClass(DataSource.class)
@ConditionalOnMissingBean(DataSource.class)
public class DataSourceAutoConfiguration {
    // 自动配置数据源
}

2. 启动过程深度解析

准备阶段：加载META-INF/spring.factories中的自动配置类
推断阶段：根据条件注解筛选有效配置
应用阶段：执行@Bean方法创建实例

关键组件：

SpringApplication：启动入口
SpringApplicationRunListener：生命周期监听
EnvironmentPostProcessor：环境变量处理

六、面试高频问题集锦

1. 基础概念类

Spring IoC与DI的区别？
BeanFactory与ApplicationContext的异同？
@Autowired与@Resource的区别？

2. 设计原理类

Spring如何解决循环依赖？
AOP代理的创建时机？
事务传播行为如何影响并发控制？

3. 性能优化类

如何减少单例Bean的初始化时间？
大量Prototype Bean的内存管理策略？
异步方法的事务边界处理？

4. 故障排查类

事务不生效的常见原因？
AOP切面失效的排查步骤？
循环依赖导致的NPE解决方案？

七、学习资源推荐

官方文档：Spring Framework Reference Documentation
源码阅读：重点关注DefaultListableBeanFactory和AbstractAutoProxyCreator
实践项目：通过实现简易IoC容器加深理解
调试技巧：设置logging.level.org.springframework=DEBUG观察容器启动过程

掌握Spring框架的核心机制不仅能提升面试通过率，更能帮助开发者构建更健壮、可维护的企业级应用。建议结合实际项目经验，深入理解各个组件的设计初衷与实现细节，形成完整的知识体系。

Java面试必知：Spring框架核心问题全解析