SpringBoot 面试题（五）_springbooot事务的面试题

1. SpringBoot项目中的事务传播行为有哪些？它们的含义是什么？

在Spring Boot项目中，事务传播行为是指当一个事务方法被另一个事务方法调用时，事务应该如何进行传播。Spring Boot支持的事务传播行为主要有以下几种：

1. PROPAGATION_REQUIRED（默认）：如果当前没有事务，就新建一个事务；如果已经存在一个事务中，就加入到这个事务中。这是最常见的选择。
2. PROPAGATION_SUPPORTS：支持当前事务，如果当前没有事务，就以非事务方式执行。
3. PROPAGATION_MANDATORY：使用当前的事务，如果当前没有事务，就抛出异常。
4. PROPAGATION_REQUIRES_NEW：新建事务，如果当前存在事务，把当前事务挂起。
5. PROPAGATION_NOT_SUPPORTED：以非事务方式执行操作，如果当前存在事务，就把当前事务挂起。
6. PROPAGATION_NEVER：以非事务方式执行，如果当前存在事务，则抛出异常。
7. PROPAGATION_NESTED：如果当前存在事务，则在嵌套事务内执行。如果当前没有事务，则新建一个事务。

这些传播行为在解决业务层方法之间互相调用的事务问题时非常有用。它们定义了当一个事务方法被另一个方法调用时，事务应该如何进行传播。例如，你可能有一个服务层方法，它调用另一个服务层方法，而这两个方法都涉及到数据库操作。通过使用不同的事务传播行为，你可以控制这两个方法是否应该在同一个事务中执行，或者一个方法是否应该开启一个新的事务。

在Spring Boot中，事务传播行为是通过AOP（面向切面编程）实现的。你可以在需要的事务方法上使用@Transactional注解，并指定propagation属性来设置事务传播行为。例如：

@Service
public class UserService {

    @Autowired
    private UserRepository userRepository;

    @Transactional(propagation = Propagation.REQUIRED)
    public void createUser(User user) {
        userRepository.save(user);
    }

    @Transactional(propagation = Propagation.REQUIRES_NEW)
    public void createUserWithNewTransaction(User user) {
        userRepository.save(user);
    }
}
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在这个例子中，createUser方法使用默认的PROPAGATION_REQUIRED传播行为，而createUserWithNewTransaction方法则使用PROPAGATION_REQUIRES_NEW传播行为，它总是创建一个新的事务，无论当前是否已经存在事务。

2. 什么是Swagger？如何在SpringBoot项目中集成Swagger用于API文档管理？

Swagger是一个规范和完整的框架，用于生成、描述、调用和可视化RESTful Web服务的接口文档。它简化了前后端开发人员之间的协作，降低了沟通成本，并且提高了API的可维护性和可读性。Swagger可以自动生成API文档，使开发人员能够更轻松地理解如何使用API。

在SpringBoot项目中集成Swagger用于API文档管理，可以按照以下步骤进行：

一、添加Swagger依赖

首先，你需要在你的pom.xml（如果你使用Maven）或build.gradle（如果你使用Gradle）文件中添加Swagger的依赖。

对于Maven，你可以添加如下依赖：

<dependency>
    <groupId>io.springfox</groupId>
    <artifactId>springfox-boot-starter</artifactId>
    <version>3.0.0</version>
</dependency>
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注意：请检查并使用最新的版本号。

二、配置Swagger

创建一个配置类，用于配置Swagger。在这个类中，你需要定义一个Docket bean，并设置一些基础信息，如API文档的标题、描述、版本等。

import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import springfox.documentation.builders.PathSelectors;
import springfox.documentation.builders.RequestHandlerSelectors;
import springfox.documentation.spi.DocumentationType;
import springfox.documentation.spring.web.plugins.Docket;
import springfox.documentation.swagger2.annotations.EnableSwagger2;

@Configuration
@EnableSwagger2
public class SwaggerConfig {

    @Bean
    public Docket api() {
        return new Docket(DocumentationType.SWAGGER_2)
                .select()
                .apis(RequestHandlerSelectors.any())
                .paths(PathSelectors.any())
                .build()
                .apiInfo(apiInfo());
    }

    private ApiInfo apiInfo() {
        return new ApiInfoBuilder()
                .title("Spring Boot Swagger API Docs")
                .description("Spring Boot 项目集成 Swagger 用于生成API文档")
                .version("1.0")
                .build();
    }
}
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三、使用Swagger注解

在你的Controller类和方法上，你可以使用Swagger提供的注解来描述API。例如：

• @Api：用于描述整个Controller类的作用。
• @ApiOperation：用于描述一个具体的API接口的作用。
• @ApiParam：用于描述一个API接口的参数。
• @ApiModel：用于描述一个Model类的整体作用。
• @ApiModelProperty：用于描述Model类的属性。

例如：

import io.swagger.annotations.Api;
import io.swagger.annotations.ApiOperation;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@Api(tags = "用户管理")
@RestController
@RequestMapping("/users")
public class UserController {

    @ApiOperation("获取用户列表")
    @GetMapping("/list")
    public List<User> getUserList() {
        // ...
        return new ArrayList<>();
    }
}
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四、访问Swagger UI

启动你的SpringBoot项目后，你可以通过访问http://localhost:8080/swagger-ui.html（假设你的应用运行在8080端口）来查看和使用Swagger UI。在这个页面上，你可以看到所有的API接口列表，点击任何一个接口，你都可以看到该接口的详细信息，包括请求方法、请求参数、响应格式等。你还可以直接在这个页面上发送请求来测试你的API。

3. 如何优化SpringBoot应用的性能？

优化Spring Boot应用的性能是一个持续的过程，涉及到多个方面。以下是一些建议，帮助你提升Spring Boot应用的性能：

1. 选择合适的数据库和配置：

   • 使用高性能的数据库，如MySQL、PostgreSQL等，并根据应用需求进行配置优化。
   • 合理设计数据库表结构，使用索引，避免全表扫描。
   • 开启数据库的连接池，如HikariCP，以复用数据库连接，减少连接创建和销毁的开销。

2. 使用缓存：

   • 引入缓存机制，如Redis或Caffeine，缓存热点数据，减少对数据库的访问。
   • 合理使用缓存注解，如@Cacheable，在方法级别实现缓存。

3. 优化代码和算法：

   • 避免在循环中执行数据库操作或复杂的计算。
   • 使用高效的算法和数据结构，减少时间复杂度和空间复杂度。
   • 尽量减少不必要的对象创建和垃圾回收。

4. 异步处理：

   • 使用@Async注解将耗时的操作异步执行，避免阻塞主线程。
   • 合理配置线程池，避免线程过多导致资源耗尽。

5. 压缩和最小化资源：

   • 压缩前端资源文件（如CSS、JavaScript），减少传输大小和时间。
   • 使用工具（如Maven或Gradle）最小化后端依赖，减少应用启动时间和内存占用。

6. JVM调优：

   • 根据应用特点调整JVM参数，如堆内存大小、垃圾回收算法等。
   • 使用JProfiler或VisualVM等工具监控和分析JVM性能。

7. 使用HTTP/2协议：

   • 如果应用是Web应用，考虑使用HTTP/2协议，它支持多路复用和头部压缩，可以提高传输效率。

8. 监控和日志：

   • 使用Spring Boot Actuator添加监控端点，收集应用运行时的性能指标。
   • 配置合适的日志级别和日志输出格式，便于分析和定位问题。

9. 水平扩展和负载均衡：

   • 如果单台服务器无法满足性能需求，考虑使用多台服务器进行水平扩展。
   • 使用负载均衡器（如Nginx）分发请求到多台服务器，提高整体处理能力。

10. 定期审查和更新：

    • 定期审查代码和配置，寻找可能的性能瓶颈。
    • 及时更新Spring Boot和相关依赖的版本，以获取性能改进和新特性。

请注意，每个应用都有其独特的需求和瓶颈，因此在实际优化过程中需要根据具体情况进行调整和测试。同时，性能优化是一个持续的过程，需要不断监控和调整以达到最佳效果。

4. 请解释一下SpringBoot中的事务隔离级别是什么，以及各个级别的区别。

在Spring Boot中，事务隔离级别是用于定义多个事务并发执行时相互影响的程度的。在数据库管理系统中，事务是最小的执行单位，一个事务通常被认为是一个单独的工作单元。在并发环境中，如果没有适当的隔离级别，就可能出现数据不一致的问题，例如脏读、不可重复读和幻读等。

Spring Boot支持的事务隔离级别主要有以下几种：

1. READ_UNCOMMITTED（读未提交）

这是最低的隔离级别。在这个级别下，一个事务可以读取另一个尚未提交的事务的修改。这可能导致脏读、不可重复读和幻读。但由于其性能优势，它有时会被用于对一致性要求不高的场景。
2. READ_COMMITTED（读已提交）

这是大多数数据库系统的默认隔离级别（但不是MySQL的默认隔离级别）。它只能读取已经提交的数据。这可以防止脏读，但可能出现不可重复读和幻读。
3. REPEATABLE_READ（可重复读）

这是MySQL的默认隔离级别。它确保了在同一个事务中多次读取同样记录的结果是一致的。这可以防止脏读和不可重复读，但可能出现幻读。
4. SERIALIZABLE（串行化）

这是最高的隔离级别。它通过对事务进行排序，使得每个事务在一个完全独立的空间顺序执行。这可以防止脏读、不可重复读和幻读，但会大大降低并发性能。

各个隔离级别的区别主要体现在它们对数据一致性的保证程度和并发性能的影响上。一般来说，隔离级别越高，数据一致性保证就越强，但并发性能就越低。反之，隔离级别越低，数据一致性保证就越弱，但并发性能就越高。因此，在选择隔离级别时，需要根据具体的应用场景和需求进行权衡。

需要注意的是，Spring Boot本身并不直接提供事务隔离级别的实现，而是依赖于底层的数据库管理系统来支持不同的事务隔离级别。因此，在使用Spring Boot进行事务管理时，需要确保底层的数据库管理系统支持所需的事务隔离级别。

5. 在SpringBoot应用中如何做到数据库迁移和数据初始化?

在Spring Boot应用中，数据库迁移和数据初始化通常可以通过以下几种方式实现：

1. 使用Spring Boot的数据源初始化：
   Spring Boot允许你在application.properties或application.yml中配置数据源初始化模式（spring.datasource.initialization-mode），并提供一个包含SQL初始化脚本的目录（spring.datasource.schema和spring.datasource.data）。当应用启动时，Spring Boot会自动执行这些脚本来创建数据库模式并填充初始数据。

   spring:
     datasource:
       url: jdbc:mysql://localhost:3306/mydb
       username: root
       password: secret
       initialization-mode: always # 可以是 always, embedded, never
       schema: classpath:db/schema.sql # 数据库结构初始化脚本
       data: classpath:db/data.sql # 初始数据填充脚本
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   注意：这种方式通常适用于开发环境或测试环境，因为生产环境中的数据库迁移通常需要更复杂的控制。

2. 使用Flyway或Liquibase进行数据库版本控制：
   Flyway和Liquibase是流行的数据库版本控制工具，它们可以管理数据库的迁移和变更历史。你可以编写迁移脚本（通常是SQL文件），并使用这些工具自动执行这些脚本以升级或回滚数据库模式。

   对于Flyway，你只需将迁移脚本放在类路径下的db/migration目录中，并添加Flyway依赖到你的项目中。Flyway会按照文件名的顺序执行迁移脚本。

   <dependency>
       <groupId>org.flywaydb</groupId>
       <artifactId>flyway-core</artifactId>
   </dependency>
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   然后，在application.properties中配置Flyway：

   spring:
     flyway:
       enabled: true
       baseline-on-migrate: true
       locations: classpath:db/migration # 迁移脚本的位置
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   Liquibase的配置和使用类似，只是迁移脚本的格式和配置略有不同。

3. 使用JPA的Hibernate特性：
   如果你使用JPA（如Hibernate作为实现），可以利用Hibernate的hbm2ddl属性来自动创建、更新或验证数据库模式。这通常在开发环境中很有用，但通常不建议在生产环境中使用。

   spring:
     jpa:
       hibernate:
         ddl-auto: create-drop # 可以是 create-drop, update, create, validate
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4. 数据填充（Data Population）：
   对于初始数据的填充，除了使用数据源初始化外，你还可以编写Spring Boot的CommandLineRunner或ApplicationRunner实现来在启动时执行数据填充逻辑。这允许你使用Spring的依赖注入功能来访问你的服务层和存储库层，并在应用启动时执行复杂的逻辑来填充数据。

5. 使用测试配置文件：
   对于测试，你可以使用Spring Boot的测试特性，如@DataJpaTest或@SpringBootTest，并结合@Sql注解来执行特定的SQL脚本以准备测试数据库。

6. 容器化部署和Kubernetes：
   如果你使用容器化部署（如Docker）和Kubernetes，你可以考虑使用Init Containers或Job来执行数据库迁移和初始化脚本。

7. 外部化配置：
   对于生产环境，建议将数据库迁移和初始化逻辑外部化，例如使用CI/CD管道来管理数据库迁移。这样，你可以控制何时、何地以及如何执行迁移，并确保生产环境的稳定性。

在选择方法时，请考虑你的项目需求、团队经验以及生产环境的最佳实践。对于大多数生产环境，推荐使用Flyway或Liquibase这样的数据库版本控制工具来管理数据库迁移。

6. 如何通过SpringBoot应用监控系统的运行状态和性能指标？

在Spring Boot应用中监控系统的运行状态和性能指标是确保应用稳定性和性能的关键步骤。以下是一些建议和实践，帮助你实现这一目标：

1. 使用Spring Boot Actuator

Spring Boot Actuator是一个用于监控和管理生产环境的Spring Boot应用的模块。它提供了许多端点（endpoints），用于获取应用的健康、度量和其他信息。

添加依赖

首先，在你的pom.xml中添加Spring Boot Actuator的依赖：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
</dependency>
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配置端点

你可以在application.properties或application.yml中配置端点，例如：

management:
  endpoints:
    web:
      exposure:
        include: health,info,metrics
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访问端点

启动应用后，你可以通过访问http://localhost:8080/actuator来查看所有可用的端点。然后，你可以通过访问特定的端点来获取所需的信息，例如http://localhost:8080/actuator/health来检查应用的健康状态。

2. 集成外部监控系统

Prometheus 和 Spring Boot

Prometheus是一个开源的系统监控和警报工具。你可以使用micrometer-registry-prometheus来集成Spring Boot应用与Prometheus。

添加依赖

<dependency>
    <groupId>io.micrometer</groupId>
    <artifactId>micrometer-registry-prometheus</artifactId>
</dependency>
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配置Prometheus

在application.yml中配置Prometheus：

management:
  metrics:
    distribution:
      percentiles:
        http:
          server:
            requests: 0.95,0.99
    tags:
      method: true
      exception: true
      uri: true
      status: true
  endpoints:
    web:
      exposure:
        include: prometheus
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然后，你可以在Prometheus中配置你的Spring Boot应用作为数据源，并通过Prometheus的UI来查看和查询应用的指标。

3. 使用日志和日志分析系统

日志是监控应用状态和性能的重要工具。Spring Boot应用默认使用Logback或Log4j作为日志框架。你可以配置日志级别、输出格式和输出位置。

此外，你可以将日志发送到日志分析系统（如ELK Stack：Elasticsearch, Logstash, Kibana），以便进行实时分析和历史查询。

4. 使用JMX和JMX工具

Java Management Extensions (JMX) 提供了一种监控和管理Java应用的方式。Spring Boot应用默认启用了JMX。你可以使用JMX工具（如JConsole或VisualVM）来连接到你的Spring Boot应用，并查看其运行时状态、线程、内存使用情况等信息。

5. 自定义监控指标

Spring Boot Actuator和Micrometer提供了丰富的度量API，允许你定义自定义的监控指标。你可以记录应用的特定业务逻辑的性能指标，并在Prometheus或其他监控系统中查看它们。

6. 使用APM工具

应用性能管理（APM）工具，如New Relic、Dynatrace或AppDynamics，提供了更深入的监控和分析能力，可以监控应用的性能瓶颈、错误和事务。这些工具通常与Spring Boot应用集成良好，并提供丰富的可视化界面。

7. 警报和通知

确保你的监控系统能够触发警报并在出现问题时发送通知。你可以配置Prometheus的Alertmanager或外部监控系统来发送电子邮件、Slack通知等。

总结

监控Spring Boot应用的运行状态和性能指标是一个多方面的任务，需要综合使用多种工具和策略。从基本的Spring Boot Actuator到更高级的外部监控系统和APM工具，你可以根据你的需求选择合适的方法。同时，不要忘记日志的重要性，并结合警报和通知来确保及时响应潜在问题。

7. 如何使用SpringBoot实现分布式事务管理？

在SpringBoot中实现分布式事务管理，通常涉及到多个服务之间的数据一致性保证。由于SpringBoot本身并不直接支持分布式事务，我们需要借助外部工具或框架来实现。以下是一些常用的实现分布式事务管理的方法：

1. 使用两阶段提交（2PC）或三阶段提交（3PC）协议：

   • 这些协议通过协调者（Coordinator）和参与者（Participants）来确保事务的原子性。
   • 在SpringBoot中，可以使用如Atomikos或Bitronix这样的JTA事务管理器来实现。
   • 但请注意，2PC和3PC协议可能会因为网络延迟或故障而导致性能下降和可靠性问题。

2. 使用分布式事务框架：

   • Seata：一个开源的分布式事务解决方案，提供了AT、TCC、Saga和XA事务模式。Seata可以与SpringBoot轻松集成，支持多种数据库和中间件。
   • Narayana：另一个支持JTA的分布式事务解决方案，可以与SpringBoot结合使用。
   • 这些框架通常提供了全局事务ID、事务传播、回滚和超时等机制来确保分布式事务的一致性。

3. 基于本地消息表：

   • 在每个参与分布式事务的本地数据库中建立一张本地消息表，用来记录本地事务执行的状态。
   • 事务执行过程中，本地操作与消息记录被放在一个本地事务中一起提交。
   • 通过轮询本地消息表，触发对应消息的发送与接收，以此来确保多个本地事务之间的数据一致性。

4. 使用分布式事务中间件：

   • Alibaba Distributed Transaction Service (DTS)：阿里巴巴提供的一个分布式事务解决方案，可以与SpringBoot结合使用。
   • 其他中间件：根据所使用的云服务或中间件提供商，可能还有其他专门的分布式事务解决方案可供选择。

5. 基于补偿事务（Compensating Transaction）：

   • 设计一种机制，当主事务失败时，通过执行一个或多个补偿事务来撤销已经完成的操作，从而恢复数据的一致性。
   • 这需要仔细设计事务的执行顺序和补偿逻辑，以确保在故障情况下能够正确恢复。

6. 使用基于事件驱动的架构：

   • 通过发布-订阅模型，当一个服务完成其操作后，发布一个事件，其他关心这个事件的服务订阅并处理这个事件。
   • 这需要确保事件的可靠传输和处理的幂等性。

7. 使用CAP理论权衡：

   • 在分布式系统中，一致性（Consistency）、可用性（Availability）和分区容忍性（Partition tolerance）往往不能同时满足。
   • 根据业务场景和需求，选择合适的权衡点，例如使用最终一致性（Eventual Consistency）来放松对强一致性的要求。

在选择实现分布式事务管理的方法时，需要考虑以下因素：

• 业务场景和需求：不同的业务场景对事务一致性的要求可能不同。
• 系统架构和复杂度：分布式系统的架构和复杂度会影响事务管理的实现方式。
• 性能和可靠性：不同的事务管理方案在性能和可靠性方面可能有所差异。
• 成本和资源：实现分布式事务管理可能需要额外的成本和资源投入。

因此，在选择和实现分布式事务管理时，需要综合考虑以上因素，并根据实际情况做出权衡和选择。