• Spring解决循环依赖


    Spring解决循环依赖的理论依据其实是基于Java的引用传递,当我们获取到对象的引用时,对象的field或则属性是可以延后设置的(但是构造器必须是在获取引用之前)。

    Spring的单例对象的初始化主要分为三步:

    实例化:其实也就是调用对象的构造方法实例化对象
    注入:填充属性,这一步主要是对bean的依赖属性进行填充
    初始化:属性注入后,执行自定义初始化

    从上面讲述的单例bean初始化步骤我们可以知道,循环依赖主要发生在第一、第二步。也就是构造器循环依赖和field循环依赖。

    那么我们要解决循环引用也应该从bean初始化过程着手,对于单例来说,在Spring容器整个生命周期内,有且只有一个对象,所以很容易想到这个对象应该存在Cache中,Spring为了解决单例的循环依赖问题,使用了三级缓存。

    首先我们看源码,三级缓存主要指:

    	/** Cache of singleton objects: bean name --> bean instance */
    	private final Map<String, Object> singletonObjects = new ConcurrentHashMap<>(256);
    
    	/** Cache of singleton factories: bean name --> ObjectFactory */
    	private final Map<String, ObjectFactory<?>> singletonFactories = new HashMap<>(16);
    
    	/** Cache of early singleton objects: bean name --> bean instance */
    	private final Map<String, Object> earlySingletonObjects = new HashMap<>(16);
    

    这三级缓存分别指:
    singletonObjects:单例对象的cache
    singletonFactories : 单例对象工厂的cache
    earlySingletonObjects :提前暴光的单例对象的Cache
    我们在创建bean的时候,首先想到的是从cache中获取这个单例的bean,这个缓存就是singletonObjects。主要调用方法就是:

    	protected Object getSingleton(String beanName, boolean allowEarlyReference) {
    		Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
    		if (singletonObject == null && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
    			synchronized (this.singletonObjects) {
    				singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName);
    				if (singletonObject == null && allowEarlyReference) {
    					ObjectFactory<?> singletonFactory = this.singletonFactories.get(beanName);
    					if (singletonFactory != null) {
    						singletonObject = singletonFactory.getObject();
    						this.earlySingletonObjects.put(beanName, singletonObject);
    						this.singletonFactories.remove(beanName);
    					}
    				}
    			}
    		}
    		return singletonObject;
    	}
    

    上面的代码需要解释两个参数:

    allowEarlyReference 是否允许从singletonFactories中通过getObject拿到对象
    isSingletonCurrentlyInCreation()判断当前单例bean是否正在创建中,也就是没有初始化完成(比如A的构造器依赖了B对象所以得先去创建B对象, 或则在A的populateBean过程中依赖了B对象,得先去创建B对象,这时的A就是处于创建中的状态。)
    分析getSingleton()的整个过程,Spring首先从一级缓存singletonObjects中获取。如果获取不到,并且对象正在创建中,就再从二级缓存earlySingletonObjects中获取。如果还是获取不到且允许singletonFactories通过getObject()获取,就从三级缓存singletonFactory.getObject()(三级缓存)获取,如果获取到了则:
    从singletonFactories中移除,并放入earlySingletonObjects中。其实也就是从三级缓存移动到了二级缓存。

    从上面三级缓存的分析,我们可以知道,Spring解决循环依赖的诀窍就在于singletonFactories这个三级cache。这个cache的类型是ObjectFactory,定义如下:

    @FunctionalInterface
    public interface ObjectFactory<T> {
    
    	/**
    	 * Return an instance (possibly shared or independent)
    	 * of the object managed by this factory.
    	 * @return the resulting instance
    	 * @throws BeansException in case of creation errors
    	 */
    	T getObject() throws BeansException;
    }
    

    调用createBeanInstance实例化后,如果bean是单例,且允许从singletonFactories获取bean,并且当前bean正在创建中,那么就把beanName放入三级缓存(singletonFactories)中:
    org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory#doCreateBean

    // Eagerly cache singletons to be able to resolve circular references
    // even when triggered by lifecycle interfaces like BeanFactoryAware.
    boolean earlySingletonExposure = (mbd.isSingleton() && this.allowCircularReferences &&
    		isSingletonCurrentlyInCreation(beanName));
    if (earlySingletonExposure) {
    	if (logger.isDebugEnabled()) {
    		logger.debug("Eagerly caching bean '" + beanName +
    				"' to allow for resolving potential circular references");
    	}
    	addSingletonFactory(beanName, () -> getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean));
    }
    
    protected void addSingletonFactory(String beanName, ObjectFactory<?> singletonFactory) {
    	Assert.notNull(singletonFactory, "Singleton factory must not be null");
    	synchronized (this.singletonObjects) {
    		if (!this.singletonObjects.containsKey(beanName)) {
    			this.singletonFactories.put(beanName, singletonFactory);
    			this.earlySingletonObjects.remove(beanName);
    			this.registeredSingletons.add(beanName);
    		}
    	}
    }
    

    这里就是解决循环依赖的关键,这段代码发生在createBeanInstance之后,也就是说单例对象此时已经被创建出来(调用了构造器)。这个对象已经被生产出来了,虽然还不完美(还没有进行初始化的第二步和第三步),但是已经能被人认出来了(根据对象引用能定位到堆中的对象),所以Spring此时将这个对象提前曝光出来让大家认识,让大家使用。

    这样做有什么好处呢?让我们来分析一下“A的某个field或者setter依赖了B的实例对象,同时B的某个field或者setter依赖了A的实例对象”这种循环依赖的情况:

    spring初始化bean的过程如下:
    1>首先尝试从一级缓存中获取serviceA实例,发现不存在并且serviceA不在创建过程中;
    2>serviceA完成了初始化的第一步(实例化:调用createBeanInstance方法,即调用默认构造方法实例化);
    3>将自己(serviceA)提前曝光到singletonFactories中;
    4>此时进行初始化的第二步(注入属性serviceB),发现自己依赖对象serviceB,此时就尝试去get(B),发现B还没有被实create,所以走create流程;
    5>serviceB完成了初始化的第一步(实例化:调用createBeanInstance方法,即调用默认构造方法实例化);
    6>将自己(serviceB)提前曝光到singletonFactories中;
    7>此时进行初始化的第二步(注入属性serviceA);
    8>于是尝试get(A),尝试一级缓存singletonObjects(肯定没有,因为A还没初始化完全),尝试二级缓存earlySingletonObjects(也没有),尝试三级缓存singletonFactories,由于A通过ObjectFactory将自己提前曝光了,所以B能够通过ObjectFactory.getObject拿到A对象(虽然A还没有初始化完全,但是总比没有好呀);
    9>B拿到A对象后顺利完成了初始化阶段1、2、3,完全初始化之后将自己放入到一级缓存singletonObjects中;
    10>此时返回A中,A此时能拿到B的对象顺利完成自己的初始化阶段2、3,最终A也完成了初始化,进去了一级缓存singletonObjects中;

    知道了这个原理时候,肯定就知道为啥Spring不能解决“A的构造方法中依赖了B的实例对象,同时B的构造方法中依赖了A的实例对象”这类问题了!因为加入singletonFactories三级缓存的前提是执行了构造器,所以构造器的循环依赖没法解决。

    引用:
    https://blog.csdn.net/wujun2412/article/details/123392678

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/ukzq/p/16669025.html
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