烂大街的 Spring 循环依赖该如何回答?
什么是循环依赖?
从字面上来理解就是 A 依赖 B 的同时 B 也依赖了 A,就像上面这样,或者 C 依赖与自己本身。体现到代码层次就是这个样子
虽然体现形式不一样,但是实际上都是循环依赖的问题。
什么情况下循环依赖可以被处理?
Spring 解决循环依赖是有前置条件的
出现循环依赖的 Bean 必须要是单例(singleton),如果依赖 prototype 则完全不会有此需求。
依赖注入的方式不能全是构造器注入的方式(只能解决 setter 方法的循环依赖,这是错误的)
1. AB 均采用 setter 方法注入 结果 OK
2. AB 均采用属性 Autowired 注入 结果 ok
3. AB 均采用构造器方法注入 出现循环依赖
4. A 中注入 B 的方式为 setter 方法,B 中注入 A 的方式为构造器
5. A 中注入 B 的方式为构造器,B 中注入 A 的方式为 setter 方法。
结论
依赖情况依赖注入方式是否解决 AB 相互依赖(循环依赖)均采用 setter 方法注入是 AB 相互依赖(循环依赖)均采用属性自动注入是 AB 相互依赖(循环依赖)均采用构造器注入否 AB 相互依赖(循环依赖)A 中注入 B 的方式为 setter 方法,B 中注入 A 的方式为构造器是 AB 相互依赖(循环依赖)B 中注入 A 的方式为 setter 方法,A 中注入 B 的方式为构造器,Spring 在创建 Bean 时默认会根据自然排序进行创建,A 会先于 B 进行创建否
从上面的测试结果我们可以看到,不是只有在 setter 方法注入的情况下循环依赖才能被解决,即使存在构造器注入的场景下,循环依赖依然被可以被正常处理掉。
Spring 循环依赖的通俗说
Spring bean 的创建,其本质上还是一个对象的创建,既然是对象,一定要明白一点就是,一个完整的对象包含两部分:当前对象实例化和对象属性的实例化。在 Spring 中,对象的实例化是通过反射实现的,而对象的属性则是在对象实例化之后通过一定的方式设置的。这个过程可以按照如下方式进行理解:
大致绘制依赖流程图如下:
图中 getBean()表示调用 Spring 的 ApplicationContext.getBean()方法,而该方法中的参数,则表示我们要尝试获取的目标对象。图中的黑色箭头表示一开始的方法调用走向,走到最后,返回了 Spring 中缓存的 A 对象之后,表示递归调用返回了,此时使用绿色箭头表示。从图中我们可以很清楚的看到,B 对象的 a 属性是在第三步中注入的半成品 A 对象,而 A 对象的 b 属性是在第二步中注入的成品 B 对象,此时半成品的 A 对象也就变成了成品的 A 对象,因为其属性已经设置完成了。
到这里,Spring 整个解决循环依赖问题的实现思路已经比较清楚了。对于整体过程只要理解两点:
Spring 是通过递归的方式获取目标 bean 及其所依赖的 bean 的;
Spring 实例化一个 bean 的时候,是分两步进行的,首先实例化目标 bean,然后为其注入属性。
结合这两点,也就是说,Spring 在实例化一个 bean 的时候,是首先递归的实例化其所依赖的所有 bean,直到某个 bean 没有依赖其他 bean,此时就会将该实例返回,然后反递归的将获取到的 bean 设置为各个上层 bean 的属性的。
Spring 循环依赖进阶
一个对象一般创建过程有 3 部分组成:
实例化:简单理解就是 new 了一个对象
属性注入:为实例化中 new 出来的对象填充属性
初始化:执行 aware 接口中的方法,初始化方法,完成 AOP 代理
Spring 是通过「三级缓存」来解决上述问题的:
singletonObjects:一级缓存 存储的是所有创建好了的单例 Bean
earlySingletonObjects:完成实例化,但是还未进行属性注入及初始化的对象
singletonFactories:提前暴露的一个单例工厂,二级缓存中存储的就是从这个工厂中获取到的对象
然后接下来说下普通循环依赖跟带 AOP 的循环依赖。
普通循环依赖图
结论:没有进行 AOP 的 Bean 间的循环依赖 从上图分析可以看出,这种情况下「三级缓存根本没用」!所以不会存在什么提高了效率的说法
带 AOP 循环依赖
带 AOP 的跟不带 AOP 的其实几乎一样,只是在三级缓存中存放的是函数式接口,在需要调用时直接返回代理对象。三级缓存存在的意义:
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只有真正发生循环依赖的时候,才去提前生成代理对象,否则只会创建一个工厂并将其放入到三级缓存中,但是不会去通过这个工厂去真正创建对象
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是否可以用二级缓存而不用三级缓存?
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答案:不可以,违背 Spring 在结合 AOP 跟 Bean 的生命周期的设计!Spring 结合 AOP 跟 Bean 的生命周期(看下图)本身就是通过 AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator 这个后置处理器来完成的,在这个后置处理的 postProcessAfterInitialization 方法中对初始化后的 Bean 完成 AOP 代理。如果出现了循环依赖,那没有办法,只有给 Bean 先创建代理,但是没有出现循环依赖的情况下,设计之初就是让 Bean 在生命周期的「最后一步完成代理而不是在实例化后就立马完成代理」。
❞
使用了三级缓存的情况下,A、B 的创建流程
不使用三级缓存,直接在二级缓存中
结论:上面两个流程的唯一区别在于为 A 对象创建代理的时机不同,使用三级缓存的情况下为 A 创建代理的时机是在 B 中需要注入 A 的时候,而不使用三级缓存的话在 A 实例化后就需要马上为 A 创建代理然后放入到二级缓存中去。三级缓存是无法提速的!
回答模板
Spring 如何解决循环依赖的
答:Spring 通过三级缓存解决了循环依赖,其中一级缓存为单例池(singletonObjects),二级缓存为早期曝光对象 earlySingletonObjects,三级缓存为早期曝光对象工厂(singletonFactories)。
当 A、B 两个类发生循环引用时,在 A 完成实例化后,就使用实例化后的对象去创建一个对象工厂,添加到三级缓存中,如果 A 被 AOP 代理,那么通过这个工厂获取到的就是 A 代理后的对象,如果 A 没有被 AOP 代理,那么这个工厂获取到的就是 A 实例化的对象。
当 A 进行属性注入时,会去创建 B,同时 B 又依赖了 A,所以创建 B 的同时又会去调用 getBean(a)来获取需要的依赖,此时的 getBean(a)会从缓存中获取:
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第一步:先获取到三级缓存中的工厂;
第二步:调用对象工工厂的 getObject 方法来获取到对应的对象,得到这个对象后将其注入到 B 中。紧接着 B 会走完它的生命周期流程,包括初始化、后置处理器等。
第三步:当 B 创建完后,会将 B 再注入到 A 中,此时 A 再完成它的整个生命周期。至此,循环依赖结束!
❞
面试官:为什么要使用三级缓存呢?二级缓存能解决循环依赖吗?
❝
答:如果要使用二级缓存解决循环依赖,意味着所有 Bean 在实例化后就要完成 AOP 代理,这样违背了 Spring 设计的原则,Spring 在设计之初就是通过 AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator 这个后置处理器来在 Bean 生命周期的最后一步来完成 AOP 代理,而不是在实例化后就立马进行 AOP 代理。
❞
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