Spring 循环依赖及解决方式
循环依赖
Spring 有一个经典的问题,就是如何解决循环依赖,话不多说,直接开始,
spring bean 的生命周期
获取一个Bean的操作从 getBean(String name) 开始主要步骤为
1、getBean(String name)
2、实例化对象 A a = new A(); 此时执行构造方法的依赖注入
3、设置对象属性 populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper); 此时执行属性的依赖注入
4、执行初始化方法 initializeBean(beanName, exposedObject, mbd); 此时执行 bean 的 initialize 方法
5、将生成好的 bean 对象添加到 单例池(一个hashMap,保证单例bean在 context仅仅存在一个对象)
6、结束
伪代码如下:
A 依赖 B 的情况下的加载流程
伪代码如下:
A、B互相依赖的加载流程
以上就会出现一个问题,由于a、b都是单例Bean,加载b的时候,到了上图中标红的阶段后,b依赖注入的a的引用应该是通过 getBean(A) 得到的引入,如果还是以上的逻辑,又再一次走入了 A的创建逻辑,此时就是发生了循环依赖。下面我们就开始介绍 Spring 是如何解决循环依赖的。
一级缓存:单例池 singletonObjects
我们都知道如果是单例的Bean,每次getBean(beanName)返回同一个bean,也就是在整个ApplicationContext里面,仅有一个单例Bean,单例Bean创建完成后就放在 singletonObjects 这个Map里面,这就是一级缓存。此时说的“创建完成”指的是图一的第6步骤,图三中 getBean("B") 的过程中,a 是没有加入到一级缓存中,所以在 getBean("B") 的流程中,b依赖了a,此时b是找不到a对象的。依然会无法解决循环引用的问题。
二级缓存:earlySingletonObjects
这个时候我们考虑再引入一个Map存放引用,earlySingletonObjects 这个map我们打算存放提前暴露bean的引用,实例化以后,我们就把对象放入到earlySingletonObjects这个map中,这样在 加载b的过程中,b.setA(getBean("a")),我们就可以在earlySingletonObjects拿到a的引用,此时a仅仅经过了实例化,并没有设置属性。流程如下:
1、getBean(A)
2、A a = new A();
3、earlySingletonObjects.put("a", a); 将A放入二级缓存
3、设置A的属性
4、getBean(B)
5、设置B的属性,发现B依赖A,从二级缓存中获取A
6、加载B成功
7、将B放入一级缓存
8、继续加载A
9、加载A完成,将A放入单例池
到目前为止,发现使用二级缓存似乎就能解决我们的问题。看起来很美好,这是Spring IOC的特性,Spring 的另一大特性是AOP面向切面编程,动态增强对象,不管使用JDK的动态代理和Cglib动态代理,都会生成一个全新的对象。下图中我标出了AOP动态增强的位置。
此时就会出现一个问题,因为经过AOP以后,生成的是增强后的bean对象,也就是一个全新的对象,我们可以看到经过图中的流程后,单例池中会存在两个bean:增强后的a、b对象,此时a对象中依赖的b为增强后的,而b对象依赖的a是为原始对象,未增强的。所以使用二级缓存解决不了循环依赖中发生过aop的引用问题。
三级缓存:singletonFactories
为了解决二级缓存中AOP生成新对象的问题,Spring 中的解决方案是:提前AOP,如果我们能够提前AOP就能解决上面的问题了,提前AOP指的就是,在 加载B的流程中,如果发生了循环依赖,就是说 b又依赖了a,我们就要对a执行aop,提前获取增强以后的a对象,这样b对象依赖的a对象就是增强以后的a了。三级缓存的 key是beanName,value是一个lambda表达式,这个lambda表达式的作用就是进行提前AOP。
下面是加入了三级缓存和AOP的流程图,PS:可能会有点乱。。。。。。
上面就是三级缓存的作用,其中有个三级缓存到二级缓存的升级过程,这个非常重重要,这个主要是防止重复aop。好的,写到这里,我们对Spring 如何使用三级缓存解决循环依赖的流程已经大概清楚了,下面分析一下源码。
源码解析:
1、 doGetBean
2、 第1步中 getSingleton(beanName)
3、 第1步中 单例bean的加载逻辑
4、核心方法,加载bean
通过对上面源码的解析,看到了bean加载的整个生命周期,和三级缓存的作用。
比如:
1、如何判断是否存在循环依赖:使用 isSingletonCurrentlyInCreation(beanName) 这个方法
2、三级缓存如何升级到二级缓存的:参考第二步
3、提前执行AOP:这个东西是在 获取三级缓存的时候执行的,里面有一个 getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean) 这个lambda表达式,这个方法就是提前执行aop,具体可以参考 AbstractAutoProxyCreator
4、如果提前执行AOP,则需要替换原对象
文字总结A、B循环依赖
1、getBean(A) 先去单例池获取,单例池不存在,二级缓存获取,二级缓存不存在且允许提前访问,三级缓存中取,此时返回为空,开始加载A
2、singletonsCurrentlyInCreation(A) 将A放入正在创建的Map中
3、new A(); 实例化A
4、提前暴露A,将A放入三级缓存,addSingletonFactory(beanName, () -> getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean));
5、设置属性 populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);
6、发现A依赖B,需要先创建B
7、getBean(B)
8、先去单例池获取B,单例池不存在,二级缓存获取,二级缓存不存在且允许提前访问,三级缓存中取,此时返回为空,开始加载B
9、将B放入singletonsCurrentlyInCreation() 的Map中
10、new B() 实例化B
11、将B放入三级缓存 addSingletonFactory(beanName, () -> getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean));
12、设置属性 populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);
13、发现B依赖A
14、getBean(A)
15、发现三级缓存中存在A,getEarlyBeanReference(A, mbd, bean) 获取A,同时把A放入二级缓存,删除三级缓存
16、执行B的 initializeBean 方法,执行aop,获取增强以后的引用
17、B创建完了,将B放入单例池冲
18、继续执行第7步,返回的getBean(B)就是创建好的B
19、接下来A初始化
20、因为A的三级缓存中的 getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean) 被B已经执行过了
21、A就能从二级缓存中获取自己的引用
22、如果发现引用变了,此时A就指向二级缓存中的引用
23、将A放出单例池中
24、删除二级缓存和三级缓存
版权声明: 本文为 InfoQ 作者【张sir】的原创文章。
原文链接:【http://xie.infoq.cn/article/e3b46dc2c0125ab812f9aa977】。文章转载请联系作者。
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