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人人都能看懂的Spring源码解析,Spring如何解决循环依赖

人人都能看懂的Spring源码解析,Spring如何解决循环依赖

  • 原理解析
    • 什么是循环依赖
    • 循环依赖会有什么问题?
    • 如何解决循环依赖
      • 问题的根本原因
      • 如何解决
    • 为什么需要三级缓存?
    • Spring的三级缓存
  • 源码走读
    • Spring的三级缓存
    • 提前暴露
    • getSingleton方法
  • 总结

往期内容:

  1. 人人都能看懂的Spring底层原理,看完绝对不会懵逼
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  5. 简单易懂值得收藏的Spring源码解析,依赖注入和bean的初始化

原理解析

什么是循环依赖

两个Bean,BeanA和BeanB,它们都有一个引用指向对方,这就是最简单的循环依赖。还有更复杂的循环依赖,涉及到多个bean,只要其中形成环,就是循环依赖。

在这里插入图片描述

循环依赖会有什么问题?

如果Spring不对这种情况做处理,那么在进行依赖注入的时候就会出现死循环

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如何解决循环依赖

问题的根本原因

要解决循环依赖的问题,首先就要分析导致这个问题的根本原因。

因为上面是假设Spring只有一个缓存,那就是单例缓存池,而且该缓存池是用于存放已初始化完成的bean,而没有完成依赖注入的bean不算是初始化完成的bean,所以不会放入单例缓存池中。

所以beanA依赖beanB时,只能实例化一个beanB,然后对其进行依赖注入,而beanB又依赖了beanA,所以又只能实例化一个beanA,对其进行依赖注入,这样就没完没了了。

如何解决

解决办法就是多增加一个缓存(二级缓存),用于存放已经实例化但是未完成初始化的bean。因为增加了一个二级缓存,在bean被实例化的之后就预先放入到该二级缓存中,那么在后续其他bean进行依赖注入的时候,发现依赖了该bean,然后检查到二级缓存中有,就不需要往下进行实例化。

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比如上图,在第二次getBean(beanA)的时候,二级缓存中已经存放了beanA,因此不会往下再次进行beanA的实例化,而是直接从缓存中取,死循环因此就解决了。

为什么需要三级缓存?

那看起来搞两级缓存就能解决问题,但是Spring实际上是有三级缓存的,那为什么Spring需要搞三级缓存呢

那是因为Spring要处理AOP,我们可以想一想,如果只有两级缓存,要怎么同时处理循环依赖和AOP呢?

此时就要在每个bean实例化后,放入二级缓存之前,都要判断一下这个bean是否需要进行AOP处理:如果需要,就要先通过动态代理生成代理对象,放入二级缓存的就是代理对象;如果不需要进行AOP处理,那么就把原始对象放入二级缓存。

这个显然不符合Spring的设计。Spring的设计是把AOP放到依赖注入完成以后,在初始化阶段触发的,而现在却要把AOP的处理提前到实例化之后。

那如果还是要把AOP放到初始化阶段触发,只有涉及到循环依赖的bean才提前进行AOP呢?那就要在每次从二级缓存获取bean的时候,都要判断一下是否需要进行AOP处理,这样就太繁琐了。

因此最好的解决办法就是再加一级缓存,三级缓存。先从二级缓存中取,如果有,直接返回,如果二级缓存没有,再从三级缓存中拿,放入二级缓存,并从三级缓存删除,并且只有从三级缓存中取的时候,才判断是否需要进行AOP处理

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Spring的三级缓存

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  • singletonObjects:一级缓存,Map<String, Object>类型,key是beanName,value是已初始化完成的bean。
  • earlySingletonObjects:二级缓存,Map<String, Object>类型,key是beanName,value是已实例化完成但是未进行初始化的bean。
  • singletonFactories:三级缓存,Map<String, ObjectFactory<?>>,key是beanName,value是ObjectFactory<?>类型。ObjectFactory是一个函数式接口,可以视为一个回调函数,里面的逻辑就是调用bean后置处理判断是否需要进行AOP处理,如果需要则进行AOP处理,返回一个代理对象,如果不需要进行AOP处理,则返回原始对象。

源码走读

Spring的三级缓存

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上面描述的三级缓存,就是DefaultSingletonBeanRegistry的成员变量

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DefaultSingletonBeanRegistry又是DefaultListableBeanFactory的祖先类,所以三级缓存就在DefaultListableBeanFactory里面。

提前暴露

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AbstractAutowireCapableBeanFactory#doCreateBean方法,首先调用createBeanInstance方法进行bean的实例化

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实例化以后,就是判断是否需要提前暴露(earlySingletonExposure为true),如果需要,则调用addSingletonFactory方法进行提前暴露

然后下面的populateBean方法里面就是依赖注入的处理,initializeBean方法里面就是bean初始化的处理,这两个方法在前面的文章已经讲过。

需要提前暴露的条件:

  • mbd.isSingleton():是否单例。
  • this.allowCircularReferences:是否允许循环依赖,默认为true(但是高版本改成默认为false了,Spring希望我们把代码写的更好,而不是指望Spring来给我们处理循环依赖的问题)。
  • isSingletonCurrentlyInCreation(beanName):该bean是否正在创建中。

三个条件都满足,就调用addSingletonFactory方法,提前暴露。

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addSingletonFactory方法里面,就是把beanName和ObjectFactory类型的对象singletonFactory,放入三级缓存singletonFactories。这里的singletonFactory的就是外面的lambda表达式 () -> getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean)。ObjectFactory是一个函数式接口,里面有一个getObject方法,而singletonFactory的getObject方法就是调用getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean)。

getSingleton方法

一个bean在依赖注入阶段,要处理对别的bean的依赖,会调用beanFactory的getBean方法,尝试从容器中取,getBean方法会先调用getSingleton方法,尝试从三级缓存中取

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  1. 首先从第一级缓存取this.singletonObjects.get(beanName),不是null就返回
  2. 如果第一级缓存取到的是null,则从第二级缓存取this.earlySingletonObjects.get(beanName),不是null就返回
  3. 如果第二级缓存取到的还是null,则从第三级缓存取this.singletonFactories.get(beanName)
  4. 如果第三级缓存取到的不是null,则调用getObject方法,获取getObject方法返回的对象,放入二级缓存,从三级缓存中删除
  5. 如果第三级缓存取到的还是null,就要走创建bean的逻辑

这里的singletonFactory的getObject实现方法,就是addSingletonFactory方法的第二个参数的lambda表达式 () -> getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean),也就是会调用 getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean) 方法获取返回的对象。
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可以看到遍历所有的bean后置处理器,判断如果是SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor类型,就回调getEarlyBeanReference方法,这里会进入到AbstractAutoProxyCreator#getEarlyBeanReference方法。

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wrapIfNecessary方法就是判断如果当前bean需要进行AOP处理,则进行动态代理,返回代理对象;如果不需要进行AOP处理,会返回原始对象。

总结

以上就是关于“Spring如何处理循环依赖”的讲解的全部内容。下面做一个简单总结:

  • Spring是通过三级缓存解决循环依赖的。一级缓存是singletonObjects;二级缓存是earlySingletonObjects;三级缓存是singletonFactories。
  • 一个bean在实例化完成后,在进行依赖注入之前,如果判断满足三个条件(当前bean是一个单例bean,并且允许循环依赖,并且当前bean正在创建中),就会进行提前暴露,放入到第三级缓存中。
  • 在依赖注入阶段,会调用beanFactory的getBean方法获取依赖的bean,getBean方法会先调用getSingleton方法尝试从三级缓存中取。
  • getSingleton方法先尝试从第一级缓存取,如果没有再从第二级缓存取,如果再没有就从第三级缓存取,如果第三级缓存中有,会调用getObject方法获取返回对象,再放入第二级缓存,从第三级缓存中删除。
  • singletonFactory的getObject方法,会调用getEarlyBeanReference方法,里面会调用到AbstractAutoProxyCreator的getEarlyBeanReference方法,判断是否要进行AOP处理,如果需要会进行动态代理返回代理对象,如果不需要,就返回原始对象。

http://www.kler.cn/a/8101.html

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