前言

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1、Spring中循环依赖场景有:

(1)构造器的循环依赖 (无法解决)

(2)field属性的循环依赖。

@Slf4j
@Service
public class AService {


    public AService(BService bService){
        log.info(bService.toString());
    }
}
@Service
@Slf4j
public class BService {

    public BService(AService aService){
      log.info(aService.toString());
    }
}

2、怎么检测是否存在循环依赖

检测循环依赖相对比较容易,Bean在创建的时候可以给该Bean打标,如果递归调用回来发现正在创建中的话,即说明了循环依赖了。

或者控制台报错

Description:

The dependencies of some of the beans in the application context form a cycle:

┌─────┐
|  AService defined in file [/Users/healerjean/Desktop/Now/HealerJean.github.io/_posts/7_SpringBoot/2020_06_04_SpringBoot原理/hlj-spring-boot/spring-annotation/target/classes/com/healerjean/proj/service/AService.class]
↑     ↓
|  BService defined in file [/Users/healerjean/Desktop/Now/HealerJean.github.io/_posts/7_SpringBoot/2020_06_04_SpringBoot原理/hlj-spring-boot/spring-annotation/target/classes/com/healerjean/proj/service/BService.class]
└─────┘

3、Spring如何解决循环依赖

Spring的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:

1、createBeanInstance:实例化,其实也就是调用对象的构造方法实例化对象

2、populateBean:填充属性,这一步主要是多bean的依赖属性进行填充

3、initializeBean:调用spring xml中的init 方法。

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、第二部。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

/** Cache of singleton objects: bean name --> bean instance */

singletonFactories  单例对象工厂的cache
private final Map<String, Object> singletonObjects = new ConcurrentHashMap<String, Object>(256);

/** Cache of singleton factories: bean name --> ObjectFactory */
earlySingletonObjects 提前暴光的单例对象的Cache
private final Map<String, ObjectFactory<?>> singletonFactories = new HashMap<String, ObjectFactory<?>>(16);

/** Cache of early singleton objects: bean name --> bean instance */
singletonObjects单例对象的cache
private final Map<String, Object> earlySingletonObjects = new HashMap<String, Object>(16);

Object sharedInstance = getSingleton(beanName);

如注释所说,首先回去找在容器中是不是已经存在该单例。具体在哪找我们在前面的文章中已经说得很清楚了。看一下getSingleton()方法

分析getSingleton()的整个过程,

1、Spring首先从一级缓存singletonObjects中获取。

2、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。

3、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。

private final Map<String, ObjectFactory<?>> singletonFactories = new HashMap<>(16);


// DefaultSingletonBeanRegistry类
protected Object getSingleton(String beanName, boolean allowEarlyReference) {
  // 由于scope是singleton,所以先从缓存中取单例对象的实例,如果取到直接返回,没有取到加载bean
  Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);

  // 当想要获取的bean没有被加载,并且也没有正在被创建的时候,主动去加载bean
  //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。
  if (singletonObject == null && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
    // 锁住单例缓存区加载bean
    synchronized (this.singletonObjects) {
      // singletonObjects ,earlySingletonObjects ,singletonFactories是一个单例实例的三种存在状态
      // 再去earlySingletonObjects中去找
      singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName);
      //allowEarlyReference 是否允许从singletonFactories中通过getObject拿到对象
      if (singletonObject == null && allowEarlyReference) {
        // 去singletonFactories中去找对象的实例
        ObjectFactory<?> singletonFactory = this.singletonFactories.get(beanName);
        if (singletonFactory != null) {
          singletonObject = singletonFactory.getObject();
          this.earlySingletonObjects.put(beanName, singletonObject);
          this.singletonFactories.remove(beanName);
        }
      }
    }
  }
  return singletonObject;
}

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:

 在DefaultSingletonBeanRegistry类中的singletonObjects属性就是存singleton bean的地方。

public interface ObjectFactory<T> {
    T getObject() throws BeansException;
}



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。A首先完成了初始化的第一步,并且将自己提前曝光到singletonFactories中,此时进行初始化的第二步,发现自己依赖对象B,此时就尝试去get(B),发现B还没有被create,所以走create流程,B在初始化第一步的时候发现自己依赖了对象A,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),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。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,而且更加幸运的是,由于B拿到了A的对象引用,所以B现在hold住的A对象完成了初始化。

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。

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