看穿面试题-Spring循环依赖-背后的秘密(上)

简介: 看穿面试题-Spring循环依赖-背后的秘密(上)

一、面试为啥好问循环依赖问题


Spring是一个集大成者,我想能对其细节摸的透透的人,必定是大神级别了。

其实我一直好奇为啥网上一直流传Spring 循环依赖问题的面试题。我也断断续续看了很多人再解释循环依赖原理问题。但对于我来说,似乎还是对其有种似懂非懂的感觉。

面试问这个问题的意义在哪?

直到,我从源码世界转了几圈后,再回头看这个问题,我有种豁然开朗的感觉。

是因为这个循环依赖问题背后所需要的知识。

  • 你需要对Bean的生命周期(即Spring 创建Bean的过程)有了解
  • 你需要对AOP原理有了解

是的,简简单单一个循环依赖问题,其实蕴含的是Spring 最核心的两个点: Bean的生命周期与AOP原理。

这个问题很大程序上就能拷问出你对Spring框架的理解程度,这才是这道题深层的含义吧

基于此种思考,我也来讲讲我对循环依赖的理解。


二、基础知识准备


1. Java 引用传递还是值传递?

JAVA 里是值传递,值传递,值传递!!!

public class Test2 {
    public static void main(String[] args) {
        A a =  new A();
        System.out.println("(1)调用change前"+a);
        change(a);
        System.out.println("(3)调用change后"+a);
    }
    public static void change(A a){
        a= new A();
        System.out.println("(2)change方法内"+a);
    }
}
class A{
}
(1)调用change前com.wsjia.ms.controller.A@61064425
(2)change方法内com.wsjia.ms.controller.A@7b1d7fff
(3)调用change后com.wsjia.ms.controller.A@61064425

我承认JAVA中都是值传递。

但此处想要表达的是:引用类型参数,与原引用值共同指向一块内存地址,对对象的修改是相互影响的。

本文姑且叫他引用的传递【我知道你应该懂得什么意思】


2. Bean创建的几个关键点

此处只是列出Bean的几个重要的阶段,为了讲清楚循环依赖,具体的在以后专门讲讲Bean的创建。

Spring 创建Bean的过程,大致和对象的初始化有点类似吧。有几个关键的步骤

  • createBeanInstance :实例化,此处要强调的是,Bean的早期引用在此出现了。
  • populateBean : 填充属性,此处我们熟悉的@Autowired属性注入就发生在此处
  • initializeBean : 调用一些初始化方法,例如init ,afterPropertiesSet

此外:BeanPostProcessor作为一个扩展接口,会穿插在Bean的创建流程中,留下很多钩子,让我们可以去影响Bean的创建过程。其中最主要的就属AOP代理的创建了。


3. AOP的原理

AOP是以一个InstantiationAwareBeanPostProcessor类型的BeanPostProcessor,参与到Bean的创建逻辑中,并根据是否需要代理当前Bean,决定是否创建代理对象。

主要逻辑在(BeanPostProcessor)AbstractAutoProxyCreator类中中,有三个重要方法。

//早期bean创建代理用
public Object getEarlyBeanReference(Object bean, String beanName) throws BeansException {
        Object cacheKey = getCacheKey(bean.getClass(), beanName);
        this.earlyProxyReferences.put(cacheKey, bean);
        return wrapIfNecessary(bean, beanName, cacheKey);
}
//bean创建代理用
public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
        if (bean != null) {
            Object cacheKey = getCacheKey(bean.getClass(), beanName);
            if (this.earlyProxyReferences.remove(cacheKey) != bean) {
                return wrapIfNecessary(bean, beanName, cacheKey);
            }
        }
        return bean;
}
protected Object wrapIfNecessary(Object bean, String beanName, Object cacheKey) {
    //创建代理的逻辑
}

当一个Bean创建代理后,我们通过beanname从BeanFactory中获取的就是就是代理的对象的了


4. getBean()返回的是什么?

当我们尝试按name从BeanFactory.getBean(beanname)一个Bean时,返回的一定是A类对应的实例吗?

答案是否, 当A需要需要创建代理对象时,我们getBean 得到是 代理对象的引用。


5. 三个缓存

本文暂时只考虑单例的情况

把创建好的Bean缓存起来,这是非常平常的逻辑。

/** Cache of singleton objects: bean name --> bean instance */
    private final Map<String, Object> singletonObjects = new ConcurrentHashMap<String, Object>(256);
    /** Cache of early singleton objects: bean name --> bean instance */
    private final Map<String, Object> earlySingletonObjects = new HashMap<String, Object>(16);
    /** Cache of singleton factories: bean name --> ObjectFactory */
    private final Map<String, ObjectFactory<?>> singletonFactories = new HashMap<String, ObjectFactory<?>>(16);
复制代码
  • singletonObjects:第一级缓存,里面存放的都是创建好的成品Bean
  • earlySingletonObjects  : 第二级缓存,里面存放的都是半成品的Bean
  • singletonFactories :第三级缓存, 不同于前两个存的是 Bean对象引用,此缓存存的bean 工厂对象,也就存的是 专门创建Bean的一个工厂对象。此缓存用于解决循环依赖

这里有个点:我个人认为这么叫这三个缓存更加合适

  • singletonObjects:成品缓存
  • earlySingletonObjects: 半成品缓存
  • singletonFactories :单例工厂缓存

至于为什么,稍微给我个人理解。


三、解析循环依赖


接下来开始讲讲循环依赖

本文只讨论,属性注入的情况。

假设有这么两个类产生了循环依赖。如果解决这个问题?

public class A {
    B b;
    public A() {
    }
}
class B{
    @Autowired
    A a;
    public B() {
    }
}


1.一个缓存能解决不?

首先我们先来讨论下这个循环依赖问题


image.png

image.png


  • 从A获取开始,从缓存里查看,没有开始创建A实例,执行构造方法,填充属性时发现需要依赖B,
  • 尝试从缓存中获取B。
  • 开始创建B实例,执行构造方法,填充属性时,发现需要依赖A,取缓存找A .
  • A正在创建没有完成。
  • `死结`


2.两个缓存能解决不??

不等创建完成,有了引用后,提前放入半成品缓存


image.png


  • A引用创建后,提前暴露到半成品缓存中
  • 依赖B,创建B ,B填充属性时发现依赖A, 先从成品缓存查找,没有,再从半成品缓存查找 取到A的早期引用
  • B顺利走完创建过程, 将B的早期引用从半成品缓存移动到成品缓存
  • B创建完成,A获取到B的引用,继续创建。
  • A创建完成,将A的早期引用从半成品缓存移动到成品缓存
  • `完美解决循环依赖`

嗯? 两个缓存就能解决???为啥需要三个缓存??


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