Spring循环依赖及三级缓存

简介: Spring循环依赖及三级缓存源码解析

循环依赖

类A和类B,A实例化的时候需要B的实例,B实例化的时候需要A的实例,这样就进入了死循环。

@Data
@Component
public class Org{
    private final Role role;
    public Org(Role role){
        this.role=role;
    }
}
@Data
@Component
public class Role{
    private final Org org;
    public Role(Org org){
        this.org=org;
    }
}

这就是spring中典型额构造器注入方式。此时启动会出错。

而如果改一下代码,把构造器注入改为属性注入(@Autowired,@Resource),就不会报错,两个bean都实例化成功了。说明spring框架有解决循环依赖的过程。

三级缓存

spring创建bean的过程分为三步:

1.实例化,对应方法AbstractAutowireCapableBeanFactory中的createBeanInstance方法,简单理解就是new了一个对象。

2.属性注入,对应方法AbstractAutowireCapableBeanFactory中的populateBean方法,为实例化中new出来的对象填充属性和注入依赖。

3.初始化,对应方法AbstractAutowireCapableBeanFactory的initializeBean,执行aware接口中的方法,初始化方法,完成aop代理

从单例Bean的初始化来看,主要可能发生循环依赖的环节就在第二部populate。值得注意的是,给予勾到方法注入的方式,其实是将第一步和第二部同时进行,因此马上就抛出错误。而spring通过属性注入的方法,是否有其他特殊处理呢,这时候就提到了三级缓存:

private final Map<String,Object> singletonObject = new ConcurrentHashMap<>(256);
private final Map<String,Object> earlySingletonObjects = new ConcurrentHashMap<>(16);
private final Map<String,ObjectFactory<?>> singletonFactories = new ConcurrentHashMap<>(16);

singletonObject:第一级缓存,存放可用的完全初始化,成品bean。

earlySingletonObjects:第二级缓存,存放半成品bean,指的是已创建对象,但是未注入属性和初始化,用以解决循环依赖。

singletonFactories:第三级缓存,存的事bean工厂对象,用来生成半成品的bean并放入到二级缓存中。用以解决循环依赖。如果bean存在AOP的话,返回的就是AOP的代理对象。

核心方法:getSingleton

我们在获取bean实例的时候,其实是先从三级缓存中获取:

protected Object getSingleton(String beanName, boolean allowEarlyReference) {
//查询缓存中是否有创建好的单例
   Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
  //isSingletonCurrentlyInCreation 判断对应的单例对象是否在创建中
  //如果不存在,判断是否正在创建中
  //当单例对象没有被初始化完全(例如A定义的构造函数依赖了B对象,得先去创建B对象,或者在populatebean过程中依赖了B对象,得先去创建B对象,此时A处于创建中)
   if (singletonObject == null && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
  synchronized (this.singletonObjects) {
//从earlySingletonObjects冲查询是否有early缓存
     singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName);
    //allowEarlyReference 是否允许从singletonFactories中通过getObject拿到对象
    //early缓存也不存在,且允许early使用
     if (singletonObject == null && allowEarlyReference) {
    //从单例工厂Map里查询beanName
        ObjectFactory<?> singletonFactory = this.singletonFactories.get(beanName);
        if (singletonFactory != null) {
    //singletonFactory存在,则调用getObject方法拿到单例对象
           singletonObject = singletonFactory.getObject();
          //将单例对象添加到early缓存中 this.earlySingletonObjects.put(beanName, singletonObject);
          //移除单例工厂中对应的singletonFactory this.singletonFactories.remove(beanName);
        }
     }
  }
   }
   return (singletonObject != NULL_OBJECT ? singletonObject : null);}

三级缓存中一级一级的找匹配的bean,直到最后一级缓存,通过匹配beanName和ObjectFactory来获取Bean,namesingleFactories何时放入了可以通过getObject获得bean对象的ObjectFactory呢?

核心方法:doCreateBean

Bean的实例化,实际执行的源码是AbstractAutowireCapableBeanFactory类的doCreateBean方法;

方法中的BeanWrapper接口,他是bean的包裹类,即在内部中将会保存该bean的实例,提供其他一些扩展功能。同时,BeanWrapper接口还继承了PropertyAccessor,propertyEditorRegistry,TypeConverter,ConfigurationPropertyAccessor接口,所以他还提供了访问bean的属性值,属性编辑器注册,类型转换等功能。

回顾一下bean实例化过程:

ResourceLoader加载配置信息-》BeanDefinitionReader读取bean标签,并将bean标签的属性转换为BeanDefinition对应的属性,并注册到BeanDefinitionRegistry注册表中-》容器扫描注册表,通过反射机制获取BeanFactoryPostPropcessor类型的工厂处理器,并用这个工厂后处理器对BeanDefinition进行加工-》根据处理过的BeanDefinition,实例化Bean,然后BeanWrapper结合BeanDefitionRegistry和PropertyEditorRegistry对Bean的属性赋值。

思考总结:

1.多例循环依赖可以解决吗?

多例是每次创建对象都会调用doGetBean方法,根本没有使用一二三级缓存,所以多例是无法解决的。

2.构造器。setter注入的方式的循环依赖可以决绝吗?

类A和类B

均采用setter方法注入:可以解决

均采用构造器注入:不可解决

A注入B为setter,B注入A为构造器:可以解决

B注入A为setter,A注入B为构造器:不可决绝

出现循环依赖,只能先用AOP给bean先创建代理,三级缓存singleFactory的目的就是,暴露ObjectFactory而完成AOP代理,对象工厂清楚如何创建对象的AOP代理,但是不会立马创建,而是到合适的时机进行AOP代理对象的创建。

二级缓存存在的目的之一就是保证对象只有一次AOP代理,当调用三级缓存getObject()方法返回的对象会存入二级缓存,这样,当接下来的依赖者调用的时候,会先判断二级缓存是否存在,日过存在直接返回。

总结:

一级缓存为单例池,二级缓存为早期曝光对象,三级缓存为早期曝光对象工厂。

当A、B两类发生循环引用后,将自己提早曝光(加入三级缓存),如果A初始AOP代理,该工厂对象返回的事被代理的对象,若未被代理,返回对象本身。当A进行属性注入时,经过之前实例化步骤,此时轮到B属性注入,调用getBean(a)获取A对象,由于A处理正在创建集合中,此时也发生了循环依赖,所以可以从三级换窜获取对象工厂(如果A被AOP代理,此时返回就是代理对象),并把对象放到二级缓存中,这样保证A只经过一次AOP代理。接下来,B走完Spring生命周期流程,并放入单例池中。当B创建完后,会将B注入A,A走完Spring生命周期流程。到此,循环依赖结束。

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