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你知道怎么用Spring的三級(jí)緩存解決循環(huán)依賴嗎

 更新時(shí)間:2022年02月09日 15:28:23   作者:fedorafrog  
這篇文章主要為大家詳細(xì)介紹了Spring的三級(jí)緩存解決循環(huán)依賴,文中示例代碼介紹的非常詳細(xì),具有一定的參考價(jià)值,感興趣的小伙伴們可以參考一下,希望能夠給你帶來(lái)幫助

1. 前言

循環(huán)依賴:就是N個(gè)類循環(huán)(嵌套)引用。

通俗的講就是N個(gè)Bean互相引用對(duì)方,最終形成閉環(huán)。用一副經(jīng)典的圖示可以表示成這樣(A、B、C都代表對(duì)象,虛線代表引用關(guān)系):

在這里插入圖片描述

  • 其實(shí)可以N=1,也就是極限情況的循環(huán)依賴:自己依賴自己
  • 這里指的循環(huán)引用不是方法之間的循環(huán)調(diào)用,而是對(duì)象的相互依賴關(guān)系。(方法之間循環(huán)調(diào)用若有出口也是能夠正常work的

2. Spring Bean的循環(huán)依賴

談到Spring Bean的循環(huán)依賴,有的小伙伴可能比較陌生,畢竟開(kāi)發(fā)過(guò)程中好像對(duì)循環(huán)依賴這個(gè)概念無(wú)感知。其實(shí)不然,你有這種錯(cuò)覺(jué),權(quán)是因?yàn)槟愎ぷ髟赟pring的襁褓中,從而讓你“高枕無(wú)憂”~

我十分堅(jiān)信,小伙伴們?cè)谄綍r(shí)業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)中一定一定寫過(guò)如下結(jié)構(gòu)的代碼:

@Service
public class AServiceImpl implements AService {
    @Autowired
    private BService bService;
    ...
}
@Service
public class BServiceImpl implements BService {
    @Autowired
    private AService aService;
    ...
}

這其實(shí)就是Spring環(huán)境下典型的循環(huán)依賴場(chǎng)景。但是很顯然,這種循環(huán)依賴場(chǎng)景,Spring已經(jīng)完美的幫我們解決和規(guī)避了問(wèn)題。所以即使平時(shí)我們這樣循環(huán)引用,也能夠整成進(jìn)行我們的coding之旅~

3. Spring中三大循環(huán)依賴場(chǎng)景演示

在Spring環(huán)境中,因?yàn)槲覀兊腂ean的實(shí)例化、初始化都是交給了容器,因此它的循環(huán)依賴主要表現(xiàn)為下面三種場(chǎng)景。為了方便演示,我準(zhǔn)備了如下兩個(gè)類:

在這里插入圖片描述

3.1 構(gòu)造器注入循環(huán)依賴

@Service
public class A {
    public A(B b) {
    }
}
@Service
public class B {
    public B(A a) {
    }
}

結(jié)果:項(xiàng)目啟動(dòng)失敗拋出異常BeanCurrentlyInCreationException

Caused by: org.springframework.beans.factory.BeanCurrentlyInCreationException: Error creating bean with name 'a': Requested bean is currently in creation: Is there an unresolvable circular reference?
	at org.springframework.beans.factory.support.DefaultSingletonBeanRegistry.beforeSingletonCreation(DefaultSingletonBeanRegistry.java:339)
	at org.springframework.beans.factory.support.DefaultSingletonBeanRegistry.getSingleton(DefaultSingletonBeanRegistry.java:215)
	at org.springframework.beans.factory.support.AbstractBeanFactory.doGetBean(AbstractBeanFactory.java:318)
	at org.springframework.beans.factory.support.AbstractBeanFactory.getBean(AbstractBeanFactory.java:199)

構(gòu)造器注入構(gòu)成的循環(huán)依賴,此種循環(huán)依賴方式是無(wú)法解決的,只能拋出BeanCurrentlyInCreationException異常表示循環(huán)依賴。這也是構(gòu)造器注入的最大劣勢(shì)(它有很多獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),請(qǐng)小伙伴自行發(fā)掘)

根本原因Spring解決循環(huán)依賴依靠的是Bean的“中間態(tài)”這個(gè)概念,而這個(gè)中間態(tài)指的是已經(jīng)實(shí)例化,但還沒(méi)初始化的狀態(tài)。而構(gòu)造器是完成實(shí)例化的東東,所以構(gòu)造器的循環(huán)依賴無(wú)法解決~~~

3.2 singleton模式field屬性注入循環(huán)依賴

這種方式是我們最最最最為常用的依賴注入方式(所以猜都能猜到它肯定不會(huì)有問(wèn)題啦):

@Service
public class A {
    @Autowired
    private B b;
}
@Service
public class B {
    @Autowired
    private A a;
}

結(jié)果:項(xiàng)目啟動(dòng)成功,能夠正常work

備注:setter方法注入方式因?yàn)樵砗妥侄巫⑷敕绞筋愃?,此處不多加演?/p>

3.3 prototype模式field屬性注入循環(huán)依賴

prototype在平時(shí)使用情況較少,但是也并不是不會(huì)使用到,因此此種方式也需要引起重視。

@Scope(ConfigurableBeanFactory.SCOPE_PROTOTYPE)
@Service
public class A {
    @Autowired
    private B b;
}
@Scope(ConfigurableBeanFactory.SCOPE_PROTOTYPE)
@Service
public class B {
    @Autowired
    private A a;
}

結(jié)果:需要注意的是本例中啟動(dòng)時(shí)是不會(huì)報(bào)錯(cuò)的(因?yàn)榉菃卫鼴ean默認(rèn)不會(huì)初始化,而是使用時(shí)才會(huì)初始化),所以很簡(jiǎn)單咱們只需要手動(dòng)getBean()或者在一個(gè)單例Bean內(nèi)@Autowired一下它即可

// 在單例Bean內(nèi)注入
    @Autowired
    private A a;

這樣子啟動(dòng)就報(bào)錯(cuò):

org.springframework.beans.factory.UnsatisfiedDependencyException: Error creating bean with name 'mytest.TestSpringBean': Unsatisfied dependency expressed through field 'a'; nested exception is org.springframework.beans.factory.UnsatisfiedDependencyException: Error creating bean with name 'a': Unsatisfied dependency expressed through field 'b'; nested exception is org.springframework.beans.factory.UnsatisfiedDependencyException: Error creating bean with name 'b': Unsatisfied dependency expressed through field 'a'; nested exception is org.springframework.beans.factory.BeanCurrentlyInCreationException: Error creating bean with name 'a': Requested bean is currently in creation: Is there an unresolvable circular reference?
	at org.springframework.beans.factory.annotation.AutowiredAnnotationBeanPostProcessor$AutowiredFieldElement.inject(AutowiredAnnotationBeanPostProcessor.java:596)
	at org.springframework.beans.factory.annotation.InjectionMetadata.inject(InjectionMetadata.java:90)
	at org.springframework.beans.factory.annotation.AutowiredAnnotationBeanPostProcessor.postProcessProperties(AutowiredAnnotationBeanPostProcessor.java:374)

如何解決???

可能有的小伙伴看到網(wǎng)上有說(shuō)使用@Lazy注解解決:

    @Lazy
    @Autowired
    private A a;

此處負(fù)責(zé)任的告訴你這樣是解決不了問(wèn)題的(可能會(huì)掩蓋問(wèn)題),@Lazy只是延遲初始化而已,當(dāng)你真正使用到它(初始化)的時(shí)候,依舊會(huì)報(bào)如上異常。

對(duì)于Spring循環(huán)依賴的情況總結(jié)如下:

不能解決的情況:

構(gòu)造器注入循環(huán)依賴

prototype模式field屬性注入循環(huán)依賴

能解決的情況:

singleton模式field屬性注入(setter方法注入)循環(huán)依賴

4. Spring解決循環(huán)依賴的原理分析

在這之前需要明白java中所謂的引用傳遞值傳遞的區(qū)別。

說(shuō)明:看到這句話可能有小伙伴就想噴我了。java中明明都是傳遞啊,這是我初學(xué)java時(shí)背了100遍的面試題,怎么可能有錯(cuò)???
這就是我做這個(gè)申明的必要性:伙計(jì),你的說(shuō)法是正確的,java中只有值傳遞。但是本文借用引用傳遞來(lái)輔助講解,希望小伙伴明白我想表達(dá)的意思~

Spring的循環(huán)依賴的理論依據(jù)基于Java的引用傳遞,當(dāng)獲得對(duì)象的引用時(shí),對(duì)象的屬性是可以延后設(shè)置的。(但是構(gòu)造器必須是在獲取引用之前,畢竟你的引用是靠構(gòu)造器給你生成的,兒子能先于爹出生?哈哈)

4.1 Spring創(chuàng)建Bean的流程

首先需要了解是Spring它創(chuàng)建Bean的流程,我把它的大致調(diào)用棧繪圖如下:

在這里插入圖片描述

對(duì)Bean的創(chuàng)建最為核心三個(gè)方法解釋如下:

  • createBeanInstance:例化,其實(shí)也就是調(diào)用對(duì)象的構(gòu)造方法實(shí)例化對(duì)象
  • populateBean:填充屬性,這一步主要是對(duì)bean的依賴屬性進(jìn)行注入(@Autowired)
  • initializeBean:回到一些形如initMethod、InitializingBean等方法

從對(duì)單例Bean的初始化可以看出,循環(huán)依賴主要發(fā)生在第二步(populateBean),也就是field屬性注入的處理。

4.2 Spring容器的“三級(jí)緩存”

在Spring容器的整個(gè)聲明周期中,單例Bean有且僅有一個(gè)對(duì)象。這很容易讓人想到可以用緩存來(lái)加速訪問(wèn)。
從源碼中也可以看出Spring大量運(yùn)用了Cache的手段,在循環(huán)依賴問(wèn)題的解決過(guò)程中甚至不惜使用了“三級(jí)緩存”,這也便是它設(shè)計(jì)的精妙之處~

三級(jí)緩存其實(shí)它更像是Spring容器工廠的內(nèi)的術(shù)語(yǔ),采用三級(jí)緩存模式來(lái)解決循環(huán)依賴問(wèn)題,這三級(jí)緩存分別指:

public class DefaultSingletonBeanRegistry extends SimpleAliasRegistry implements SingletonBeanRegistry {
	...
	// 從上至下 分表代表這“三級(jí)緩存”
	private final Map<String, Object> singletonObjects = new ConcurrentHashMap<>(256); //一級(jí)緩存
	private final Map<String, Object> earlySingletonObjects = new HashMap<>(16); // 二級(jí)緩存
	private final Map<String, ObjectFactory<?>> singletonFactories = new HashMap<>(16); // 三級(jí)緩存
	...
	/** Names of beans that are currently in creation. */
	// 這個(gè)緩存也十分重要:它表示bean創(chuàng)建過(guò)程中都會(huì)在里面呆著~
	// 它在Bean開(kāi)始創(chuàng)建時(shí)放值,創(chuàng)建完成時(shí)會(huì)將其移出~
	private final Set<String> singletonsCurrentlyInCreation = Collections.newSetFromMap(new ConcurrentHashMap<>(16));
	/** Names of beans that have already been created at least once. */
	// 當(dāng)這個(gè)Bean被創(chuàng)建完成后,會(huì)標(biāo)記為這個(gè) 注意:這里是set集合 不會(huì)重復(fù)
	// 至少被創(chuàng)建了一次的  都會(huì)放進(jìn)這里~~~~
	private final Set<String> alreadyCreated = Collections.newSetFromMap(new ConcurrentHashMap<>(256));
}

AbstractBeanFactory繼承自DefaultSingletonBeanRegistry

  • singletonObjects:用于存放完全初始化好的 bean,從該緩存中取出的 bean 可以直接使用
  • earlySingletonObjects:提前曝光的單例對(duì)象的cache,存放原始的 bean 對(duì)象(尚未填充屬性),用于解決循環(huán)依賴
  • singletonFactories:?jiǎn)卫龑?duì)象工廠的cache,存放 bean 工廠對(duì)象,用于解決循環(huán)依賴

獲取單例Bean的源碼如下:

public class DefaultSingletonBeanRegistry extends SimpleAliasRegistry implements SingletonBeanRegistry {
	...
	@Override
	@Nullable
	public Object getSingleton(String beanName) {
		return getSingleton(beanName, true);
	}
	@Nullable
	protected Object getSingleton(String beanName, boolean allowEarlyReference) {
		Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
		if (singletonObject == null && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
			synchronized (this.singletonObjects) {
				singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName);
				if (singletonObject == null && allowEarlyReference) {
					ObjectFactory<?> singletonFactory = this.singletonFactories.get(beanName);
					if (singletonFactory != null) {
						singletonObject = singletonFactory.getObject();
						this.earlySingletonObjects.put(beanName, singletonObject);
						this.singletonFactories.remove(beanName);
					}
				}
			}
		}
		return singletonObject;
	}
	...
	public boolean isSingletonCurrentlyInCreation(String beanName) {
		return this.singletonsCurrentlyInCreation.contains(beanName);
	}
	protected boolean isActuallyInCreation(String beanName) {
		return isSingletonCurrentlyInCreation(beanName);
	}
	...
}

1.先從一級(jí)緩存singletonObjects中去獲取。(如果獲取到就直接return)

2.如果獲取不到或者對(duì)象正在創(chuàng)建中(isSingletonCurrentlyInCreation()),那就再?gòu)亩?jí)緩存earlySingletonObjects中獲取。(如果獲取到就直接return)

3.如果還是獲取不到,且允許singletonFactories(allowEarlyReference=true)通過(guò)getObject()獲取。就從三級(jí)緩存singletonFactory.getObject()獲取。(如果獲取到了就從singletonFactories中移除,并且放進(jìn)earlySingletonObjects。其實(shí)也就是從三級(jí)緩存移動(dòng)(是剪切、不是復(fù)制哦~)到了二級(jí)緩存)

加入singletonFactories三級(jí)緩存的前提是執(zhí)行了構(gòu)造器,所以構(gòu)造器的循環(huán)依賴沒(méi)法解決

getSingleton()從緩存里獲取單例對(duì)象步驟分析可知,Spring解決循環(huán)依賴的訣竅:就在于singletonFactories這個(gè)三級(jí)緩存。這個(gè)Cache里面都是ObjectFactory,它是解決問(wèn)題的關(guān)鍵。

// 它可以將創(chuàng)建對(duì)象的步驟封裝到ObjectFactory中 交給自定義的Scope來(lái)選擇是否需要?jiǎng)?chuàng)建對(duì)象來(lái)靈活的實(shí)現(xiàn)scope。  具體參見(jiàn)Scope接口
@FunctionalInterface
public interface ObjectFactory<T> {
	T getObject() throws BeansException;
}

經(jīng)過(guò)ObjectFactory.getObject()后,此時(shí)放進(jìn)了二級(jí)緩存earlySingletonObjects內(nèi)。這個(gè)時(shí)候?qū)ο笠呀?jīng)實(shí)例化了,雖然還不完美,但是對(duì)象的引用已經(jīng)可以被其它引用了。

此處說(shuō)一下二級(jí)緩存earlySingletonObjects它里面的數(shù)據(jù)什么時(shí)候添加什么移除???

添加:向里面添加數(shù)據(jù)只有一個(gè)地方,就是上面說(shuō)的getSingleton()里從三級(jí)緩存里挪過(guò)來(lái)

移除:addSingleton、addSingletonFactoryremoveSingleton從語(yǔ)義中可以看出添加單例、添加單例工廠ObjectFactory的時(shí)候都會(huì)刪除二級(jí)緩存里面對(duì)應(yīng)的緩存值,是互斥的。

4.3 源碼解析

Spring容器會(huì)將每一個(gè)正在創(chuàng)建的Bean 標(biāo)識(shí)符放在一個(gè)“當(dāng)前創(chuàng)建Bean池”中,Bean標(biāo)識(shí)符在創(chuàng)建過(guò)程中將一直保持在這個(gè)池中,而對(duì)于創(chuàng)建完畢的Bean將從當(dāng)前創(chuàng)建Bean池中清除掉。

這個(gè)“當(dāng)前創(chuàng)建Bean池”指的是上面提到的singletonsCurrentlyInCreation那個(gè)集合。

public abstract class AbstractBeanFactory extends FactoryBeanRegistrySupport implements ConfigurableBeanFactory {
	...
	protected <T> T doGetBean(final String name, @Nullable final Class<T> requiredType, @Nullable final Object[] args, boolean typeCheckOnly) throws BeansException {
		...
		// Eagerly check singleton cache for manually registered singletons.
		// 先去獲取一次,如果不為null,此處就會(huì)走緩存了~~
		Object sharedInstance = getSingleton(beanName);
		...
		// 如果不是只檢查類型,那就標(biāo)記這個(gè)Bean被創(chuàng)建了~~添加到緩存里 也就是所謂的  當(dāng)前創(chuàng)建Bean池
		if (!typeCheckOnly) {
			markBeanAsCreated(beanName);
		}
		...
		// Create bean instance.
		if (mbd.isSingleton()) {
			// 這個(gè)getSingleton方法不是SingletonBeanRegistry的接口方法  屬于實(shí)現(xiàn)類DefaultSingletonBeanRegistry的一個(gè)public重載方法~~~
			// 它的特點(diǎn)是在執(zhí)行singletonFactory.getObject();前后會(huì)執(zhí)行beforeSingletonCreation(beanName);和afterSingletonCreation(beanName);  
			// 也就是保證這個(gè)Bean在創(chuàng)建過(guò)程中,放入正在創(chuàng)建的緩存池里  可以看到它實(shí)際創(chuàng)建bean調(diào)用的是我們的createBean方法~~~~
			sharedInstance = getSingleton(beanName, () -> {
				try {
					return createBean(beanName, mbd, args);
				} catch (BeansException ex) {
					destroySingleton(beanName);
					throw ex;
				}
			});
			bean = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, mbd);
		}
	}
	...
}
// 抽象方法createBean所在地  這個(gè)接口方法是屬于抽象父類AbstractBeanFactory的   實(shí)現(xiàn)在這個(gè)抽象類里
public abstract class AbstractAutowireCapableBeanFactory extends AbstractBeanFactory implements AutowireCapableBeanFactory {
	...
	protected Object doCreateBean(final String beanName, final RootBeanDefinition mbd, final @Nullable Object[] args) throws BeanCreationException {
		...
		// 創(chuàng)建Bean對(duì)象,并且將對(duì)象包裹在BeanWrapper 中
		instanceWrapper = createBeanInstance(beanName, mbd, args);
		// 再?gòu)腤rapper中把Bean原始對(duì)象(非代理~~~)  這個(gè)時(shí)候這個(gè)Bean就有地址值了,就能被引用了~~~
		// 注意:此處是原始對(duì)象,這點(diǎn)非常的重要
		final Object bean = instanceWrapper.getWrappedInstance();
		...
		// earlySingletonExposure 用于表示是否”提前暴露“原始對(duì)象的引用,用于解決循環(huán)依賴。
		// 對(duì)于單例Bean,該變量一般為 true   但你也可以通過(guò)屬性allowCircularReferences = false來(lái)關(guān)閉循環(huán)引用
		// isSingletonCurrentlyInCreation(beanName) 表示當(dāng)前bean必須在創(chuàng)建中才行
		boolean earlySingletonExposure = (mbd.isSingleton() && this.allowCircularReferences && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName));
		if (earlySingletonExposure) {
			if (logger.isTraceEnabled()) {
				logger.trace("Eagerly caching bean '" + beanName + "' to allow for resolving potential circular references");
			}
			// 上面講過(guò)調(diào)用此方法放進(jìn)一個(gè)ObjectFactory,二級(jí)緩存會(huì)對(duì)應(yīng)刪除的
			// getEarlyBeanReference的作用:調(diào)用SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor.getEarlyBeanReference()這個(gè)方法  否則啥都不做
			// 也就是給調(diào)用者個(gè)機(jī)會(huì),自己去實(shí)現(xiàn)暴露這個(gè)bean的應(yīng)用的邏輯~~~
			// 比如在getEarlyBeanReference()里可以實(shí)現(xiàn)AOP的邏輯~~~  參考自動(dòng)代理創(chuàng)建器AbstractAutoProxyCreator  實(shí)現(xiàn)了這個(gè)方法來(lái)創(chuàng)建代理對(duì)象
			// 若不需要執(zhí)行AOP的邏輯,直接返回Bean
			addSingletonFactory(beanName, () -> getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean));
		}
		Object exposedObject = bean; //exposedObject 是最終返回的對(duì)象
		...
		// 填充屬于,解決@Autowired依賴~
		populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);
		// 執(zhí)行初始化回調(diào)方法們~~~
		exposedObject = initializeBean(beanName, exposedObject, mbd);
		// earlySingletonExposure:如果你的bean允許被早期暴露出去 也就是說(shuō)可以被循環(huán)引用  那這里就會(huì)進(jìn)行檢查
		// 此段代碼非常重要~~~~~但大多數(shù)人都忽略了它
		if (earlySingletonExposure) {
			// 此時(shí)一級(jí)緩存肯定還沒(méi)數(shù)據(jù),但是呢此時(shí)候二級(jí)緩存earlySingletonObjects也沒(méi)數(shù)據(jù)
			//注意,注意:第二參數(shù)為false  表示不會(huì)再去三級(jí)緩存里查了~~~
			// 此處非常巧妙的一點(diǎn):::因?yàn)樯厦娓魇礁鳂拥膶?shí)例化、初始化的后置處理器都執(zhí)行了,如果你在上面執(zhí)行了這一句
			//  ((ConfigurableListableBeanFactory)this.beanFactory).registerSingleton(beanName, bean);
			// 那么此處得到的earlySingletonReference 的引用最終會(huì)是你手動(dòng)放進(jìn)去的Bean最終返回,完美的實(shí)現(xiàn)了"偷天換日" 特別適合中間件的設(shè)計(jì)
			// 我們知道,執(zhí)行完此doCreateBean后執(zhí)行addSingleton()  其實(shí)就是把自己再添加一次  **再一次強(qiáng)調(diào),完美實(shí)現(xiàn)偷天換日**
			Object earlySingletonReference = getSingleton(beanName, false);
			if (earlySingletonReference != null) {
				// 這個(gè)意思是如果經(jīng)過(guò)了initializeBean()后,exposedObject還是木有變,那就可以大膽放心的返回了
				// initializeBean會(huì)調(diào)用后置處理器,這個(gè)時(shí)候可以生成一個(gè)代理對(duì)象,那這個(gè)時(shí)候它哥倆就不會(huì)相等了 走else去判斷吧
				if (exposedObject == bean) {
					exposedObject = earlySingletonReference;
				} 
				// allowRawInjectionDespiteWrapping這個(gè)值默認(rèn)是false
				// hasDependentBean:若它有依賴的bean 那就需要繼續(xù)校驗(yàn)了~~~(若沒(méi)有依賴的 就放過(guò)它~)
				else if (!this.allowRawInjectionDespiteWrapping && hasDependentBean(beanName)) {
					// 拿到它所依賴的Bean們~~~~ 下面會(huì)遍歷一個(gè)一個(gè)的去看~~
					String[] dependentBeans = getDependentBeans(beanName);
					Set<String> actualDependentBeans = new LinkedHashSet<>(dependentBeans.length);
					// 一個(gè)個(gè)檢查它所以Bean
					// removeSingletonIfCreatedForTypeCheckOnly這個(gè)放見(jiàn)下面  在AbstractBeanFactory里面
					// 簡(jiǎn)單的說(shuō),它如果判斷到該dependentBean并沒(méi)有在創(chuàng)建中的了的情況下,那就把它從所有緩存中移除~~~  并且返回true
					// 否則(比如確實(shí)在創(chuàng)建中) 那就返回false 進(jìn)入我們的if里面~  表示所謂的真正依賴
					//(解釋:就是真的需要依賴它先實(shí)例化,才能實(shí)例化自己的依賴)
					for (String dependentBean : dependentBeans) {
						if (!removeSingletonIfCreatedForTypeCheckOnly(dependentBean)) {
							actualDependentBeans.add(dependentBean);
						}
					}
					// 若存在真正依賴,那就報(bào)錯(cuò)(不要等到內(nèi)存移除你才報(bào)錯(cuò),那是非常不友好的) 
					// 這個(gè)異常是BeanCurrentlyInCreationException,報(bào)錯(cuò)日志也稍微留意一下,方便定位錯(cuò)誤~~~~
					if (!actualDependentBeans.isEmpty()) {
						throw new BeanCurrentlyInCreationException(beanName,
								"Bean with name '" + beanName + "' has been injected into other beans [" +
								StringUtils.collectionToCommaDelimitedString(actualDependentBeans) +
								"] in its raw version as part of a circular reference, but has eventually been " +
								"wrapped. This means that said other beans do not use the final version of the " +
								"bean. This is often the result of over-eager type matching - consider using " +
								"'getBeanNamesOfType' with the 'allowEagerInit' flag turned off, for example.");
					}
				}
			}
		}
		return exposedObject;
	}
	// 雖然是remove方法 但是它的返回值也非常重要
	// 該方法唯一調(diào)用的地方就是循環(huán)依賴的最后檢查處~~~~~
	protected boolean removeSingletonIfCreatedForTypeCheckOnly(String beanName) {
		// 如果這個(gè)bean不在創(chuàng)建中  比如是ForTypeCheckOnly的  那就移除掉
		if (!this.alreadyCreated.contains(beanName)) {
			removeSingleton(beanName);
			return true;
		}
		else {
			return false;
		}
	}
}

這里舉例:例如是field屬性依賴注入,在populateBean時(shí)它就會(huì)先去完成它所依賴注入的那個(gè)bean的實(shí)例化、初始化過(guò)程,最終返回到本流程繼續(xù)處理,因此Spring這樣處理是不存在任何問(wèn)題的。

這里有個(gè)小細(xì)節(jié):

if (exposedObject == bean) {
	exposedObject = earlySingletonReference;
}

這一句如果exposedObject == bean表示最終返回的對(duì)象就是原始對(duì)象,說(shuō)明在populateBean和initializeBean沒(méi)對(duì)他代理過(guò),那就啥話都不說(shuō)了exposedObject = earlySingletonReference,最終把二級(jí)緩存里的引用返回即可~

4.4 流程總結(jié)

此處以如上的A、B類的互相依賴注入為例,在這里表達(dá)出關(guān)鍵代碼的走勢(shì):

1. 入口處即是實(shí)例化、初始化A這個(gè)單例Bean。AbstractBeanFactory.doGetBean("a")

protected <T> T doGetBean(...){
	... 
	// 標(biāo)記beanName a是已經(jīng)創(chuàng)建過(guò)至少一次的~~~ 它會(huì)一直存留在緩存里不會(huì)被移除(除非拋出了異常)
	// 參見(jiàn)緩存Set<String> alreadyCreated = Collections.newSetFromMap(new ConcurrentHashMap<>(256))
	if (!typeCheckOnly) {
		markBeanAsCreated(beanName);
	}
	// 此時(shí)a不存在任何一級(jí)緩存中,且不是在創(chuàng)建中  所以此處返回null
	// 此處若不為null,然后從緩存里拿就可以了(主要處理FactoryBean和BeanFactory情況吧)
	Object beanInstance = getSingleton(beanName, false);
	...
	// 這個(gè)getSingleton方法非常關(guān)鍵。
	//1、標(biāo)注a正在創(chuàng)建中~
	//2、調(diào)用singletonObject = singletonFactory.getObject();(實(shí)際上調(diào)用的是createBean()方法)  因此這一步最為關(guān)鍵
	//3、此時(shí)實(shí)例已經(jīng)創(chuàng)建完成  會(huì)把a(bǔ)移除整整創(chuàng)建的緩存中
	//4、執(zhí)行addSingleton()添加進(jìn)去。(備注:注冊(cè)bean的接口方法為registerSingleton,它依賴于addSingleton方法)
	sharedInstance = getSingleton(beanName, () -> { ... return createBean(beanName, mbd, args); });
}protected <T> T doGetBean(...){
	... 
	// 標(biāo)記beanName a是已經(jīng)創(chuàng)建過(guò)至少一次的~~~ 它會(huì)一直存留在緩存里不會(huì)被移除(除非拋出了異常)
	// 參見(jiàn)緩存Set<String> alreadyCreated = Collections.newSetFromMap(new ConcurrentHashMap<>(256))
	if (!typeCheckOnly) {
		markBeanAsCreated(beanName);
	}
	// 此時(shí)a不存在任何一級(jí)緩存中,且不是在創(chuàng)建中  所以此處返回null
	// 此處若不為null,然后從緩存里拿就可以了(主要處理FactoryBean和BeanFactory情況吧)
	Object beanInstance = getSingleton(beanName, false);
	...
	// 這個(gè)getSingleton方法非常關(guān)鍵。
	//1、標(biāo)注a正在創(chuàng)建中~
	//2、調(diào)用singletonObject = singletonFactory.getObject();(實(shí)際上調(diào)用的是createBean()方法)  因此這一步最為關(guān)鍵
	//3、此時(shí)實(shí)例已經(jīng)創(chuàng)建完成  會(huì)把a(bǔ)移除整整創(chuàng)建的緩存中
	//4、執(zhí)行addSingleton()添加進(jìn)去。(備注:注冊(cè)bean的接口方法為registerSingleton,它依賴于addSingleton方法)
	sharedInstance = getSingleton(beanName, () -> { ... return createBean(beanName, mbd, args); });
}

2. 下面進(jìn)入到最為復(fù)雜的AbstractAutowireCapableBeanFactory.createBean/doCreateBean()環(huán)節(jié),創(chuàng)建A的實(shí)例

protected Object doCreateBean(){
	...
	// 使用構(gòu)造器/工廠方法   instanceWrapper是一個(gè)BeanWrapper
	instanceWrapper = createBeanInstance(beanName, mbd, args);
	// 此處bean為"原始Bean"   也就是這里的A實(shí)例對(duì)象:A@1234
	final Object bean = instanceWrapper.getWrappedInstance();
	...
	// 是否要提前暴露(允許循環(huán)依賴)  現(xiàn)在此處A是被允許的
	boolean earlySingletonExposure = (mbd.isSingleton() && this.allowCircularReferences && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName));
	// 允許暴露,就把A綁定在ObjectFactory上,注冊(cè)到三級(jí)緩存`singletonFactories`里面去保存著
	// Tips:這里后置處理器的getEarlyBeanReference方法會(huì)被促發(fā),自動(dòng)代理創(chuàng)建器在此處創(chuàng)建代理對(duì)象(注意執(zhí)行時(shí)機(jī) 為執(zhí)行三級(jí)緩存的時(shí)候)
	if (earlySingletonExposure) {
		addSingletonFactory(beanName, () -> getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean));
	}
	...
	// exposedObject 為最終返回的對(duì)象,此處為原始對(duì)象bean也就是A@1234,下面會(huì)有用處
	Object exposedObject = bean; 
	// 給A@1234屬性完成賦值,@Autowired在此處起作用~
	// 因此此處會(huì)調(diào)用getBean("b"),so 會(huì)重復(fù)上面步驟創(chuàng)建B類的實(shí)例
	// 此處我們假設(shè)B已經(jīng)創(chuàng)建好了 為B@5678
	// 需要注意的是在populateBean("b")的時(shí)候依賴有beanA,所以此時(shí)候調(diào)用getBean("a")最終會(huì)調(diào)用getSingleton("a"),
	//此時(shí)候上面說(shuō)到的getEarlyBeanReference方法就會(huì)被執(zhí)行。這也解釋為何我們@Autowired是個(gè)代理對(duì)象,而不是普通對(duì)象的根本原因
	populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);
	// 實(shí)例化。這里會(huì)執(zhí)行后置處理器BeanPostProcessor的兩個(gè)方法
	// 此處注意:postProcessAfterInitialization()是有可能返回一個(gè)代理對(duì)象的,這樣exposedObject 就不再是原始對(duì)象了  特備注意哦~~~
	// 比如處理@Aysnc的AsyncAnnotationBeanPostProcessor它就是在這個(gè)時(shí)間里生成代理對(duì)象的(有坑,請(qǐng)小心使用@Aysnc)
	exposedObject = initializeBean(beanName, exposedObject, mbd);
	... // 至此,相當(dāng)于A@1234已經(jīng)實(shí)例化完成、初始化完成(屬性也全部賦值了~)
	// 這一步我把它理解為校驗(yàn):校驗(yàn):校驗(yàn)是否有循環(huán)引用問(wèn)題~~~~~
	if (earlySingletonExposure) {
		// 注意此處第二個(gè)參數(shù)傳的false,表示不去三級(jí)緩存里singletonFactories再去調(diào)用一次getObject()方法了~~~
		// 上面建講到了由于B在初始化的時(shí)候,會(huì)觸發(fā)A的ObjectFactory.getObject()  所以a此處已經(jīng)在二級(jí)緩存earlySingletonObjects里了
		// 因此此處返回A的實(shí)例:A@1234
		Object earlySingletonReference = getSingleton(beanName, false);
		if (earlySingletonReference != null) {
			// 這個(gè)等式表示,exposedObject若沒(méi)有再被代理過(guò),這里就是相等的
			// 顯然此處我們的a對(duì)象的exposedObject它是沒(méi)有被代理過(guò)的  所以if會(huì)進(jìn)去~
			// 這種情況至此,就全部結(jié)束了~~~
			if (exposedObject == bean) {
				exposedObject = earlySingletonReference;
			}
			// 繼續(xù)以A為例,比如方法標(biāo)注了@Aysnc注解,exposedObject此時(shí)候就是一個(gè)代理對(duì)象,因此就會(huì)進(jìn)到這里來(lái)
			//hasDependentBean(beanName)是肯定為true,因?yàn)間etDependentBeans(beanName)得到的是["b"]這個(gè)依賴
			else if (!this.allowRawInjectionDespiteWrapping && hasDependentBean(beanName)) {
				String[] dependentBeans = getDependentBeans(beanName);
				Set<String> actualDependentBeans = new LinkedHashSet<>(dependentBeans.length);
				// A@1234依賴的是["b"],所以此處去檢查b
				// 如果最終存在實(shí)際依賴的bean:actualDependentBeans不為空 那就拋出異常  證明循環(huán)引用了~
				for (String dependentBean : dependentBeans) {
					// 這個(gè)判斷原則是:如果此時(shí)候b并還沒(méi)有創(chuàng)建好,this.alreadyCreated.contains(beanName)=true表示此bean已經(jīng)被創(chuàng)建過(guò),就返回false
					// 若該bean沒(méi)有在alreadyCreated緩存里,就是說(shuō)沒(méi)被創(chuàng)建過(guò)(其實(shí)只有CreatedForTypeCheckOnly才會(huì)是此倉(cāng)庫(kù))
					if (!removeSingletonIfCreatedForTypeCheckOnly(dependentBean)) {
						actualDependentBeans.add(dependentBean);
					}
				}
				if (!actualDependentBeans.isEmpty()) {
					throw new BeanCurrentlyInCreationException(beanName,
							"Bean with name '" + beanName + "' has been injected into other beans [" +
							StringUtils.collectionToCommaDelimitedString(actualDependentBeans) +
							"] in its raw version as part of a circular reference, but has eventually been " +
							"wrapped. This means that said other beans do not use the final version of the " +
							"bean. This is often the result of over-eager type matching - consider using " +
							"'getBeanNamesOfType' with the 'allowEagerInit' flag turned off, for example.");
				}
			}
		}
	}
}

由于關(guān)鍵代碼部分的步驟不太好拆分,為了更具象表達(dá),那么使用下面一副圖示幫助小伙伴們理解:

在這里插入圖片描述

5. 總結(jié)

依舊以上面A、B類使用屬性field注入循環(huán)依賴的例子為例,對(duì)整個(gè)流程做文字步驟總結(jié)如下:

  1. 使用context.getBean(A.class),旨在獲取容器內(nèi)的單例A(若A不存在,就會(huì)走A這個(gè)Bean的創(chuàng)建流程),顯然初次獲取A是不存在的,因此走A的創(chuàng)建之路~
  2. 實(shí)例化A(注意此處僅僅是實(shí)例化),并將它放進(jìn)緩存(此時(shí)A已經(jīng)實(shí)例化完成,已經(jīng)可以被引用了)
  3. 初始化A:@Autowired依賴注入B(此時(shí)需要去容器內(nèi)獲取B)
  4. 為了完成依賴注入B,會(huì)通過(guò)getBean(B)去容器內(nèi)找B。但此時(shí)B在容器內(nèi)不存在,就走向B的創(chuàng)建之路~
  5. 實(shí)例化B,并將其放入緩存。(此時(shí)B也能夠被引用了)
  6. 初始化B,@Autowired依賴注入A(此時(shí)需要去容器內(nèi)獲取A)
  7. 此處重要:初始化B時(shí)會(huì)調(diào)用getBean(A)去容器內(nèi)找到A,上面我們已經(jīng)說(shuō)過(guò)了此時(shí)候因?yàn)锳已經(jīng)實(shí)例化完成了并且放進(jìn)了緩存里,所以這個(gè)時(shí)候去看緩存里是已經(jīng)存在A的引用了的,所以getBean(A)能夠正常返回
  8. B初始化成功(此時(shí)已經(jīng)注入A成功了,已成功持有A的引用了),return(注意此處return相當(dāng)于是返回最上面的getBean(B)這句代碼,回到了初始化A的流程中~)。
  9. 因?yàn)锽實(shí)例已經(jīng)成功返回了,因此最終A也初始化成功
  10. 到此,B持有的已經(jīng)是初始化完成的A,A持有的也是初始化完成的B,完美~

站的角度高一點(diǎn),宏觀上看Spring處理循環(huán)依賴的整個(gè)流程就是如此。希望這個(gè)宏觀層面的總結(jié)能更加有助于小伙伴們對(duì)Spring解決循環(huán)依賴的原理的了解,同時(shí)也順便能解釋為何構(gòu)造器循環(huán)依賴就不好使的原因。

本篇文章就到這里了,希望能夠給你帶來(lái)幫助,也希望您能夠多多關(guān)注腳本之家的更多內(nèi)容!       

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