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Spring中的三級(jí)緩存與循環(huán)依賴詳解

 更新時(shí)間:2024年05月20日 15:14:47   作者:買斷  
Spring三級(jí)緩存是Spring框架中用于解決循環(huán)依賴問題的一種機(jī)制,這篇文章主要介紹了Spring三級(jí)緩存與循環(huán)依賴的相關(guān)知識(shí),本文給大家介紹的非常詳細(xì),需要的朋友可以參考下

一. 前言

Spring 的三級(jí)緩存、循環(huán)依賴,我們經(jīng)常聽到這兩個(gè)詞,包括面試也會(huì)被面試官問及三級(jí)緩存是啥?為啥需要三級(jí)緩存?循環(huán)依賴是啥?Spring 是如何解決循環(huán)依賴的?什么樣的循環(huán)依賴 Spring 無法解決?

帶著上述的問題,我們深入看一下 Spring BeanFactory 的 getBean() 流程;這篇文章需要看官有一定的 Spring 源碼了解;

二. 三級(jí)緩存是指哪三個(gè)

三級(jí)緩存其實(shí)對(duì)應(yīng)了三個(gè) Map,它是在 DefaultSingletonBeanRegistry 類里作為成員變量的;

public class DefaultSingletonBeanRegistry 
    extends SimpleAliasRegistry 
    implements SingletonBeanRegistry {
    /** Cache of singleton factories: bean name to ObjectFactory. */
    private Map<String, ObjectFactory<?>> singletonFactories = new HashMap<>(16);
    /** Cache of early singleton objects: bean name to bean instance. */
    private Map<String, Object> earlySingletonObjects = new ConcurrentHashMap<>(16);
    /** Cache of singleton objects: bean name to bean instance. */
    private Map<String, Object> singletonObjects = new ConcurrentHashMap<>(256);
    // ...
}
  • 三級(jí)緩存 singletonFactories:可以看到存的是 ObjectFactory 對(duì)象,第三級(jí)緩存可以根據(jù)對(duì)象是否需要?jiǎng)?chuàng)建代理而提前創(chuàng)建出代理對(duì)象;或者是創(chuàng)建出普通對(duì)象;
  • 二級(jí)緩存 earlySingletonObjects:顧名思義,它存儲(chǔ)的是一個(gè)早期對(duì)象,存的是半成品對(duì)象或者半成品對(duì)象的代理對(duì)象,用來解決對(duì)象創(chuàng)建過程中的循環(huán)依賴問題;(這里為什么說是一個(gè)半成品對(duì)象,因?yàn)檫@里存儲(chǔ)的對(duì)象的屬性可能沒有注入完全);
  • 一級(jí)緩存 singletonObjects:這里存的就是成品對(duì)象,實(shí)例化和初始化都完成了,我們項(xiàng)目中使用的對(duì)象都是在一級(jí)緩存中獲取的,一級(jí)緩存中存放代理對(duì)象,普通對(duì)象;

三. getBean()流程

我們通過 BeanFactory 的 getBean() 看一下三級(jí)緩存的全流程;

直接進(jìn)入到 AbstractBeanFactory 的 getBean();

// --------------------------- AbstractBeanFactory ---------------------------
public Object getBean(String name) throws BeansException {
    return doGetBean(name, null, null, false);
}
// --------------------------- AbstractBeanFactory ---------------------------
protected <T> T doGetBean(
    String name, Class<T> requiredType, Object[] args, boolean typeCheckOnly) {
    // ...
    // 我們直接看主流程
    // Create bean instance.
    if (mbd.isSingleton()) {
        // 這里調(diào)用 DefaultSingletonBeanRegistry#getSingleton()
        // 參數(shù)一為 beanName
        // 參數(shù)二為 ObjectFactory 函數(shù)式對(duì)象
        sharedInstance = getSingleton(beanName, () -> {
            try {
                return createBean(beanName, mbd, args);
            }
            catch (BeansException ex) {
                destroySingleton(beanName);
                throw ex;
            }
        });
        beanInstance = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, mbd);
    }
    // ...
}

在 AbstractBeanFactory#doGetBean() 中調(diào)用了 DefaultSingletonBeanRegistry#getSingleton(),并且這個(gè) getSingleton() 的參數(shù)二是一個(gè) ObjectFactory 函數(shù)式對(duì)象,這個(gè)函數(shù)式對(duì)象的實(shí)現(xiàn)邏輯是 return createBean();

我們先看 DefaultSingletonBeanRegistry#getSingleton();

// ------------------------ DefaultSingletonBeanRegistry -----------------------
public Object getSingleton(String beanName, ObjectFactory<?> singletonFactory) {
    synchronized (this.singletonObjects) {
        // 1. 先從一級(jí)緩存中去獲取
        // 如果獲取到了 bean 對(duì)象,直接返回
        // 沒有獲取到 bean 對(duì)象的話,進(jìn)入后續(xù)創(chuàng)建 bean 對(duì)象流程
        Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
        if (singletonObject == null) {
            if (this.singletonsCurrentlyInDestruction) {
                throw new BeanCreationNotAllowedException();
            }
            // ...
            try {
                // 2. 調(diào)用 ObjectFactory 對(duì)象的 getObject() 創(chuàng)建得到 bean 對(duì)象
                // 從上述分析我們知道最終實(shí)現(xiàn)是 return createBean()
                // 我們需要看 createBean() 流程
                singletonObject = singletonFactory.getObject();
                newSingleton = true;
            } catch (IllegalStateException ex) {
                singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
                if (singletonObject == null) {
                    throw ex;
                }
            } finally {
                afterSingletonCreation(beanName);
            }
            if (newSingleton) {
                // 3. 創(chuàng)建 bean 成功的情況下
                // 將 bean 對(duì)象放入到一級(jí)緩存 singletonObjects 中
                // 并將 beanName 對(duì)應(yīng)的值從二級(jí)緩存、三級(jí)緩存中移除
                addSingleton(beanName, singletonObject);
            }
        }
        return singletonObject;
    }
}
// ------------------------ DefaultSingletonBeanRegistry -----------------------
protected void addSingleton(String beanName, Object singletonObject) {
    synchronized (this.singletonObjects) {
        // 將 bean 對(duì)象放入一級(jí)緩存中
        // 并將 beanName 對(duì)應(yīng)的值從二級(jí)緩存、三級(jí)緩存中移除
        this.singletonObjects.put(beanName, singletonObject);
        this.singletonFactories.remove(beanName);
        this.earlySingletonObjects.remove(beanName);
        this.registeredSingletons.add(beanName);
    }
}

核心實(shí)現(xiàn)是 ObjectFactory 的 createBean(),我們看 createBean() 邏輯;

// --------------------- AbstractAutowireCapableBeanFactory -------------------
protected Object createBean(String beanName, RootBeanDefinition mbd, Object[] args) {
    RootBeanDefinition mbdToUse = mbd;
    // ...
    try {
        // 調(diào)用 doCreateBean() 創(chuàng)建出 bean 對(duì)象,并返回該 bean 對(duì)象
        Object beanInstance = doCreateBean(beanName, mbdToUse, args);
        return beanInstance;
    } catch (Throwable ex) {
        throw new BeanCreationException();
    }
}
// --------------------- AbstractAutowireCapableBeanFactory -------------------
protected Object doCreateBean(String beanName, RootBeanDefinition mbd, 
                              Object[] args) throws BeanCreationException {
    BeanWrapper instanceWrapper = null;
    if (mbd.isSingleton()) {
        instanceWrapper = this.factoryBeanInstanceCache.remove(beanName);
    }
    if (instanceWrapper == null) {
        // 1. 實(shí)例化對(duì)象
        // 根據(jù)合適的構(gòu)造方法構(gòu)造出實(shí)例 bean 對(duì)象
        instanceWrapper = createBeanInstance(beanName, mbd, args);
    }
    Object bean = instanceWrapper.getWrappedInstance();
    Class<?> beanType = instanceWrapper.getWrappedClass();
    if (beanType != NullBean.class) {
        mbd.resolvedTargetType = beanType;
    }
    // 2. 是否應(yīng)該使用三級(jí)緩存,一般情況下都會(huì)使用三級(jí)緩存
    boolean earlySingletonExposure = (mbd.isSingleton() && 
                                      this.allowCircularReferences &&
                                      isSingletonCurrentlyInCreation(beanName));
    if (earlySingletonExposure) {
        // 3. 將 beanName 和對(duì)應(yīng)的函數(shù)式對(duì)象 ObjectFactory 放入到三級(jí)緩存中
        // 該 ObjectFactory 已經(jīng)拿到了剛剛實(shí)例化好的 bean 對(duì)象,只不過只執(zhí)行了構(gòu)造函數(shù)
        // 該 ObjectFactory 的 getObject() 實(shí)現(xiàn)是調(diào)用 getEarlyBeanReference()
        addSingletonFactory(beanName,
                            () -> getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean));
    }
    // 4. 初始化 Bean 對(duì)象 
    Object exposedObject = bean;
    try {
        // 4.1 屬性注入
        // 如果 A 依賴 B,getBean(A) 時(shí)會(huì)去調(diào) getBean(B)
        // 如果 A、B 出現(xiàn)循環(huán)依賴,會(huì)出現(xiàn) getBean(A) -> getBean(B) -> getBean(A) 的情況
        populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);
        // 4.2 初始化 bean 對(duì)象
        // 這里會(huì)執(zhí)行一些 BeanPostProcessor 的后處理方法
        // 我們熟悉的 Spring AOP 就是在這里生成的代理類對(duì)象的
        // 如 @Transactional 使用的后處理器是 AbstractAutoProxyCreator
        // 如 @Async 使用的后處理器是 AbstractAdvisingBeanPostProcessor
        // 雖然都是生成 AOP 對(duì)象,但是這兩者在處理循環(huán)依賴時(shí)處理邏輯不一樣,后面細(xì)講
        exposedObject = initializeBean(beanName, exposedObject, mbd);
    }
    catch (Throwable ex) {
        throw ex;
    }
    if (earlySingletonExposure) {
        // 5. 決定 getBean(A) 是返回 bean 對(duì)象還是拋出異常
        // 參數(shù)二是 false
        // 從一級(jí)緩存或者二級(jí)緩存中獲取 bean 對(duì)象
        // 走到這里一般是嘗試從二級(jí)緩存中獲取 bean 對(duì)象
        // 這里比較繞,我們后面再講
        Object earlySingletonReference = getSingleton(beanName, false);
        if (earlySingletonReference != null) {
            if (exposedObject == bean) {
                exposedObject = earlySingletonReference;
            }
            else if (!this.allowRawInjectionDespiteWrapping && 
                     hasDependentBean(beanName)) {
                String[] dependentBeans = getDependentBeans(beanName);
                Set<String> actualDependentBeans = new LinkedHashSet<>();
                for (String dependentBean : dependentBeans) {
                    if (!removeSingletonIfCreatedForTypeCheckOnly(dependentBean)) {
                        actualDependentBeans.add(dependentBean);
                    }
                }
                if (!actualDependentBeans.isEmpty()) {
                    throw new BeanCurrentlyInCreationException();
                }
            }
        }
    }
    // 6. 注冊(cè)刪除 bean 邏輯
    try {
        registerDisposableBeanIfNecessary(beanName, bean, mbd);
    }
    catch (BeanDefinitionValidationException ex) {
        throw new BeanCreationException();
    }
    // 7. 返回 bean 對(duì)象
    return exposedObject;
}

到此這篇關(guān)于Spring三級(jí)緩存與循環(huán)依賴的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Spring三級(jí)緩存與循環(huán)依賴內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!

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