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Spring如何使用三級緩存解決循環(huán)依賴

 更新時間:2024年11月08日 08:49:53   作者:夏詩曼CharmaineXia  
在Spring框架中,循環(huán)依賴是指兩個或多個Bean相互依賴,形成閉環(huán),導(dǎo)致無法完成初始化,此問題僅存在于單例Bean中,而原型Bean會拋出異常,Spring通過三級緩存及提前暴露策略解決循環(huán)依賴:一級緩存存放完全初始化的Bean

前言

1. 什么是循環(huán)依賴

類A需要類B,我們就叫做類A依賴類B。簡單說就是依賴,或者和別的類相互依賴

1.1 互相依賴

1.2 遞歸依賴

2. Sping中循環(huán)依賴有什么問題?

在Spring中,循環(huán)依賴指的是兩個或多個Bean之間相互依賴形成的循環(huán)引用關(guān)系。具體來說,當(dāng)Bean A依賴于Bean B,而Bean B又依賴于Bean A時,就形成了循環(huán)依賴。

只有單例的 Bean 才存在循環(huán)依賴的情況,原型(Prototype)情況下,Spring 會直接拋出異常。

循環(huán)依賴可能導(dǎo)致以下問題:

  • 無法完成Bean的初始化:當(dāng)存在循環(huán)依賴時,Spring容器無法確定先初始化哪個Bean,因為它們相互依賴,而且都需要對方完成初始化才能繼續(xù)。這可能導(dǎo)致Bean的初始化過程無法完成,從而引發(fā)異常。
  • 無限遞歸調(diào)用:當(dāng)存在循環(huán)依賴時,Spring容器可能會陷入無限遞歸的調(diào)用中,導(dǎo)致系統(tǒng)堆棧溢出。這是因為每次獲取Bean時,Spring容器需要檢測循環(huán)依賴并創(chuàng)建實例,但由于循環(huán)依賴的存在,無法正常創(chuàng)建實例,從而導(dǎo)致無限遞歸調(diào)用。

為了解決循環(huán)依賴問題,Spring使用了三級緩存和"提前暴露"的策略

3. 什么是三級緩存

對于創(chuàng)建單例Bean,Spring創(chuàng)建了三個容器來存儲不同時期的對象:

  1. ?級緩存 : Map<String,Object> singletonObjects,單例池,?于保存實例化、屬性賦值(注?)、初始化完成的 bean 實例
  2. ?級緩存 : Map<String,Object> earlySingletonObjects,早期曝光對象,?于保存實例化完成的 bean 實例
  3. 三級緩存 : Map<String,ObjectFactory<?>> singletonFactories,早期曝光對象??,?于保存 bean 創(chuàng)建??,以便于后?擴(kuò)展有機(jī)會創(chuàng)建代理對象

4. Spring 可以解決哪些情況的循環(huán)依賴?

Spring 不?持基于構(gòu)造器注?的循環(huán)依賴,假如 AB 循環(huán)依賴,其中一方使用構(gòu)造器注入,也是不支持的。

為什么呢?下面二級緩存會說明白。

二級緩存作用——普通循環(huán)依賴

只用一級緩存和二級緩存就能解決普通bean的循環(huán)依賴。

先回顧Bean對象創(chuàng)建的步驟:

二級緩存:又稱 半成品池 存放的是實例化,但未屬性賦值和初始化的Bean對象。一級緩存:又稱 單例池 存放的是完成屬性賦值和初始化的成品Bean,可以直接使用了。

那么二級緩存是如何解決普通Bean的循環(huán)依賴的?

實操環(huán)節(jié)

類A依賴類B,類B依賴類A。

1. 實例化類A對象

對象a被實例化出來,會被放到半成品池中,當(dāng)進(jìn)行下一步屬性賦值時,發(fā)現(xiàn)依賴了類B,所以開始創(chuàng)建對象b。

如果對象b是在a的構(gòu)造函數(shù)中注入的,那就完了,a無法實例化,得先去實例化b,若是b也是構(gòu)造函數(shù)中注入的a,那就無解了。

public class A {
    private B b;

    @Inject
    public A(B b) {
        this.b = b;
    }
}

2. 實例化類B對象

對象b被實例化出來,也被放到半成品池中。下一步是屬性賦值,發(fā)現(xiàn)依賴了類A,會依次從?級到三級緩存查詢類A對象,最終會在半成品池中找到對象a,成功將它賦值到自己的屬性中。

3. B對象完成創(chuàng)建

對象b在經(jīng)過填充屬性、初始化后會從半成品池里挪到單例池中,可以直接使用了。

4.繼續(xù)創(chuàng)建A對象

這時候回過頭來繼續(xù)對象a的屬性注入,把對象b賦值給自己的屬性后再經(jīng)過初始化,對象a也從半成品池挪到單例池,對象a創(chuàng)建完成,對象b也跟著創(chuàng)建完成。

三級緩存作用——aop循環(huán)依賴

二級緩存仍然存在問題,它無法解決AOP代理問題。

1. AOP代理問題

AOP(面向切面)簡單的說,在不改源碼的情況下在原始方法前后加一些代碼。

它的底層是靠動態(tài)代理實現(xiàn)的,即生成一個代理類,重新原始方法,真正使用的時候其實用的是代理類對象,而非原始類對象。

既然用的是代理類對象,單例池中應(yīng)該存放的就該是代理類對象。

二級緩存無法解決生成代理對象的問題,因為創(chuàng)建對象的過程很復(fù)雜,每個代理類都需要一個工廠來專門生成代理類對象。

三級緩存又叫工廠池,就是用來存放生成代理類對象工廠的。

2. 何時生成代理對象

AOP是靠AOP處理器實現(xiàn)的,處理器有兩個生成代理對象的方式。

前置處理:在Bean對象初始化后后置處理:再Bean對象實例化前

Spring為了解決使用AOP的對象循環(huán)依賴的問題,使用了這兩種處理方式。

實操環(huán)節(jié)

類A依賴類B,類B依賴類A,類A使用了AOP。

1.實例化類A對象

首先把創(chuàng)建類A代理對象的工廠對象放到工廠池中。

類A實例化對象時發(fā)現(xiàn)依賴了類B,使用前置處理器生成A的代理對象,放在半成品池子中。

2. 實例化類B對象

對象b找到對象a,成功屬性賦值,再經(jīng)過初始化成功創(chuàng)建,挪到單例池中待用。

如果類B也使用了AOP,那么對象b在初始化后,會通過后置處理器生成動態(tài)代理對象,放到單例池中。

3.繼續(xù)創(chuàng)建A對象

對象b創(chuàng)建完,接著回頭創(chuàng)建對象a,這個過程就很順利了。

當(dāng)對象a完成初始化以后,因為已經(jīng)是代理對象,就不會在走后置處理。

對象a、b都創(chuàng)建完,會清空在二級、三級池中的相關(guān)數(shù)據(jù),最終只在單例池中保留一份對象。

總結(jié)

盡管Spring提供了解決循環(huán)依賴的機(jī)制,但循環(huán)依賴本身是一個設(shè)計上的問題,可能導(dǎo)致代碼的可讀性和可維護(hù)性下降。因此,在編寫代碼時,應(yīng)盡量避免出現(xiàn)循環(huán)依賴的情況。

以上為個人經(jīng)驗,希望能給大家一個參考,也希望大家多多支持腳本之家。

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