Spring中怎么解決循環(huán)依賴

今天就跟大家聊聊有關(guān)Spring中怎么解決循環(huán)依賴，可能很多人都不太了解，為了讓大家更加了解，小編給大家總結(jié)了以下內(nèi)容，希望大家根據(jù)這篇文章可以有所收獲。

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一、循環(huán)依賴是什么？

循環(huán)依賴，其實(shí)就是循環(huán)引用，就是兩個(gè)或者兩個(gè)以上的 bean 互相引用對方，最終形成一個(gè)閉環(huán)，如 A 依賴 B，B 依賴 C，C 依賴 A。如下圖所示：

Spring中怎么解決循環(huán)依賴

Spring中的循環(huán)依賴，其實(shí)就是一個(gè)死循環(huán)的過程，在初始化 A 的時(shí)候發(fā)現(xiàn)依賴了 B，這時(shí)就會去初始化 B，然后又發(fā)現(xiàn) B 依賴 C，跑去初始化 C，初始化 C 的時(shí)候發(fā)現(xiàn)依賴了 A，則又會去初始化 A，依次循環(huán)永不退出，除非有終結(jié)條件。

一般來說，Spring 循環(huán)依賴的情況有兩種：

構(gòu)造器的循環(huán)依賴。 field 屬性的循環(huán)依賴。 對于構(gòu)造器的循環(huán)依賴，Spring 是無法解決的，只能拋出 BeanCurrentlyInCreationException 異常表示循環(huán)依賴，所以下面我們分析的都是基于 field 屬性的循環(huán)依賴。

在前文 Spring Ioc源碼分析 之 Bean的加載（三）：各個(gè) scope 的 Bean 創(chuàng)建 中提到，Spring 只解決 scope 為 singleton 的循環(huán)依賴。對于scope 為 prototype 的 bean ，Spring 無法解決，直接拋出 BeanCurrentlyInCreationException 異常。

為什么 Spring 不處理 prototype bean 呢？其實(shí)如果理解 Spring 是如何解決 singleton bean 的循環(huán)依賴就明白了。這里先留個(gè)疑問，我們先來看下 Spring 是如何解決 singleton bean 的循環(huán)依賴的。

二、解決singleton循環(huán)依賴

在AbstractBeanFactory 的 doGetBean()方法中，我們根據(jù)BeanName去獲取Singleton Bean的時(shí)候，會先從緩存獲取。
代碼如下：

//DefaultSingletonBeanRegistry.java

@Nullable
protected Object getSingleton(String beanName, boolean allowEarlyReference) {
    // 從一級緩存緩存 singletonObjects 中加載 bean
    Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
    // 緩存中的 bean 為空，且當(dāng)前 bean 正在創(chuàng)建
    if (singletonObject == null && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
        // 加鎖
        synchronized (this.singletonObjects) {
            // 從 二級緩存 earlySingletonObjects 中獲取
            singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName);
            // earlySingletonObjects 中沒有，且允許提前創(chuàng)建
            if (singletonObject == null && allowEarlyReference) {
                // 從 三級緩存 singletonFactories 中獲取對應(yīng)的 ObjectFactory
                ObjectFactory<?> singletonFactory = this.singletonFactories.get(beanName);
                if (singletonFactory != null) {
                    //從單例工廠中獲取bean
                    singletonObject = singletonFactory.getObject();
                    // 添加到二級緩存
                    this.earlySingletonObjects.put(beanName, singletonObject);
                    // 從三級緩存中刪除
                    this.singletonFactories.remove(beanName);
                }
            }
        }
    }
    return singletonObject;
}

這段代碼涉及的3個(gè)關(guān)鍵的變量，分別是3個(gè)級別的緩存，定義如下：

	/** Cache of singleton objects: bean name --> bean instance */
	//單例bean的緩存 一級緩存
	private final Map<String, Object> singletonObjects = new ConcurrentHashMap<>(256);

	/** Cache of singleton factories: bean name --> ObjectFactory */
	//單例對象工廠緩存 三級緩存
	private final Map<String, ObjectFactory<?>> singletonFactories = new HashMap<>(16);

	/** Cache of early singleton objects: bean name --> bean instance */
	//預(yù)加載單例bean緩存 二級緩存
	//存放的 bean 不一定是完整的
	private final Map<String, Object> earlySingletonObjects = new HashMap<>(16);

getSingleton()的邏輯比較清晰：

  • 首先，嘗試從一級緩存singletonObjects中獲取單例Bean。

  • 如果獲取不到，則從二級緩存earlySingletonObjects中獲取單例Bean。

  • 如果仍然獲取不到，則從三級緩存singletonFactories中獲取單例BeanFactory。

  • 最后，如果從三級緩存中拿到了BeanFactory，則通過getObject()把Bean存入二級緩存中，并把該Bean的三級緩存刪掉。

2.1、三級緩存

看到這里可能會有些疑問，這3個(gè)緩存怎么就解決了singleton循環(huán)依賴了呢？
先別著急，我們現(xiàn)在分析了獲取緩存的代碼，再來看下存儲緩存的代碼。 在 AbstractAutowireCapableBeanFactory的 doCreateBean() 方法中，有這么一段代碼：

// AbstractAutowireCapableBeanFactory.java

boolean earlySingletonExposure = (mbd.isSingleton() // 單例模式
        && this.allowCircularReferences // 允許循環(huán)依賴
        && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)); // 當(dāng)前單例 bean 是否正在被創(chuàng)建
if (earlySingletonExposure) {
    if (logger.isTraceEnabled()) {
        logger.trace("Eagerly caching bean '" + beanName +
                "' to allow for resolving potential circular references");
    }
    // 為了后期避免循環(huán)依賴，提前將創(chuàng)建的 bean 實(shí)例加入到三級緩存 singletonFactories 中
    addSingletonFactory(beanName, () -> getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean));
}

這段代碼就是put三級緩存singletonFactories的地方，其核心邏輯是，當(dāng)滿足以下3個(gè)條件時(shí)，把bean加入三級緩存中：

  • 單例

  • 允許循環(huán)依賴

  • 當(dāng)前單例Bean正在創(chuàng)建

addSingletonFactory(String beanName, ObjectFactory<?> singletonFactory) 方法，代碼如下：

// DefaultSingletonBeanRegistry.java

protected void addSingletonFactory(String beanName, ObjectFactory<?> singletonFactory) {
	Assert.notNull(singletonFactory, "Singleton factory must not be null");
	synchronized (this.singletonObjects) {
		if (!this.singletonObjects.containsKey(beanName)) {
			this.singletonFactories.put(beanName, singletonFactory);
			this.earlySingletonObjects.remove(beanName);
			this.registeredSingletons.add(beanName);
		}
	}
}

從這段代碼我們可以看出，singletonFactories 這個(gè)三級緩存才是解決 Spring Bean 循環(huán)依賴的關(guān)鍵。同時(shí)這段代碼發(fā)生在 createBeanInstance(...) 方法之后，也就是說這個(gè) bean 其實(shí)已經(jīng)被創(chuàng)建出來了，但是它還沒有完善（沒有進(jìn)行屬性填充和初始化），但是對于其他依賴它的對象而言已經(jīng)足夠了（已經(jīng)有內(nèi)存地址了，可以根據(jù)對象引用定位到堆中對象），能夠被認(rèn)出來了。

2.2、一級緩存

到這里我們發(fā)現(xiàn)三級緩存 singletonFactories 和 二級緩存 earlySingletonObjects 中的值都有出處了，那一級緩存在哪里設(shè)置的呢？在類 DefaultSingletonBeanRegistry 中，可以發(fā)現(xiàn)這個(gè) addSingleton(String beanName, Object singletonObject) 方法，代碼如下：

// DefaultSingletonBeanRegistry.java

protected void addSingleton(String beanName, Object singletonObject) {
	synchronized (this.singletonObjects) {
	        //添加至一級緩存，同時(shí)從二級、三級緩存中刪除。
		this.singletonObjects.put(beanName, singletonObject);
		this.singletonFactories.remove(beanName);
		this.earlySingletonObjects.remove(beanName);
		this.registeredSingletons.add(beanName);
	}
}

該方法是在 #doGetBean(...) 方法中，處理不同 scope 時(shí)，如果是 singleton調(diào)用的，如下圖所示：

Spring中怎么解決循環(huán)依賴 也就是說，一級緩存里面是完整的Bean。

小結(jié)：

  • 一級緩存里面是完整的Bean,是當(dāng)一個(gè)Bean完全創(chuàng)建后才put

  • 三級緩存是不完整的BeanFactory,是當(dāng)一個(gè)Bean在new之后就put(沒有屬性填充、初始化)

  • 二級緩存是對三級緩存的易用性處理，只不過是通過getObject()方法從三級緩存的BeanFactory中取出Bean

總結(jié)

現(xiàn)在我們再來回顧下Spring解決單例循環(huán)依賴的方案：

  • Spring 在創(chuàng)建 bean 的時(shí)候并不是等它完全完成，而是在創(chuàng)建過程中將創(chuàng)建中的 bean 的 ObjectFactory 提前曝光（即加入到 singletonFactories 三級緩存中）。

  • 這樣，一旦下一個(gè) bean 創(chuàng)建的時(shí)候需要依賴 bean ，則從三級緩存中獲取。

舉個(gè)栗子：
比如我們團(tuán)隊(duì)里要報(bào)名參加活動，你不用上來就把你的生日、性別、家庭信息什么的全部填完，你只要先報(bào)個(gè)名字，統(tǒng)計(jì)下人數(shù)就行，之后再慢慢完善你的個(gè)人信息。

核心思想：提前暴露，先用著

最后來描述下就上面那個(gè)循環(huán)依賴 Spring 解決的過程：

  • 首先 A 完成初始化第一步并將自己提前曝光出來（通過 三級緩存 將自己提前曝光），在初始化的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)自己依賴對象 B，此時(shí)就會去嘗試 get(B)，這個(gè)時(shí)候發(fā)現(xiàn) B 還沒有被創(chuàng)建出來

  • 然后 B 就走創(chuàng)建流程，在 B 初始化的時(shí)候，同樣發(fā)現(xiàn)自己依賴 C，C 也沒有被創(chuàng)建出來

  • 這個(gè)時(shí)候 C 又開始初始化進(jìn)程，但是在初始化的過程中發(fā)現(xiàn)自己依賴 A，于是嘗試 get(A)，這個(gè)時(shí)候由于 A 已經(jīng)添加至緩存中（三級緩存 singletonFactories ），通過 ObjectFactory 提前曝光，所以可以通過 ObjectFactory#getObject() 方法來拿到 A 對象，C 拿到 A 對象后順利完成初始化，然后將自己添加到一級緩存中

  • 回到 B ，B 也可以拿到 C 對象，完成初始化，A 可以順利拿到 B 完成初始化。到這里整個(gè)鏈路就已經(jīng)完成了初始化過程了

http://cmsblogs.com/?p=todo （小明哥）

看完上述內(nèi)容，你們對Spring中怎么解決循環(huán)依賴有進(jìn)一步的了解嗎？如果還想了解更多知識或者相關(guān)內(nèi)容，請關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)行業(yè)資訊頻道，感謝大家的支持。

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