1.什么是循环依赖?
循环依赖就是循环引用,就是两个或多个Bean相互之间的持有对方,比如A引用B,B引用C,C引用A,则它们最终反映为一个环。
我们这里以两个类A和B为例进行讲解,如下是A和B的声明:
@Component
public class A {
private B b;
public void setB(B b) {
this.b = b;
}
}
@Component
public class B {
private A a;
public void setA(A a) {
this.a = a;
}
}
结论先行:
1.构造器循环依赖----初始化失败
2.field属性注入循环依赖----初始化成功
3.field属性注入循环依赖(prototype)----初始化失败
现象总结:同样对于循环依赖的场景,构造器注入和prototype类型的属性注入都会初始化Bean失败。因为@Service默认是单例的,所以单例的属性注入是可以成功的。
2.Spring 如何解决循环依赖?
A、B两个类相互依赖,初始化A的时候,第一步实例化A完成(生成对象工厂实例放入三级缓存),注入依赖属性B,一级缓存查询B没有,二级缓存查询B没有,
初始化B(生成对象工厂实例放入三级缓存),注入依赖属性A,一级缓存查询A没有,二级缓存查询A没有,三级缓存查询到A的对象工厂,需要AOP增强则生成A的代理对象,没有则直接创建A实例对象,并将A放入到二级缓存,注入A的代理对象完成,生成代理对象B,B移入一级缓存。
继续A属性注入(B的代理对象),然后可能还会依赖注入C对象流程和B一致,所有依赖注入完成后A初始化,生成A的代理对象,发现A的代理对象已存在,则跳过,放入一级缓存。此时A的代理对象也是提前生成的,但是仅针对循环依赖提前生成。
下面为流程图:
3.spring中出现循环依赖的场景
spring中出现循环依赖主要有以下场景:
3.三级缓存
1.一级缓存
已经完成了bean的所有流程,即实例化、注入、初始化完成的bean实例,并放进了单列池中了。
一级缓存:
/** 保存所有的singletonBean的实例,已经完成了所有流程可以用的bean */
private final Map<String, Object> singletonObjects = new ConcurrentHashMap<String, Object>(64);
2.二级缓存
保存所有早期创建的Bean对象,这个Bean还没有完成依赖注入,但已经提前完成了AOP增强。
/** 保存所有早期创建的Bean对象,这个Bean还没有完成依赖注入 */
private final Map<String, Object> earlySingletonObjects = new HashMap<String, Object>(16);
3.三级缓存
singletonBean的生产工厂,即创建单列bean的工厂。
存一个函数接口, 函数接口实现 创建动态代理调用BeanPostProcessor 。 为了避免重复创建, 调用把返回的动态代理对象或者原实例存储在二级缓存中。
/** singletonBean的生产工厂,即创建单列bean的工厂*/
private final Map<String, ObjectFactory<?>> singletonFactories = new HashMap<String, ObjectFactory<?>>(16);
在取三级缓存并创建bean时,ObjectFactory调用getObject(),不仅会取到bean实例而且还会判断是否生成代理对象,并放到二级缓存中。
一级缓存:
/** 保存所有的singletonBean的实例,已经完成了所有流程可以用的bean */
private final Map<String, Object> singletonObjects = new ConcurrentHashMap<String, Object>(64);
二级缓存:
/** 保存所有早期创建的Bean对象,这个Bean还没有完成依赖注入 */
private final Map<String, Object> earlySingletonObjects = new HashMap<String, Object>(16);
三级缓存:
/** singletonBean的生产工厂,即创建单列bean的工厂*/
private final Map<String, ObjectFactory<?>> singletonFactories = new HashMap<String, ObjectFactory<?>>(16);
/** 保存所有已经完成初始化的Bean的名字(name) */
private final Set<String> registeredSingletons = new LinkedHashSet<String>(64);
/**
标识指定name的Bean对象是否处于创建状态,这个状态非常重要。
如果创建完毕之后,会将其从 singletonsCurrentlyInCreation 列表中移除,
并且会将创建好的 bean 放到另外一个单例列表中,这个列表叫做 singletonObjects即一级缓存中。
*/
private final Set<String> singletonsCurrentlyInCreation =
Collections.newSetFromMap(new ConcurrentHashMap<String, Boolean>(16));
思考
1.为什么不使用一级缓存?
如果只使用一级缓存:
1.A先从单列池中查询A,没有则创建A,A对象实例化后准备依赖注入B
2.B对象先从单列池中查询B,没有则创建B,B对象实例化后准备依赖注入A
3.A又从单列池中查询A,此时A由于没有完成创建,单列池中没有A,又回重复1过程,从而造成死循环。
可见只使用一级缓存是会造成循环依赖的,那么就需要把只完成了类的实例化还没有进行后面依赖注入,初始化等过程的对象缓存起来(三级缓存),这样从一级缓存取不到,则取三级缓存。
如果这样貌似使用两级缓存就可以了,那为什么还需要三级缓存?
2.为什么需要二级缓存?只用一级缓存和三级缓存可以吗?
先说结论,
1.如果该对象不涉及AOP代理,只用二级缓存就能解决循环依赖了。
2.如果A和B造成的循环依赖,二级缓存也能解决,但如果A不仅被B引用,还同时被C引用等,二级缓存也不能解决循环依赖。
看下图
即三级缓存获取到的对象工厂ObjectFactory,并取对象时,需要创建新的代理对象,为了防止创建新的代理对象违背单列原则,会将第一次创建的代理对象放到二级缓存中。
试想一下,如果出现以下这种情况,我们要如何处理?
@Service
public class TestService1 {
@Autowired
private TestService2 testService2;
@Autowired
private TestService3 testService3;
public void test1() {
}
}
@Service
public class TestService2 {
@Autowired
private TestService1 testService1;
public void test2() {
}
}
@Service
public class TestService3 {
@Autowired
private TestService1 testService1;
public void test3() {
}
}
TestService1依赖于TestService2和TestService3,而TestService2依赖于TestService1,同时TestService3也依赖于TestService1。
按照上图的流程可以把TestService1注入到TestService2,并且TestService1的实例是从第三级缓存中获取的。
假设不用第二级缓存,TestService1注入到TestService3的流程如图:
TestService1注入到TestService3又需要从第三级缓存中获取实例,而第三级缓存里保存的并非真正的实例对象,而是ObjectFactory对象。说白了,两次从三级缓存中获取都是ObjectFactory对象,而通过它创建的实例对象(主要是代理aop对象,如果没有aop对象则不会存在问题)每次可能都不一样的。
这样ObjectFactory就不一样了,违反的单一实例原则,这样不是有问题吗?
为了解决这个问题,spring引入的第二级缓存。上面图1其实TestService1对象的实例已经被添加到第二级缓存中了,而在TestService1注入到TestService3时,只用从第二级缓存中获取该对象即可。
3.为什么需要提前进行aop?按照spring生命周期初始化完成之后进行AOP代理对象创建不可以吗?
我们都知道Bean的aop动态代理创建时在初始化之后,但是循环依赖的Bean如果使用了AOP。 那无法等到解决完循环依赖再创建动态代理, 因为这个时候已经注入属性了,比如A已经注入到B对象的属性中了,此时B中的A对象就不是代理对象了。
所以如果循环依赖的Bean使用了aop. 需要提前创建aop。
并且还要提前判断是否需要进行提前AOP。
4.如何判断需要提前进行aop?
创建本身的时候是没法判断自己是不是循环依赖, 只有在B 引用A (不同bean的引用)下才能判断是不是循环依赖(比如B引用A,A正在创建中,那说明是循环依赖), 所以判断要写在getSingleton中。
假如A是proxy:
A创建Bean -->注入属性B-->getBean(B)-->创建B-->注入属性A---->getSingleton("a")之后写如下代码
==================================================================================================
public object getSingleton(beanName){
先从一级缓存拿 省略code...
if(二级缓存有吗?){
return 二级缓存中拿;
}
if(A是否还在创建中){
说明是循环依赖.
二级缓存=调用创建动态代理BeanPostProcessor(判断是否使用aop,没有依然返回原实例);
}
}
所以说二级缓存确实完全可以解决循环依赖的任何情况:包括扩展能力(因为也可以在这里调用BeanPostProcessor, 当然AOP也是基于BeanPostProcessor)
5.第三级缓存中为什么要添加ObjectFactory对象,直接保存实例对象不行吗?
答:不行,同二级缓存存在的原因一样。
因为假如你想判断是否对添加到三级缓存中的实例对象进行增强,直接用实例对象是行不通的,假如都是创建代理对象那违反单一原则,都不创建,则无法进行增强。所以得有一个中间态来判断是否需要加AOP加强以及存储加强后的结果避免重复创建。
针对这种场景spring是怎么做的呢?
答案就在AbstractAutowireCapableBeanFactory类doCreateBean方法的这段代码中:
它定义了一个匿名内部类,通过getEarlyBeanReference方法获取代理对象,其实底层是通过AbstractAutoProxyCreator类的getEarlyBeanReference生成代理对象。
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原文链接:https://blog.csdn.net/m0_72088858/article/details/126698574
参考资料
1.高频面试题:Spring 如何解决循环依赖?https://zhuanlan.zhihu.com/p/84267654
2.Spring 如何解决循环依赖的问题
https://www.jianshu.com/p/8bb67ca11831