spring循环依赖

·  阅读 52

什么是循环依赖?

很简单,就是A对象依赖了B对象,B对象依赖了A对象

比如:

// A依赖了B
  class A{
   public B b;
  }
 
// B依赖了A
  class B{
  public A a;
  }
复制代码

那么循环依赖是个问题吗? 如果不考虑Spring,循环依赖并不是问题,因为对象之间相互依赖是很正常的事情。

⽐如

 A a = new A();
 B b = new B();

 a.b = b;
 b.a = a;
复制代码

这样,A,B就依赖上了。 但是,在Spring中循环依赖就是⼀个问题了,为什么? 因为,在Spring中,⼀个对象并不是简单new出来了,⽽是会经过⼀系列的Bean的⽣命周期,就是因为 Bean的⽣命周期所以才会出现循环依赖问题。当然,在Spring中,出现循环依赖的场景很多,有的场景 Spring⾃动帮我们解决了,⽽有的场景则需要程序员来解决,下⽂详细来说。 要明⽩Spring中的循环依赖,得先明⽩Spring中Bean的⽣命周期。

Bean的生命周期

这⾥不会对Bean的⽣命周期进⾏详细的描述,只描述⼀下⼤概的过程。 Bean的⽣命周期指的就是:在Spring中,Bean是如何⽣成的? 被Spring管理的对象叫做Bean。Bean的⽣成步骤如下: 

1. Spring扫描class得到BeanDefinition 

2. 根据得到的BeanDefinition去⽣成bean 

3. ⾸先根据class推断构造⽅法 

4. 根据推断出来的构造⽅法,反射,得到⼀个对象(暂时叫做原始对象)

 5. 填充原始对象中的属性(依赖注⼊) 

6. 如果原始对象中的某个⽅法被AOP了,那么则需要根据原始对象⽣成⼀个代理对象 

7. 把最终⽣成的代理对象放⼊单例池(源码中叫做singletonObjects)中,下次getBean时就直接从单例 池拿即可 

可以看到,对于Spring中的Bean的⽣成过程,步骤还是很多的,并且不仅仅只有上⾯的7步,还有很多很 多,⽐如Aware回调、初始化等等,这⾥不详细讨论。

 可以发现,在Spring中,构造⼀个Bean,包括了new这个步骤(第4步构造⽅法反射)。

 得到⼀个原始对象后,Spring需要给对象中的属性进⾏依赖注⼊,那么这个注⼊过程是怎样的? 

⽐如上⽂说的A类,A类中存在⼀个B类的b属性,所以,当A类⽣成了⼀个原始对象之后,就会去给b属性 去赋值,此时就会根据b属性的类型和属性名去BeanFactory中去获取B类所对应的单例bean。如果此时 BeanFactory中存在B对应的Bean,那么直接拿来赋值给b属性;

如果此时BeanFactory中不存在B对应的 Bean,则需要⽣成⼀个B对应的Bean,然后赋值给b属性。

 问题就出现在第⼆种情况,如果此时B类在BeanFactory中还没有⽣成对应的Bean,那么就需要去⽣成, 就会经过B的Bean的⽣命周期。 

那么在创建B类的Bean的过程中,如果B类中存在⼀个A类的a属性,那么在创建B的Bean的过程中就需要 A类对应的Bean,但是,触发B类Bean的创建的条件是A类Bean在创建过程中的依赖注⼊,所以这⾥就出 现了循环依赖: 

ABean创建-->依赖了B属性-->触发BBean创建--->B依赖了A属性--->需要ABean(但ABean还在创 建过程中) 

从⽽导致ABean创建不出来,BBean也创建不出来。 这是循环依赖的场景,但是上⽂说了,在Spring中,通过某些机制帮开发者解决了部分循环依赖的问题, 这个机制就是三级缓存。

三级缓存

三级缓存是通⽤的叫法。

 ⼀级缓存为:singletonObjects 

⼆级缓存为:earlySingletonObjects 

三级缓存为:singletonFactories

先稍微解释⼀下这三个缓存的作⽤,后⾯详细分析:

 singletonObjects中缓存的是已经经历了完整⽣命周期的bean对象。

 earlySingletonObjects⽐singletonObjects多了⼀个early,表示缓存的是早期的bean对象。早期是 什么意思?表示Bean的⽣命周期还没⾛完就把这个Bean放⼊了earlySingletonObjects。

 singletonFactories中缓存的是ObjectFactory,表示对象⼯⼚,⽤来创建某个对象的。

解决循环依赖思路分析

先来分析为什么缓存能解决循环依赖。

上⽂分析得到,之所以产⽣循环依赖的问题,

A创建时--->需要B---->B去创建--->需要A,从⽽产⽣了循环

那么如何打破这个循环,加个中间⼈(缓存)

A的Bean在创建过程中,在进⾏依赖注⼊之前,先把A的原始Bean放⼊缓存(提早暴露,只要放到缓存 了,其他Bean需要时就可以从缓存中拿了),放⼊缓存后,再进⾏依赖注⼊,此时A的Bean依赖了B的 Bean,如果B的Bean不存在,则需要创建B的Bean,⽽创建B的Bean的过程和A⼀样,也是先创建⼀个B 的原始对象,然后把B的原始对象提早暴露出来放⼊缓存中,然后在对B的原始对象进⾏依赖注⼊A,此时 能从缓存中拿到A的原始对象(虽然是A的原始对象,还不是最终的Bean),B的原始对象依赖注⼊完了之 后,B的⽣命周期结束,那么A的⽣命周期也能结束。

因为整个过程中,都只有⼀个A原始对象,所以对于B⽽⾔,就算在属性注⼊时,注⼊的是A原始对象,也 没有关系,因为A原始对象在后续的⽣命周期中在堆中没有发⽣变化。 从上⾯这个分析过程中可以得出,只需要⼀个缓存就能解决循环依赖了,那么为什么Spring中还需要 singletonFactories呢? 这是难点,基于上⾯的场景想⼀个问题:如果A的原始对象注⼊给B的属性之后,A的原始对象进⾏了AOP 产⽣了⼀个代理对象,此时就会出现,对于A⽽⾔,它的Bean对象其实应该是AOP之后的代理对象,⽽B 的a属性对应的并不是AOP之后的代理对象,这就产⽣了冲突。

B依赖的A和最终的A不是同⼀个对象。

那么如何解决这个问题?这个问题可以说没有办法解决。 因为在⼀个Bean的⽣命周期最后,Spring提供了BeanPostProcessor可以去对Bean进⾏加⼯,这个加⼯ 不仅仅只是能修改Bean的属性值,也可以替换掉当前Bean。

举个例⼦

 @Component
public class User {
 }
@Component
 public class LubanBeanPostProcessor implements BeanPostProcessor
{

@Override
 public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, Str
ing beanName) throws BeansException {

// 注意这⾥,⽣成了⼀个新的User对象
if (beanName.equals("user")) {
  System.out.println(bean);
 User user = new User();
  return user;
 }
  return bean;
 }
}
 public class Test {
 public static void main(String[] args) {

AnnotationConfigApplicationContext context =
new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.
class);

User user = context.getBean("user", User.class);
 System.out.println(user);

 }
 }
复制代码

运⾏main⽅法,得到的打印如下:

com.luban.service.User@5e025e70
com.luban.service.User@1b0375b3
复制代码

所以在BeanPostProcessor中可以完全替换掉某个beanName对应的bean对象。

⽽BeanPostProcessor的执⾏在Bean的⽣命周期中是处于属性注⼊之后的,循环依赖是发⽣在属性注⼊ 过程中的,所以很有可能导致,注⼊给B对象的A对象和经历过完整⽣命周期之后的A对象,不是⼀个对 象。这就是有问题的

所以在这种情况下的循环依赖,Spring是解决不了的,因为在属性注⼊时,Spring也不知道A对象后续会 经过哪些BeanPostProcessor以及会对A对象做什么处理。

Spring到底解决了哪种情况下的循环依赖

虽然上⾯的情况可能发⽣,但是肯定发⽣得很少,我们通常在开发过程中,不会这样去做,但是,某个 beanName对应的最终对象和原始对象不是⼀个对象却会经常出现,这就是AOP。

AOP就是通过⼀个BeanPostProcessor来实现的,这个BeanPostProcessor就是 AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator,它的⽗类是AbstractAutoProxyCreator,⽽在Spring中 AOP利⽤的要么是JDK动态代理,要么CGLib的动态代理,所以如果给⼀个类中的某个⽅法设置了切⾯, 那么这个类最终就需要⽣成⼀个代理对象。

⼀般过程就是:A类--->⽣成⼀个普通对象-->属性注⼊-->基于切⾯⽣成⼀个代理对象-->把代理对象放 ⼊singletonObjects单例池中

⽽AOP可以说是Spring中除开IOC的另外⼀⼤功能,⽽循环依赖⼜是属于IOC范畴的,所以这两⼤功能想 要并存,Spring需要特殊处理。

如何处理的,就是利⽤了第三级缓存singletonFactories

⾸先,singletonFactories中存的是某个beanName对应的ObjectFactory,在bean的⽣命周期中,⽣成 完原始对象之后,就会构造⼀个ObjectFactory存⼊singletonFactories中。这个ObjectFactory是⼀个函 数式接⼝,所以⽀持Lambda表达式:() -> getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean)

上⾯的Lambda表达式就是⼀个ObjectFactory,执⾏该Lambda表达式就会去执⾏ getEarlyBeanReference⽅法,⽽该⽅法如下:

protected Object getEarlyBeanReference(String beanName, RootBeanD
efinition mbd, Object bean) {
 Object exposedObject = bean;
 if (!mbd.isSynthetic() && hasInstantiationAwareBeanPostProces
sors()) {
 for (BeanPostProcessor bp : getBeanPostProcessors()) {
 if (bp instanceof SmartInstantiationAwareBeanPostProc
essor) {
 SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor ibp = (S
martInstantiationAwareBeanPostProcessor) bp;
 exposedObject = ibp.getEarlyBeanReference(exposed
Object, beanName);
 }
}
 }
return exposedObject;
}
复制代码

该⽅法会去执⾏SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor中的getEarlyBeanReference⽅法,⽽这 个接⼝下的实现类中只有两个类实现了这个⽅法,⼀个是AbstractAutoProxyCreator,⼀个是 InstantiationAwareBeanPostProcessorAdapter,它的实现如下:

// InstantiationAwareBeanPostProcessorAdapter
 @Override
 public Object getEarlyBeanReference(Object bean, String beanName)
throws BeansException {
 return bean;
 }

// AbstractAutoProxyCreator
 @Override
 public Object getEarlyBeanReference(Object bean, String beanName)
{
 Object cacheKey = getCacheKey(bean.getClass(), beanName);
 this.earlyProxyReferences.put(cacheKey, bean);
 return wrapIfNecessary(bean, beanName, cacheKey);
}
复制代码

所以很明显,在整个Spring中,默认就只有AbstractAutoProxyCreator真正意义上实现了 getEarlyBeanReference⽅法,⽽该类就是⽤来进⾏AOP的。上⽂提到的 AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator的⽗类就是AbstractAutoProxyCreator。

那么getEarlyBeanReference⽅法到底在⼲什么? ⾸先得到⼀个cachekey,cachekey就是beanName。 然后把beanName和bean(这是原始对象)存⼊earlyProxyReferences中 调⽤wrapIfNecessary进⾏AOP,得到⼀个代理对象。

那么,什么时候会调⽤getEarlyBeanReference⽅法呢?回到循环依赖的场景中

左边⽂字:

 这个ObjectFactory就是上⽂说的labmda表达式,中间有getEarlyBeanReference⽅法,注意存⼊ singletonFactories时并不会执⾏lambda表达式,也就是不会执⾏getEarlyBeanReference⽅法

右边⽂字:

 从singletonFactories根据beanName得到⼀个ObjectFactory,然后执⾏ObjectFactory,也就是执⾏ getEarlyBeanReference⽅法,此时会得到⼀个A原始对象经过AOP之后的代理对象,然后把该代理对象 放⼊earlySingletonObjects中,注意此时并没有把代理对象放⼊singletonObjects中,那什么时候放⼊ 到singletonObjects中呢?

我们这个时候得来理解⼀下earlySingletonObjects的作⽤,此时,我们只得到了A原始对象的代理对象, 这个对象还不完整,因为A原始对象还没有进⾏属性填充,所以此时不能直接把A的代理对象放⼊ singletonObjects中,所以只能把代理对象放⼊earlySingletonObjects,假设现在有其他对象依赖了A, 那么则可以从earlySingletonObjects中得到A原始对象的代理对象了,并且是A的同⼀个代理对象。

当B创建完了之后,A继续进⾏⽣命周期,⽽A在完成属性注⼊后,会按照它本身的逻辑去进⾏AOP,⽽此 时我们知道A原始对象已经经历过了AOP,所以对于A本身⽽⾔,不会再去进⾏AOP了,那么怎么判断⼀个 对象是否经历过了AOP呢?会利⽤上⽂提到的earlyProxyReferences,在AbstractAutoProxyCreator的 postProcessAfterInitialization⽅法中,会去判断当前beanName是否在earlyProxyReferences,如果 在则表示已经提前进⾏过AOP了,⽆需再次进⾏AOP。

对于A⽽⾔,进⾏了AOP的判断后,以及BeanPostProcessor的执⾏之后,就需要把A对应的对象放⼊ singletonObjects中了,但是我们知道,应该是要A的代理对象放⼊singletonObjects中,所以此时需要 从earlySingletonObjects中得到代理对象,然后⼊singletonObjects中。

整个循环依赖解决完毕

总结

⾄此,总结⼀下三级缓存: 

1. singletonObjects:缓存某个beanName对应的经过了完整⽣命周期的bean 

2. earlySingletonObjects:缓存提前拿原始对象进⾏了AOP之后得到的代理对象,原始对象还没有进⾏ 属性注⼊和后续的BeanPostProcessor等⽣命周期 

3. singletonFactories:缓存的是⼀个ObjectFactory,主要⽤来去⽣成原始对象进⾏了AOP之后得到的 代理对象,在每个Bean的⽣成过程中,都会提前暴露⼀个⼯⼚,这个⼯⼚可能⽤到,也可能⽤不到, 如果没有出现循环依赖依赖本bean,那么这个⼯⼚⽆⽤,本bean按照⾃⼰的⽣命周期执⾏,执⾏完后 直接把本bean放⼊singletonObjects中即可,如果出现了循环依赖依赖了本bean,则另外那个bean执 ⾏ObjectFactory提交得到⼀个AOP之后的代理对象(如果有AOP的话,如果⽆需AOP,则直接得到⼀ 个原始对象)。

 4. 其实还要⼀个缓存,就是earlyProxyReferences,它⽤来记录某个原始对象是否进⾏过AOP了。

分类:
后端
标签:
分类:
后端
标签: