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一、什么是循环依赖?
循环依赖其实就是循环引用,也就是两个或者两个以上的bean互相持有对方,最终形成闭环。比如A依赖于B,B又依赖于A。如下图:
代码里面表现为:
public class A{
@Autowired
private Class B;
}
public class B{
@Autowired
private Class A;
}
二、spring是如何解决循环依赖
Spring的循环依赖的理论依据基于Java的引用传递,当获得对象的引用时,对象的属性是可以延后设置的。(但是构造器必须是在获取引用之前) Spring的单例对象的初始化主要分为三步:
1)createBeanInstance:实例化,其实也就是调用对象的构造方法实例化对象
(2)populateBean:填充属性,这一步主要是多bean的依赖属性进行填充
(3)initializeBean:调用spring xml中的init 方法。
从上面单例bean的初始化可以知道:循环依赖主要发生在第一、二步,也就是构造器循环依赖和field循环依赖。那么我们要解决循环引用也应该从初始化过程着手,对于单例来说,在Spring容器整个生命周期内,有且只有一个对象,所以很容易想到这个对象应该存在Cache中,Spring为了解决单例的循环依赖问题,使用了三级缓存。
这三级缓存分别指:
singletonObjects:单例对象的cache
earlySingletonObjects :提前暴光的单例对象的Cache
singletonFactories : 单例对象工厂的cache
在创建bean的时候,首先想到的是从cache中获取这个单例的bean,这个缓存就是singletonObjects。如果获取不到,并且对象正在创建中,就再从二级缓存earlySingletonObjects中获取。如果还是获取不到且允许singletonFactories通过getObject()获取,就从三级缓存singletonFactory.getObject()(三级缓存)获取,如果获取到了则:从singletonFactories中移除,并放入earlySingletonObjects中。其实也就是从三级缓存移动到了二级缓存。
从上面三级缓存的分析,我们可以知道,Spring解决循环依赖的诀窍就在于singletonFactories这个三级cache。这个cache的类型是ObjectFactory。这里就是解决循环依赖的关键,发生在createBeanInstance之后,也就是说单例对象此时已经被创建出来(调用了构造器)。这个对象已经被生产出来了,虽然还不完美(还没有进行初始化的第二步和第三步),但是已经能被人认出来了(根据对象引用能定位到堆中的对象),所以Spring此时将这个对象提前曝光出来让大家认识,让大家使用。
让我们来分析一下“A的某个field或者setter依赖了B的实例对象,同时B的某个field或者setter依赖了A的实例对象”这种循环依赖的情况。A首先完成了初始化的第一步,并且将自己提前曝光到singletonFactories中,此时进行初始化的第二步,发现自己依赖对象B,此时就尝试去get(B),发现B还没有被create,所以走create流程,B在初始化第一步的时候发现自己依赖了对象A,于是尝试get(A),尝试一级缓存singletonObjects(肯定没有,因为A还没初始化完全),尝试二级缓存earlySingletonObjects(也没有),尝试三级缓存singletonFactories,由于A通过ObjectFactory将自己提前曝光了,所以B能够通过ObjectFactory.getObject拿到A对象(虽然A还没有初始化完全,但是总比没有好呀),B拿到A对象后顺利完成了初始化阶段1、2、3,完全初始化之后将自己放入到一级缓存singletonObjects中。此时返回A中,A此时能拿到B的对象顺利完成自己的初始化阶段2、3,最终A也完成了初始化,进去了一级缓存singletonObjects中,而且更加幸运的是,由于B拿到了A的对象引用,所以B现在hold住的A对象完成了初始化。
三、总结
一级缓存:singletonObjects,存放初始化后的单例对象;
二级缓存:earlySingletonObjects,存放实例化,未完成初始化的单例对象(未完成属性注入的对象);
三级缓存:singletonFactories,存放ObjectFactory对象;
都是Map集合,单例对象先实例化存在于singletonFactories中,后存在于earlySingletonObjects中,最后初始化完成后放入singletonObjects中。
Spring是使用三级缓存(Map)解决的循环依赖问题,那具体是怎么做的,看下面的步骤。 假设A依赖B,B依赖A,Spring创建A实例的过程如下:
1、A依次执行doGetBean方法、依次查询三个缓存是否存在该bean、没有就createBean,实例化完成(早期引用,未完成属性装配),放入三级缓存中,接着执行populateBean方法装配属性,但是发现装配的属性是B对象,走下面步骤。
2、创建B实例,依次执行doGetBean、查询三个缓存、createBean创建实例,接着执行populateBean发现属性中需要A对象。
3、再次调用doGetBean创建A实例,查询三个缓存,在三级缓存singletonFactories得到了A的早期引用(在第一步的时候创建出来了),将它放到二级缓存并移除3级缓存并返回,B完成属性装配,一个完整的对象放到一级缓存singletonObjects中。
4、B完成之后就回到A了,A得到完整的B,肯定也完成全部初始化,也存入一级缓存中。 解决了循环依赖问题。