Spring源碼分析の循環依賴

文章目錄

前言
一、循環依賴問題
二、循環依賴的解決
三、整體流程分析

前言

??常見的可能存在循環依賴的情況如下：

兩個bean中互相持有對方作為自己的屬性。
??類似于：
兩個bean中互相持有對方作為自己的屬性，且在構造時就需要傳入：
??類似于：
在某個bean中注入自身：

??其中第二種構造方法的循環依賴一般情況下是無解的，除非加上@Lazy注解。本篇重點分析第一種循環依賴Spring是如何解決的。

一、循環依賴問題

??Spring在創建一個bean時，簡單來說會經過實例化bean，屬性注入，初始化的操作。當出現第一種循環依賴時，可能會經歷以下的過程：
??AService

去單例池中找有無AService實例，此時沒有，執行doCreateBean。
createBeanInstance創建出AService實例。
執行AService實例的屬性填充。
AService的初始化、初始化前。
AService的初始化后。
放入單例池。

??其中在執行AService實例的屬性填充這一步，會根據@AutoWired的注入點，去尋找BService實例：

去單例池中找有無BService實例，此時沒有，執行doCreateBean。
createBeanInstance`創建出BService實例。
執行BService實例的屬性填充。
BService的初始化、初始化前。
BService的初始化后。
放入單例池。

??其中在執行BService實例的屬性填充這一步，會根據@AutoWired的注入點，發現需要填充AService實例，這就出現了循環依賴的問題。

二、循環依賴的解決

??那么Spring是如何解決循環依賴的？主要是通過三級緩存的機制去實現的：
在這里插入圖片描述 singletonObjects ：一級緩存 earlySingletonObjects 二級緩存 singletonFactories 三級緩存

??可以看到，首先在doCreateBean的方法中，bean實例化后，屬性填充之前，先有一段圖上的邏輯：

判斷當前的bean是否是單例的，以及是否支持循環依賴（默認是true），以及singletonsCurrentlyInCreation集合中是否包含當前bean。
如果滿足條件，就把當前的bean的名稱，和一段lambda表達式，放入singletonFactories集合中。

	protected void addSingletonFactory(String beanName, ObjectFactory<?> singletonFactory) {Assert.notNull(singletonFactory, "Singleton factory must not be null");synchronized (this.singletonObjects) {//單例池中沒有該beanif (!this.singletonObjects.containsKey(beanName)) {//向單例工廠緩存當前bean名稱以及對應的lambda表達式this.singletonFactories.put(beanName, singletonFactory);//從早期單例對象的緩存中去除當前的beanthis.earlySingletonObjects.remove(beanName);//向已注冊的單例bean集合中添加當前bean名稱this.registeredSingletons.add(beanName);}}}

在這里插入圖片描述 ??這里的lambda表達式，主要是為了返回一個可以被外部提前訪問的 bean 實例。注意：lambda表達式不是在此處執行，而是先放入了earlySingletonObjects集合中！

	protected Object getEarlyBeanReference(String beanName, RootBeanDefinition mbd, Object bean) {Object exposedObject = bean;if (!mbd.isSynthetic() && hasInstantiationAwareBeanPostProcessors()) {for (SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor bp : getBeanPostProcessorCache().smartInstantiationAware) {//如果 Spring AOP 代理在這里介入，那么 getEarlyBeanReference() 可能會返回一個動態代理對象，而不是原始 beanexposedObject = bp.getEarlyBeanReference(exposedObject, beanName);}}return exposedObject;}

在這里插入圖片描述 返回可能經過 AOP 代理的 bean

在這里插入圖片描述 判斷是否需要AOP

??并且在執行doGetBean時，會首先執行getSingleton方法：
在這里插入圖片描述
??在getSingleton方法中，運用了雙檢鎖模式，避免在加鎖后其它線程已經創建并緩存了該 bean。并且上面提到的lambda表達式，會在此處真正地去執行

@Nullable
protected Object getSingleton(String beanName, boolean allowEarlyReference) {// 嘗試從單例池中獲取當前 bean 的實例，避免加鎖操作，提高性能Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);// 如果單例池（一級緩存）中沒有找到，并且當前 bean 正在創建過程中（循環依賴的處理）if (singletonObject == null && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {// 嘗試從早期單例池（二級緩存）中獲取當前 bean（即尚未完全初始化的對象）singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName);// 如果在早期單例池中也沒有找到，并且允許獲取早期引用（通常是為了解決循環依賴）if (singletonObject == null && allowEarlyReference) {// 加鎖，避免并發創建同一個 bean 導致不一致的問題synchronized (this.singletonObjects) {// 再次檢查，避免在加鎖后其它線程已經創建并緩存了該 beansingletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);// 如果單例池中依然沒有找到該 beanif (singletonObject == null) {// 嘗試從早期單例池中獲取，如果仍然沒有找到singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName);// 如果早期單例池中也沒有找到，嘗試從工廠中獲取 bean（即懶加載）if (singletonObject == null) {// 獲取 bean 的工廠方法（三級緩存）ObjectFactory<?> singletonFactory = this.singletonFactories.get(beanName);// 如果工廠方法存在，說明該 bean 尚未初始化，且支持懶加載if (singletonFactory != null) {// 使用工廠創建 bean 并緩存到早期單例池中，防止循環依賴singletonObject = singletonFactory.getObject();this.earlySingletonObjects.put(beanName, singletonObject); // 緩存早期對象this.singletonFactories.remove(beanName); // 移除工廠方法，因為 bean 已經創建}}}}}}// 返回獲取到的 singletonObject，如果沒有找到，則返回 nullreturn singletonObject;
}

??這里的isSingletonCurrentlyInCreation方法，是判斷當前的bean名稱是否在singletonsCurrentlyInCreation集合中，那么bean是在什么時候存入該集合的呢？答案是在下方重載的getSingleton方法中：
在這里插入圖片描述 無論if條件是否成立，都會把當前的bean名稱放入singletonsCurrentlyInCreation集合中

??而在執行完createBean（包括實例化，依賴注入，初始化）之后，會執行addSingleton方法：
在這里插入圖片描述
??會將當前bean從二級、三級緩存中移除，并放入單例池中，表示該bean已經完全創建完成。

protected void addSingleton(String beanName, Object singletonObject) {synchronized (this.singletonObjects) {//將當前初始化完成的bean存入單例池（一級緩存）this.singletonObjects.put(beanName, singletonObject);//從三級緩存中刪除當前beanthis.singletonFactories.remove(beanName);//從二級緩存中刪除當前beanthis.earlySingletonObjects.remove(beanName);this.registeredSingletons.add(beanName);}
}

三、整體流程分析

在這里插入圖片描述 A和B的創建流程藍色代表A 綠色代表B

??A嘗試從單例池中獲取
在這里插入圖片描述 ??條件不滿足，返回null
??進入getSingleton

??進入getSingleton，執行beforeSingletonCreation，將A放入singletonsCurrentlyInCreation中，代表A正在被創建。
??進入doCreateBean的addSingletonFactory方法：
??進入doCreateBean的addSingletonFactory方法，將A放入三級緩存中
在這里插入圖片描述 ??執行A的屬性填充（A有一個屬性為B）：
??嘗試從容器中獲取B
??這里的條件依舊不滿足，返回null：
??進入getSingleton，執行beforeSingletonCreation，同樣將B放入singletonsCurrentlyInCreation中，代表B正在被創建。
在這里插入圖片描述 ??進入doCreateBean的addSingletonFactory

在這里插入圖片描述 ??同樣將B放入三級緩存

??此時的緩存情況：A和B只在二級緩存中
在這里插入圖片描述

??進行B的屬性填充**（B中有一個A屬性）**
在這里插入圖片描述 ??再次嘗試從容器中獲取A
??此時的條件滿足：
??從三級緩存中取出A的lambda表達式執行：
??此時的A的B屬性是沒有值的
??放入二級緩存，并從三級緩存中刪除：

??此時的緩存情況：
在這里插入圖片描述

??直接返回，不走createBean的邏輯了。
在這里插入圖片描述
??給B的A屬性賦值，完成屬性填充：
??B繼續執行初始化

在這里插入圖片描述 ??執行B的getSingleton的addSingleton方法，將B放入單例池，并且清除二三級緩存：
??回到A的屬性填充，填充了B屬性
??填充完成后，A的B屬性有值了，B的A屬性也有值了，繼續執行A的初始化，完成后將A放入單例池，并且清除二三級緩存：在這里插入圖片描述

??此時的二三級緩存全部清空：
在這里插入圖片描述

??至此整個流程全部結束。
??為什么要加入三級緩存？因為上面的過程只是普通情況，還需要考慮到AOP的情況。如果開啟了AOP，那么會在初始化后，**基于切面生成一個代理對象。**而循環依賴的觸發時機是在屬性注入時，如果只使用普通的緩存，會導致解決循環依賴時注入的對象是普通對象，而最終的對象是代理對象，產生不一致的情況。
??applyBeanPostProcessorsAfterInitialization是初始化后執行的方法，也是在AOP的場景下生成代理對象的方法：
在這里插入圖片描述 ??如果開啟了AOP，那么在循環中會執行AbstractAutoProxyCreator的postProcessAfterInitialization方法生成代理，在這一步中會判斷當前Bean是否已經在解決了循環依賴的過程中進行了AOP，如果已經進行過了，就不會再次生成代理，保證代理對象的唯一性。
在這里插入圖片描述