热门标签 | HotTags
当前位置:  开发笔记 > 运维 > 正文

浅谈Spring解决循环依赖必须要三级缓存吗

这篇文章主要介绍了浅谈Spring解决循环依赖必须要三级缓存吗,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧

我们都知道 Spring 是通过三级缓存来解决循环依赖的,但是解决循环依赖真的需要使用到三级缓冲吗?只使用两级缓存是否可以呢?本篇文章就 Spring 是如何使用三级缓存解决循环依赖作为引子,验证两级缓存是否可以解决循环依赖。

循环依赖

既然要解决循环依赖,那么就要知道循环依赖是什么。如下图所示:

通过上图,我们可以看出:

  • A 依赖于 B
  • B 依赖于 C
  • C 依赖于 A
public class A {
  private B b;
}

public class B {
  private C c;
}

public class C {
  private A a;
}

这种依赖关系形成了一种闭环,从而造成了循环依赖的局面。

下面是未解决循环依赖的常规步骤:

  • 实例化 A,此时 A 还未完成属性填充和初始化方法(@PostConstruct)的执行。
  • A 对象发现需要注入 B 对象,但是容器中并没有 B 对象(如果对象创建完成并且属性注入完成和执行完初始化方法就会放入容器中)。
  • 实例化 B,此时 B 还未完成属性填充和初始化方法(@PostConstruct)的执行。
  • B 对象发现需要注入 C 对象,但是容器中并没有 C 对象。
  • 实例化 C,此时 C 还未完成属性填充和初始化方法(@PostConstruct)的执行。
  • C 对象发现需要注入 A 对象,但是容器中并没有 A 对象。
  • 重复步骤 1。

三级缓存

Spring 解决循环依赖的核心就是提前暴露对象,而提前暴露的对象就是放置于第二级缓存中。下表是三级缓存的说明:

名称 描述
singletonObjects 一级缓存,存放完整的 Bean。
earlySingletonObjects 二级缓存,存放提前暴露的Bean,Bean 是不完整的,未完成属性注入和执行 init 方法。
singletonFactories 三级缓存,存放的是 Bean 工厂,主要是生产 Bean,存放到二级缓存中。

所有被 Spring 管理的 Bean,最终都会存放在 singletonObjects 中,这里面存放的 Bean 是经历了所有生命周期的(除了销毁的生命周期),完整的,可以给用户使用的。

earlySingletonObjects 存放的是已经被实例化,但是还没有注入属性和执行 init 方法的 Bean。

singletonFactories 存放的是生产 Bean 的工厂。

Bean 都已经实例化了,为什么还需要一个生产 Bean 的工厂呢?这里实际上是跟 AOP 有关,如果项目中不需要为 Bean 进行代理,那么这个 Bean 工厂就会直接返回一开始实例化的对象,如果需要使用 AOP 进行代理,那么这个工厂就会发挥重要的作用了,这也是本文需要重点关注的问题之一。

解决循环依赖

Spring 是如何通过上面介绍的三级缓存来解决循环依赖的呢?这里只用 A,B 形成的循环依赖来举例:

  • 实例化 A,此时 A 还未完成属性填充和初始化方法(@PostConstruct)的执行,A 只是一个半成品。
  • 为 A 创建一个 Bean 工厂,并放入到 singletonFactories 中。
  • 发现 A 需要注入 B 对象,但是一级、二级、三级缓存均为发现对象 B。
  • 实例化 B,此时 B 还未完成属性填充和初始化方法(@PostConstruct)的执行,B 只是一个半成品。
  • 为 B 创建一个 Bean 工厂,并放入到 singletonFactories 中。
  • 发现 B 需要注入 A 对象,此时在一级、二级未发现对象 A,但是在三级缓存中发现了对象 A,从三级缓存中得到对象 A,并将对象 A 放入二级缓存中,同时删除三级缓存中的对象 A。(注意,此时的 A 还是一个半成品,并没有完成属性填充和执行初始化方法)
  • 将对象 A 注入到对象 B 中。
  • 对象 B 完成属性填充,执行初始化方法,并放入到一级缓存中,同时删除二级缓存中的对象 B。(此时对象 B 已经是一个成品)
  • 对象 A 得到对象 B,将对象 B 注入到对象 A 中。(对象 A 得到的是一个完整的对象 B)
  • 对象 A 完成属性填充,执行初始化方法,并放入到一级缓存中,同时删除二级缓存中的对象 A。

我们从源码中来分析整个过程:

创建 Bean 的方法在 AbstractAutowireCapableBeanFactory::doCreateBean()

protected Object doCreateBean(final String beanName, final RootBeanDefinition mbd, Object[] args) throws BeanCreationException {
  BeanWrapper instanceWrapper = null;
  
  if (instanceWrapper == null) {
    // ① 实例化对象
    instanceWrapper = this.createBeanInstance(beanName, mbd, args);
  }

  final Object bean = instanceWrapper != null ? instanceWrapper.getWrappedInstance() : null;
  Class<&#63;> beanType = instanceWrapper != null &#63; instanceWrapper.getWrappedClass() : null;
  
  // ② 判断是否允许提前暴露对象,如果允许,则直接添加一个 ObjectFactory 到三级缓存
  boolean earlySingletOnExposure= (mbd.isSingleton() && this.allowCircularReferences &&
        isSingletonCurrentlyInCreation(beanName));
  if (earlySingletonExposure) {
    // 添加三级缓存的方法详情在下方
    addSingletonFactory(beanName, () -> getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean));
  }

  // ③ 填充属性
  this.populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);
  // ④ 执行初始化方法,并创建代理
  exposedObject = initializeBean(beanName, exposedObject, mbd);
  
  return exposedObject;
}

添加三级缓存的方法如下:

protected void addSingletonFactory(String beanName, ObjectFactory<&#63;> singletonFactory) {
  Assert.notNull(singletonFactory, "Singleton factory must not be null");
  synchronized (this.singletonObjects) {
    if (!this.singletonObjects.containsKey(beanName)) { // 判断一级缓存中不存在此对象
      this.singletonFactories.put(beanName, singletonFactory); // 添加至三级缓存
      this.earlySingletonObjects.remove(beanName); // 确保二级缓存没有此对象
      this.registeredSingletons.add(beanName);
    }
  }
}

@FunctionalInterface
public interface ObjectFactory {
  T getObject() throws BeansException;
}

通过这段代码,我们可以知道 Spring 在实例化对象的之后,就会为其创建一个 Bean 工厂,并将此工厂加入到三级缓存中。

因此,Spring 一开始提前暴露的并不是实例化的 Bean,而是将 Bean 包装起来的 ObjectFactory。为什么要这么做呢?

这实际上涉及到 AOP,如果创建的 Bean 是有代理的,那么注入的就应该是代理 Bean,而不是原始的 Bean。但是 Spring 一开始并不知道 Bean 是否会有循环依赖,通常情况下(没有循环依赖的情况下),Spring 都会在完成填充属性,并且执行完初始化方法之后再为其创建代理。但是,如果出现了循环依赖的话,Spring 就不得不为其提前创建代理对象,否则注入的就是一个原始对象,而不是代理对象。因此,这里就涉及到应该在哪里提前创建代理对象?

Spring 的做法就是在 ObjectFactory 中去提前创建代理对象。它会执行 getObject() 方法来获取到 Bean。实际上,它真正执行的方法如下:

protected Object getEarlyBeanReference(String beanName, RootBeanDefinition mbd, Object bean) {
  Object exposedObject = bean;
  if (!mbd.isSynthetic() && hasInstantiationAwareBeanPostProcessors()) {
    for (BeanPostProcessor bp : getBeanPostProcessors()) {
      if (bp instanceof SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor) {
        SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor ibp = (SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor) bp;
        // 如果需要代理,这里会返回代理对象;否则返回原始对象
        exposedObject = ibp.getEarlyBeanReference(exposedObject, beanName);
      }
    }
  }
  return exposedObject;
}

因为提前进行了代理,避免对后面重复创建代理对象,会在 earlyProxyReferences 中记录已被代理的对象。

public abstract class AbstractAutoProxyCreator extends ProxyProcessorSupport
    implements SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor, BeanFactoryAware {
  @Override
  public Object getEarlyBeanReference(Object bean, String beanName) {
    Object cacheKey = getCacheKey(bean.getClass(), beanName);
    // 记录已被代理的对象
    this.earlyProxyReferences.put(cacheKey, bean);
    return wrapIfNecessary(bean, beanName, cacheKey);
  }
}

通过上面的解析,我们可以知道 Spring 需要三级缓存的目的是为了在没有循环依赖的情况下,延迟代理对象的创建,使 Bean 的创建符合 Spring 的设计原则。

如何获取依赖

我们目前已经知道了 Spring 的三级依赖的作用,但是 Spring 在注入属性的时候是如何去获取依赖的呢?

他是通过一个 getSingleton() 方法去获取所需要的 Bean 的。

protected Object getSingleton(String beanName, boolean allowEarlyReference) {
  // 一级缓存
  Object singletOnObject= this.singletonObjects.get(beanName);
  if (singletOnObject== null && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
    synchronized (this.singletonObjects) {
      // 二级缓存
      singletOnObject= this.earlySingletonObjects.get(beanName);
      if (singletOnObject== null && allowEarlyReference) {
        // 三级缓存
        ObjectFactory<&#63;> singletOnFactory= this.singletonFactories.get(beanName);
        if (singletonFactory != null) {
          // Bean 工厂中获取 Bean
          singletOnObject= singletonFactory.getObject();
          // 放入到二级缓存中
          this.earlySingletonObjects.put(beanName, singletonObject);
          this.singletonFactories.remove(beanName);
        }
      }
    }
  }
  return singletonObject;
}

当 Spring 为某个 Bean 填充属性的时候,它首先会寻找需要注入对象的名称,然后依次执行 getSingleton() 方法得到所需注入的对象,而获取对象的过程就是先从一级缓存中获取,一级缓存中没有就从二级缓存中获取,二级缓存中没有就从三级缓存中获取,如果三级缓存中也没有,那么就会去执行 doCreateBean() 方法创建这个 Bean。

二级缓存

我们现在已经知道,第三级缓存的目的是为了延迟代理对象的创建,因为如果没有依赖循环的话,那么就不需要为其提前创建代理,可以将它延迟到初始化完成之后再创建。

既然目的只是延迟的话,那么我们是不是可以不延迟创建,而是在实例化完成之后,就为其创建代理对象,这样我们就不需要第三级缓存了。因此,我们可以将addSingletonFactory() 方法进行改造。

protected void addSingletonFactory(String beanName, ObjectFactory<&#63;> singletonFactory) {
  Assert.notNull(singletonFactory, "Singleton factory must not be null");
  synchronized (this.singletonObjects) {
    if (!this.singletonObjects.containsKey(beanName)) { // 判断一级缓存中不存在此对象
      object o = singletonFactory.getObject(); // 直接从工厂中获取 Bean
      this.earlySingletonObjects.put(beanName, o); // 添加至二级缓存中
      this.registeredSingletons.add(beanName);
    }
  }
}

这样的话,每次实例化完 Bean 之后就直接去创建代理对象,并添加到二级缓存中。测试结果是完全正常的,Spring 的初始化时间应该也是不会有太大的影响,因为如果 Bean 本身不需要代理的话,是直接返回原始 Bean 的,并不需要走复杂的创建代理 Bean 的流程。

结论

测试证明,二级缓存也是可以解决循环依赖的。为什么 Spring 不选择二级缓存,而要额外多添加一层缓存呢?

如果 Spring 选择二级缓存来解决循环依赖的话,那么就意味着所有 Bean 都需要在实例化完成之后就立马为其创建代理,而 Spring 的设计原则是在 Bean 初始化完成之后才为其创建代理。所以,Spring 选择了三级缓存。但是因为循环依赖的出现,导致了 Spring 不得不提前去创建代理,因为如果不提前创建代理对象,那么注入的就是原始对象,这样就会产生错误。

到此这篇关于浅谈Spring 解决循环依赖必须要三级缓存吗的文章就介绍到这了,更多相关Spring  循环依赖三级缓存内容请搜索以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持!


推荐阅读
  • docker增加restart=always, docker重启后自动启动容器的方法
    本文介绍了在运行docker容器时如何添加参数来保证每次docker服务重启后容器也自动重启的方法,以及如何使用命令来更新已启动的容器。 ... [详细]
  • 处理docker容器时间和宿主机时间不一致问题的方法
    本文介绍了处理docker容器时间和宿主机时间不一致问题的方法,包括复制主机的localtime到容器、处理报错情况以及重启容器的步骤。通过这些方法,可以解决docker容器时间和宿主机时间不一致的问题。 ... [详细]
  • 本文介绍了Web学习历程记录中关于Tomcat的基本概念和配置。首先解释了Web静态Web资源和动态Web资源的概念,以及C/S架构和B/S架构的区别。然后介绍了常见的Web服务器,包括Weblogic、WebSphere和Tomcat。接着详细讲解了Tomcat的虚拟主机、web应用和虚拟路径映射的概念和配置过程。最后简要介绍了http协议的作用。本文内容详实,适合初学者了解Tomcat的基础知识。 ... [详细]
  • Tomcat/Jetty为何选择扩展线程池而不是使用JDK原生线程池?
    本文探讨了Tomcat和Jetty选择扩展线程池而不是使用JDK原生线程池的原因。通过比较IO密集型任务和CPU密集型任务的特点,解释了为何Tomcat和Jetty需要扩展线程池来提高并发度和任务处理速度。同时,介绍了JDK原生线程池的工作流程。 ... [详细]
  • 本文介绍了Java的集合及其实现类,包括数据结构、抽象类和具体实现类的关系,详细介绍了List接口及其实现类ArrayList的基本操作和特点。文章通过提供相关参考文档和链接,帮助读者更好地理解和使用Java的集合类。 ... [详细]
  • 如何在服务器主机上实现文件共享的方法和工具
    本文介绍了在服务器主机上实现文件共享的方法和工具,包括Linux主机和Windows主机的文件传输方式,Web运维和FTP/SFTP客户端运维两种方式,以及使用WinSCP工具将文件上传至Linux云服务器的操作方法。此外,还介绍了在迁移过程中需要安装迁移Agent并输入目的端服务器所在华为云的AK/SK,以及主机迁移服务会收集的源端服务器信息。 ... [详细]
  • 本文介绍了电流源并联合并的方法,以及谐振电路的原理。谐振电路具有很强的选频能力,通过将电感和电容连接在一起,电流和电压会产生震荡。谐振频率的大小取决于电感和电容的大小,而电路中的电阻会逐渐降低震荡的幅度。电阻和电容组成的电路中,当电容放完电后,电阻两端的电压为0,电流不再流过电容。然而,电感是一种特殊的器件,当有电流流过时,线圈会产生感应磁场,阻止电流的流动,从而使电流不会减小。 ... [详细]
  • 标题: ... [详细]
  • 单点登录原理及实现方案详解
    本文详细介绍了单点登录的原理及实现方案,其中包括共享Session的方式,以及基于Redis的Session共享方案。同时,还分享了作者在应用环境中所遇到的问题和经验,希望对读者有所帮助。 ... [详细]
  • 本文介绍了在Docker容器技术中限制容器对CPU的使用的方法,包括使用-c参数设置容器的内存限额,以及通过设置工作线程数量来充分利用CPU资源。同时,还介绍了容器权重分配的情况,以及如何通过top命令查看容器在CPU资源紧张情况下的使用情况。 ... [详细]
  • 集合的遍历方式及其局限性
    本文介绍了Java中集合的遍历方式,重点介绍了for-each语句的用法和优势。同时指出了for-each语句无法引用数组或集合的索引的局限性。通过示例代码展示了for-each语句的使用方法,并提供了改写为for语句版本的方法。 ... [详细]
  • Python SQLAlchemy库的使用方法详解
    本文详细介绍了Python中使用SQLAlchemy库的方法。首先对SQLAlchemy进行了简介,包括其定义、适用的数据库类型等。然后讨论了SQLAlchemy提供的两种主要使用模式,即SQL表达式语言和ORM。针对不同的需求,给出了选择哪种模式的建议。最后,介绍了连接数据库的方法,包括创建SQLAlchemy引擎和执行SQL语句的接口。 ... [详细]
  • position属性absolute与relative的区别和用法详解
    本文详细解读了CSS中的position属性absolute和relative的区别和用法。通过解释绝对定位和相对定位的含义,以及配合TOP、RIGHT、BOTTOM、LEFT进行定位的方式,说明了它们的特性和能够实现的效果。同时指出了在网页居中时使用Absolute可能会出错的原因,即以浏览器左上角为原始点进行定位,不会随着分辨率的变化而变化位置。最后总结了一些使用这两个属性的技巧。 ... [详细]
  • 开发笔记:Docker 上安装启动 MySQL
    篇首语:本文由编程笔记#小编为大家整理,主要介绍了Docker上安装启动MySQL相关的知识,希望对你有一定的参考价值。 ... [详细]
  • Oracle优化新常态的五大禁止及其性能隐患
    本文介绍了Oracle优化新常态中的五大禁止措施,包括禁止外键、禁止视图、禁止触发器、禁止存储过程和禁止JOB,并分析了这些禁止措施可能带来的性能隐患。文章还讨论了这些禁止措施在C/S架构和B/S架构中的不同应用情况,并提出了解决方案。 ... [详细]
author-avatar
琳琳小朋友m
这个家伙很懒,什么也没留下!
PHP1.CN | 中国最专业的PHP中文社区 | DevBox开发工具箱 | json解析格式化 |PHP资讯 | PHP教程 | 数据库技术 | 服务器技术 | 前端开发技术 | PHP框架 | 开发工具 | 在线工具
Copyright © 1998 - 2020 PHP1.CN. All Rights Reserved | 京公网安备 11010802041100号 | 京ICP备19059560号-4 | PHP1.CN 第一PHP社区 版权所有