详解Spring循环依赖
一. 什么是循环依赖
循环依赖
,就是两个或则两个以上的bean
互相依赖对方,最终形成闭环
。比如“A对象依赖B对象,而B对象也依赖A对象”,或者“A对象依赖B对象,B对象依赖C对象,C对象依赖A对象”;类似以下代码:
public class A {private B b;
}public class B {private A a;
}
常规情况下,会出现以下情况:
- 通过构建函数创建A对象(A对象是半成品,还没注入属性和调用init方法)。
- A对象需要注入B对象,发现对象池(缓存)里还没有B对象(对象在创建并且注入属性和初始化完成之后,会放入对象缓存里)。
- 通过构建函数创建B对象(B对象是半成品,还没注入属性和调用init方法)。
- B对象需要注入A对象,发现对象池里还没有A对象。
- 创建A对象,循环以上步骤。
Spring 循环依赖的场景有两种:
- 构造器的循环依赖。
- field 属性的循环依赖。
对于构造器的循环依赖,Spring 是无法解决的,只能抛出 BeanCurrentlyInCreationException
异常表示循环依赖,所以下面我们分析的都是基于 field 属性的循环依赖。
Spring 只解决 scope 为 singleton 的循环依赖。对于scope 为 prototype 的 bean ,Spring 无法解决,直接抛出 BeanCurrentlyInCreationException
异常。
二. 解决循环依赖
Spring创建Bean的过程中会用到三级缓存:
// DefaultSingletonBeanRegistry.java/*** 一级缓存,存放可用的成品Bean。* 对应关系为 bean name --> bean instance*/
private final Map<String, Object> singletonObjects = new ConcurrentHashMap<>(256);/*** 二级缓存,存放半成品的Bean,半成品的Bean是已创建对象,但是未注入属性和初始化。用以解决循环依赖。* 对应关系也是 bean name --> bean instance。*/
private final Map<String, Object> earlySingletonObjects = new HashMap<>(16);/*** 三级缓存,存的是Bean工厂对象,用来生成半成品的Bean并放入到二级缓存中。用以解决循环依赖。* 对应关系是 bean name --> ObjectFactory*/
private final Map<String, ObjectFactory<?>> singletonFactories = new HashMap<>(16);
要了解解决循环依赖的原理,得从Bean的创建过程说起:
// AbstractBeanFactory.java
protected <T> T doGetBean(String name, @Nullable Class<T> requiredType, @Nullable Object[] args, boolean typeCheckOnly){//<1> 从缓存中或者实例工厂中获取 Bean 对象Object sharedInstance = getSingleton(beanName);if (sharedInstance != null && args == null) {...}else {....if (mbd.isSingleton()) {// <3> 将创建好的Bean实例放入一级缓存sharedInstance = getSingleton(beanName, () -> {try {// <2> bean 实例化return createBean(beanName, mbd, args);}catch (BeansException ex) {// Explicitly remove instance from singleton cache: It might have been put there// eagerly by the creation process, to allow for circular reference resolution.// Also remove any beans that received a temporary reference to the bean.// 显式从单例缓存中删除 Bean 实例// 因为单例模式下为了解决循环依赖,可能他已经存在了,所以销毁它。destroySingleton(beanName);throw ex;}});beanInstance = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, mbd);}... }
}
<1>
首先尝试从三级缓存中获取实例<2>
如果三级缓存都没有获取到bean实例,则说明需要创建该实例,则进行bean的实例化<3>
将创建好的实例,放入一级缓存中
2.1 从缓存中获取Bean
从三级缓存中读取实例的代码如下:
// org.springframework.beans.factory.support.DefaultSingletonBeanRegistry.javaprotected Object getSingleton(String beanName, boolean allowEarlyReference) {// Quick check for existing instance without full singleton lock// 从单例缓冲中加载 bean(一级缓存)Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);// 缓存中的 bean 为空,且当前 bean 正在创建if (singletonObject == null && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {// 二级缓存singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName);// 如果earlySingletonObjects 中没有,且允许提前创建if (singletonObject == null && allowEarlyReference) {// 加锁(双重校验锁模式)synchronized (this.singletonObjects) {// Consistent creation of early reference within full singleton lock// 拿到锁后再次获取单例实例singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);// 如果单例实例仍然为空if (singletonObject == null) {// 并且 早期单例对象的缓存 中也为空singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName);if (singletonObject == null) {// 从 singletonFactories 中获取对应的 ObjectFactory(三级缓存)ObjectFactory<?> singletonFactory = this.singletonFactories.get(beanName);if (singletonFactory != null) {//<1.1>// 获得 beansingletonObject = singletonFactory.getObject();// 添加 bean 到 早期单例对象的缓存 中this.earlySingletonObjects.put(beanName, singletonObject);// 从 singletonFactories 中移除对应的 ObjectFactorythis.singletonFactories.remove(beanName);}}}}}}return singletonObject;
}
<1.1>
处,如果从三级缓存中获取到实例后,就会放入二级缓存,并删除三级缓存。
2.2 实例化Bean
<2>
处,如果三级缓存都没有获取到bean实例,则说明需要创建该实例,则进行bean的实例化,代码如下:
//org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory.java
@Override
protected Object createBean(String beanName, RootBeanDefinition mbd, @Nullable Object[] args)throws BeanCreationException {....try {// <2.1> 创建 Bean 对象Object beanInstance = doCreateBean(beanName, mbdToUse, args);if (logger.isTraceEnabled()) {logger.trace("Finished creating instance of bean '" + beanName + "'");}return beanInstance;}....
}
调用doCreateBean
方法创建实例:
protected Object doCreateBean(String beanName, RootBeanDefinition mbd, @Nullable Object[] args)throws BeanCreationException {...// <2.1.1> 使用合适的实例化策略来创建新的实例:工厂方法、构造函数自动注入、简单初始化if (instanceWrapper == null) {instanceWrapper = createBeanInstance(beanName, mbd, args);}...// <2.1.2> 判断是否有后置处理// 如果有后置处理,则允许后置处理修改 BeanDefinitionsynchronized (mbd.postProcessingLock) {if (!mbd.postProcessed) {try {// 后置处理修改 BeanDefinitionapplyMergedBeanDefinitionPostProcessors(mbd, beanType, beanName);}catch (Throwable ex) {throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName,"Post-processing of merged bean definition failed", ex);}mbd.postProcessed = true;}}// <2.1.3> 解决单例模式的循环依赖boolean earlySingletonExposure = (mbd.isSingleton() && this.allowCircularReferences &&isSingletonCurrentlyInCreation(beanName));if (earlySingletonExposure) {if (logger.isTraceEnabled()) {logger.trace("Eagerly caching bean '" + beanName +"' to allow for resolving potential circular references");}// 提前将创建的 bean 实例加入到 singletonFactories(三级缓存) 中 // 这里是为了后期避免循环依赖addSingletonFactory(beanName, () -> getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean));}// 开始初始化 bean 实例对象Object exposedObject = bean;try {// <2.1.4> 对 bean 进行填充,将各个属性值注入,其中,可能存在依赖于其他 bean 的属性// 则会递归初始依赖 beanpopulateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);// <2.1.5> 调用初始化方法exposedObject = initializeBean(beanName, exposedObject, mbd);}...return exposedObject;
}
该方法整体流程比较复杂,详细逻辑可以参考 《创建Bean的流程》,但是整体流程如下:
<2.1.1>
使用合适的实例化策略来创建新的实例:工厂方法、构造函数自动注入、简单初始化<2.1.2>
后置处理<2.1.3>
判断是否提前曝光,如果提前曝光,则将当前Bean的ObjectFactory
放入三级缓存中。<2.1.4>
对 bean 进行填充,其中,如果依赖于其他 bean 的属性,则会递归调用getBean
创建依赖的实例。<2.1.5>
调用初始化方法
解决循环依赖非常关键的一步就是<2.1.3>
,将当前刚创建好的Bean实例(未初始化),封装成ObjectFactory
,放入三级缓存中:
// org.springframework.beans.factory.support.DefaultSingletonBeanRegistry
protected void addSingletonFactory(String beanName, ObjectFactory<?> singletonFactory) {Assert.notNull(singletonFactory, "Singleton factory must not be null");synchronized (this.singletonObjects) {if (!this.singletonObjects.containsKey(beanName)) {// 加入三级缓存this.singletonFactories.put(beanName, singletonFactory);// 删除二级缓存this.earlySingletonObjects.remove(beanName);this.registeredSingletons.add(beanName);}}
}
2.3 将创建好的Bean实例放入一级缓存
<3>
处,将创建好的实例,放入一级缓存中,代码如下:
public Object getSingleton(String beanName, ObjectFactory<?> singletonFactory) {Assert.notNull(beanName, "Bean name must not be null");// 全局锁synchronized (this.singletonObjects) {...try {// <3.1> 初始化 bean// 这个过程其实是调用 createBean() 方法(策略模式,具体的创建逻辑由传入的ObjectFactory决定)singletonObject = singletonFactory.getObject();newSingleton = true;}...// <3.2> 加入一级缓存中if (newSingleton) {addSingleton(beanName, singletonObject);}return singletonObject;}}
<3.1>
,调用<2>
处的代码创建实例,详见 《2.2 实例化Bean》<3.2>
,由于<2>
处的代码创建的实例已经是初始化完成的,所以在此处将Bean实例加入一级缓存中。
2.4 整体流程
2.5 循环依赖流程
我们以最简单的循环依赖为例,A、B两个类都互相依赖对方:
public class A {private B b;
}public class B {private A a;
}
假如Spring容器启动时,先加载A,那么A、B循环依赖初始化流程如下图所示:
本文参考至:
Spring为什么不使用二级缓存?Spring 动态代理时是如何解决循环依赖的?为什么要使用三级缓存?… - 知乎 (zhihu.com)
Spring循环依赖三级缓存是否可以去掉第三级缓存? - SegmentFault 思否
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