7、Spring源码-循环依赖

烟雨 4年前 (2021-07-28) 阅读数 41730 #Spring源码

文章标签 Spring

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。

比如AService对象依赖了BService对象，BService对象依赖了AService对象。

@Component
public class AService {
	@Autowired
	private Bservice bService;

	public void test() {
		System.out.println(bService);
	}
}

@Component
public class BService {
	@Autowired
	private Aservice aService;

	public void test() {
		System.out.println(aService);
	}
}

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，其他Bean需要时就可以从缓存中拿），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对象，然后把B的对象提早暴露出来放入缓存中，然后在对B的对象进行依赖注入A，此时能从缓存中拿到A的对象，B的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。

但是Spring有个AOP的功能，是在初始化后处理的，使用的是AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator是xxxxBeanPostProcessor(Bean后置处理器)的某一个实现类。也是AbstractAutoProxyCreator的实现类，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。代理后就不是A的原始对象。如果只有一个缓存处理，显然无法满足AOP需求，因为最终需要的是代理对象。

一、三级缓存

三级缓存是通用的叫法。

一级缓存为：singletonObjects：缓存的是已经经历了完整生命周期的bean对象。

二级缓存为：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。

三级缓存为：singletonFactories：缓存的是ObjectFactory，表示对象工厂，表示用来创建早期bean对象的工厂。

1.2、另外的缓存

earlyProxyReferences：记录某个Bean是否进行了AOP，如果进行了AOP，就会放入这个缓存中。

singletonsCurrentlyInCreation：记录正在创建的Bean。

二、分析

2.1、Bean的生成

简单描述一个Bean的生成：

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(AOP)-->把代理对象放入singletonObjects单例池中。

完整的生命周期前往：4、Spring源码-bean的生命周期

2.2、处理循环依赖中的AOP问题

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singletonFactories(第三级缓存)。

首先，singletonFactories(三级缓存)中存储的是某个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(三级缓存)中。

这个ObjectFactory是一个函数式接口，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, RootBeanDefinition mbd, Object bean) {
	Object exposedObject = bean;
	if (!mbd.isSynthetic() && hasInstantiationAwareBeanPostProcessors()) {
		for (BeanPostProcessor bp : getBeanPostProcessors()) {
			if (bp instanceof SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor) {
				SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor ibp = (SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor) bp;
				exposedObject = ibp.getEarlyBeanReference(exposedObject, beanName);
			}
		}
	}
	return exposedObject;
}

该方法会去执行SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor#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);
}

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。

getEarlyBeanReference()方法首先得到一个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，得到并返回一个代理对象。

什么时候调用getEarlyBeanReference方法呢。回到循环依赖场景中，如图：

A原始对象生成一个ObjectFactory：这个ObjectFactory就是上面说的labmda表达式，中间有getEarlyBeanReference方法(存入singletonFactories时并不会执行lambda表达式，也就是不会执行getEarlyBeanReference方法)
需要A(三级缓存singletonFactories中获取)：从singletonFactories(三级缓存)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(二级缓存)中，还要放入earlyProxyReferences缓存中，表示已经经过AOP了。

注意：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(一级缓存)中。

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对象而言，进行了AOP的判断后，以及BeanPostProcessor(Bean的后置处理器)的执行之后，就需要把A对应的对象放入singletonObjects(一级缓存)中，此时需要从earlySingletonObjects(二级缓存)中得到代理对象，然后入singletonObjects(一级缓存)中。

三、总结

singletonObjects：缓存经过了完整生命周期的bean。
earlySingletonObjects：缓存未经过完整生命周期的bean，如果某个bean出现了循环依赖，就会提前把这个暂时未经过完整生命周期的bean放入earlySingletonObjects(二级缓存)中，这个bean如果要经过AOP，那么就会把代理对象放入earlySingletonObjects(二级缓存)中，否则就是把原始对象放入earlySingletonObjects(二级缓存)，但是不管怎么样，就是是代理对象，代理对象所代理的原始对象也是没有经过完整生命周期的，所以放入earlySingletonObjects(二级缓存)我们就可以统一认为是未经过完整生命周期的bean。
singletonFactories：缓存的是一个ObjectFactory，也就是一个Lambda表达式。在每个Bean的生成过程中，经过实例化得到一个原始对象后，都会提前基于原始对象暴露一个Lambda表达式，并保存到三级缓存中，这个Lambda表达式可能用到，也可能用不到，如果当前Bean没有出现循环依赖，那么这个Lambda表达式没用，当前bean按照自己的生命周期正常执行，执行完后直接把当前bean放入singletonObjects(一级缓存)中，如果当前bean在依赖注入时发现出现了循环依赖，则从三级缓存中拿到Lambda表达式，并执行Lambda表达式得到一个对象，并把得到的对象放入二级缓存（(如果当前Bean需要AOP，那么执行lambda表达式，得到就是对应的代理对象，如果无需AOP，则直接得到一个原始对象)）。
earlyProxyReferences：用来记录某个原始对象是否进行过AOP了。
singletonsCurrentlyInCreation：是一个Set<String>，记录正在创建的Bean的BeanName。

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评论列表

虚空架构师发布于 2022-01-06 14:31:10 回复该评论
按道理，二级缓存也可以做代理，把代理工厂和labmda表达式一同放进二级缓存，这样就可以省去一个缓存，为啥还要弄个三级缓存？
- zender 发布于 2022-01-10 11:24:16 回复该评论
  Spring的生命周期中AOP是在Bean初始化后才进行的增强，如果使用二级缓存解决循环依赖和AOP增强问题，就需要在Bean初始化时就要进行增强，这样就违背了Spring自己设计的生命周期流程。所以才会有三级缓存来解决AOP。
- Bruce 发布于 2022-01-07 09:34:15 回复该评论
  缓存功能单一性吧，多个功能可能导致不确定性。

小桃发布于 2021-12-06 16:41:10 回复该评论
给UP总结一下：三级缓存不是用来存bean，二用来存函数接口，去解决aop创建动态代理时的循环依赖，其实真正的目的是为了解耦，二级缓存就能解决循环依赖，三级缓存目的就是生成代理对象，放入到二级缓存。
- zender 发布于 2021-12-06 19:27:50 回复该评论
  是的，一级缓存存储创建完毕的Bean，二级缓存解决循环依赖，三级缓存解决AOP。