什么是循环依赖

两个或则两个以上的对象互相依赖对方,最终形成 闭环 。例如 A 对象依赖 B 对象,B 对象也依赖 A 对象

注意,这里不是函数的循环调用,是对象的相互依赖关系。循环调用其实就是一个死循环,除非有终结条件。
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循环依赖产生的问题:

IOC容器在创建Bean的时候,按照顺序,先去实例化instanceA。然后突然发现我的instanceA是依赖我的instanceB的。 那么IOC容器接着去实例化intanceB,那么在intanceB的时候发现依赖instanceA。若容器不处理的,那么IOC 将无限的执行上述流程。直到内存异常程序奔溃.

Spring中循环依赖场景有:

(1)构造器的循环依赖
(2)field属性的循环依赖

其中,构造器的循环依赖问题无法解决,只能拋出BeanCurrentlyInCreationException异常,在解决属性循环依赖时,spring采用的是提前暴露对象的方法。

构造器的循环依赖问题无法解决

  1. Spring不能解决“A的构造方法中依赖了B的实例对象,同时B的构造方法中依赖了A的实例对象”这类问题了!因为加入singletonFactories三级缓存的前提是执行了构造器,所以构造器的循环依赖没法解决。

怎么检测是否存在循环依赖

检测循环依赖相对比较容易,Bean在创建的时候可以给该Bean打标,如果递归调用回来发现正在创建中的话,即说明了循环依赖了。

Spring怎么解决循环依赖

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。

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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: singletonFactories : 单例对象工厂的cache earlySingletonObjects :提前暴光的单例对象的Cache singletonObjects:单例对象的cache

在创建bean的时候,首先想到的是从singletonObjects这个cache中获取这个单例的bean, 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。

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。

这样做有什么好处呢?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。

Spring在这三个缓存里面获取bean的流程

在getSingleton方法里面先检查一级缓存里面是否已经有初始化好的bean,初次初始化肯定是没有的,此时会去二级缓存里面尝试获取提前曝光的Bean,由于是第一次初始化,所以也没有,此时就会去singletonFactories 三级缓存里面提前曝光bean实例,主要是用来解决循环依赖的. 然后将曝光好的bean实例放入到二级缓存里面,再删除三级缓存里面的刚刚创建好的提前曝光的bean实例.


二级缓存作用是

如果出现A引用了B并且引用了C, B引用了A和C ,然后C也引用了A,这时候A被引用了两次,有可能B类的A引用是从三级缓存里面获取的,有可能C类的A引用可能就是从二级缓存里面获取的,主要是为了提升效率,因为从三级缓存工厂里面获取的话,需要重新生成,而二级缓存是已经生成好的.

为什么要用三级缓存来解决循环依赖问题(只用一级缓存行不行,只用二级缓存行不行)

只用一级缓存也是可以解决的,但是会复杂化整个逻辑

半成品对象是没法直接使用的(存在 NPE 问题),所以 Spring 需要保证在启动的过程中,所有中间产生的半成品对象最终都会变成成品对象

如果将半成品对象和成品对象都混在一级缓存中,那么为了区分他们,势必会增加一些而外的标记和逻辑处理,这就会导致对象的创建过程变得复杂化了

将半成品对象与成品对象分开存放,两级缓存各司其职,能够简化对象的创建过程,更简单、直观

如果 Spring 不引入 AOP,那么两级缓存就够了,但是作为 Spring 的核心之一,AOP 怎能少得了呢
所以为了处理 AOP 时的循环依赖,Spring 引入第三级缓存来处理循环依赖时的代理对象的创建

基于setter属性的循环依赖

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我们结合上面那张图看,Spring先是用构造实例化Bean对象 ,创建成功后,Spring会通过以下代码提前将对象暴露出来,此时的对象A还没有完成属性注入,属于早期对象,此时Spring会将这个实例化结束的对象放到一个Map中,并且Spring提供了获取这个未设置属性的实例化对象引用的方法。 结合我们的实例来看,当Spring实例化了A、B、C后,紧接着会去设置对象的属性,此时A依赖B,就会去Map中取出存在里面的单例B对象,以此类推,不会出来循环的问题喽