本篇內(nèi)容介紹了“Spring循環(huán)依賴解決過程”的有關(guān)知識(shí),在實(shí)際案例的操作過程中,不少人都會(huì)遇到這樣的困境,接下來就讓小編帶領(lǐng)大家學(xué)習(xí)一下如何處理這些情況吧!希望大家仔細(xì)閱讀,能夠?qū)W有所成!
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前言
說起Spring中循環(huán)依賴的解決辦法,相信很多園友們都或多或少的知道一些,但當(dāng)真的要詳細(xì)說明的時(shí)候,可能又沒法一下將它講清楚。本文就試著盡自己所能,對(duì)此做出一個(gè)較詳細(xì)的解讀。另,需注意一點(diǎn),下文中會(huì)出現(xiàn)類的實(shí)例化跟類的初始化兩個(gè)短語,為怕園友迷惑,事先聲明一下,本文的實(shí)例化是指剛執(zhí)行完構(gòu)造器將一個(gè)對(duì)象new出來,但還未填充屬性值的狀態(tài),而初始化是指完成了屬性的依賴注入。
一、先說說Spring解決的循環(huán)依賴是什么
Java中的循環(huán)依賴分兩種,一種是構(gòu)造器的循環(huán)依賴,另一種是屬性的循環(huán)依賴。
構(gòu)造器的循環(huán)依賴就是在構(gòu)造器中有屬性循環(huán)依賴,如下所示的兩個(gè)類就屬于構(gòu)造器循環(huán)依賴:
@Servicepublic class Student { @Autowired private Teacher teacher; public Student (Teacher teacher) { System.out.println("Student init1:" + teacher); } public void learn () { System.out.println("Student learn"); }}
@Servicepublic class Teacher { @Autowired private Student student; public Teacher (Student student) { System.out.println("Teacher init1:" + student); } public void teach () { System.out.println("teach:"); student.learn(); }}
這種循環(huán)依賴沒有什么解決辦法,因?yàn)镴VM虛擬機(jī)在對(duì)類進(jìn)行實(shí)例化的時(shí)候,需先實(shí)例化構(gòu)造器的參數(shù),而由于循環(huán)引用這個(gè)參數(shù)無法提前實(shí)例化,故只能拋出錯(cuò)誤。
Spring解決的循環(huán)依賴就是指屬性的循環(huán)依賴,如下所示:
@Servicepublic class Teacher { @Autowired private Student student; public Teacher () { System.out.println("Teacher init1:" + student); } public void teach () { System.out.println("teach:"); student.learn(); } }
@Servicepublic class Student { @Autowired private Teacher teacher; public Student () { System.out.println("Student init:" + teacher); } public void learn () { System.out.println("Student learn"); }}
測(cè)試掃描類:
@ComponentScan(value = "myPackage") public class ScanConfig { }
測(cè)試啟動(dòng)類:
public class SpringTest { public static void main(String[] args) { AnnotationConfigApplicationContext applicationContext = new AnnotationConfigApplicationContext(ScanConfig.class); applicationContext.getBean(Teacher.class).teach(); }}
測(cè)試類執(zhí)行結(jié)果:
Student init:null Teacher init:null teach: Student learn
可以看到,在構(gòu)造器執(zhí)行的時(shí)候未完成屬性的注入,而在調(diào)用方法的時(shí)候已經(jīng)完成了注入。下面就一起看看Spring內(nèi)部是在何時(shí)完成的屬性注入,又是如何解決的循環(huán)依賴。
二、循環(huán)依賴與屬性注入
1、對(duì)于非懶加載的類,是在refresh方法中的 finishBeanFactoryInitialization(beanFactory) 方法完成的包掃描以及bean的初始化,下面就一起追蹤下去。
protected void finishBeanFactoryInitialization(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) { // 其他代碼 // Instantiate all remaining (non-lazy-init) singletons. beanFactory.preInstantiateSingletons(); }
可以看到調(diào)用了beanFactory的一個(gè)方法,此處的beanFactory就是指我們最常見的那個(gè)DefaultListableBeanFactory,下面看它里面的這個(gè)方法。
2、DefaultListableBeanFactory的preInstantiateSingletons方法
public void preInstantiateSingletons() throws BeansException { List<String> beanNames = new ArrayList<>(this.beanDefinitionNames); // Trigger initialization of all non-lazy singleton beans... for (String beanName : beanNames) { RootBeanDefinition bd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName); if (!bd.isAbstract() && bd.isSingleton() && !bd.isLazyInit()) { // 判斷為非抽象類、是單例、非懶加載 才給初始化 if (isFactoryBean(beanName)) { // 無關(guān)代碼(針對(duì)FactoryBean的處理) } else { // 重要?。?!普通bean就是在這里初始化的 getBean(beanName); } } } // 其他無關(guān)代碼 }
可以看到,就是在此方法中循環(huán)Spring容器中所有的bean,依次對(duì)其進(jìn)行初始化,初始化的入口就是getBean方法
3、AbstractBeanFactory的getBean跟doGetBean方法
追蹤getBean方法:
public Object getBean(String name) throws BeansException { return doGetBean(name, null, null, false); }
可見引用了重載的doGetBean方法,繼續(xù)追蹤之:
protected <T> T doGetBean(final String name, @Nullable final Class<T> requiredType, @Nullable final Object[] args, boolean typeCheckOnly) throws BeansException { final String beanName = transformedBeanName(name); Object bean; // 方法1)從三個(gè)map中獲取單例類 Object sharedInstance = getSingleton(beanName); // 省略無關(guān)代碼 } else { // 如果是多例的循環(huán)引用,則直接報(bào)錯(cuò) if (isPrototypeCurrentlyInCreation(beanName)) { throw new BeanCurrentlyInCreationException(beanName); } // 省略若干無關(guān)代碼 try { // Create bean instance. if (mbd.isSingleton()) { // 方法2) 獲取單例對(duì)象 sharedInstance = getSingleton(beanName, () -> { try { //方法3) 創(chuàng)建ObjectFactory中g(shù)etObject方法的返回值 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. destroySingleton(beanName); throw ex; } }); bean = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, mbd); } } // 省略若干無關(guān)代碼 return (T) bean; }
該方法比較長,對(duì)于解決循環(huán)引用來說,上面標(biāo)出來的3個(gè)方法起到了至關(guān)重要的作用,下面我們挨個(gè)攻克。
3.1) getSingleton(beanName)方法: 注意該方法跟方法2)是重載方法,名字一樣內(nèi)部邏輯卻大相徑庭。
protected Object getSingleton(String beanName, boolean allowEarlyReference) { Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);// 步驟A if (singletonObject == null && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) { synchronized (this.singletonObjects) { singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName);// 步驟B if (singletonObject == null && allowEarlyReference) { ObjectFactory<?> singletonFactory = this.singletonFactories.get(beanName);// 步驟C if (singletonFactory != null) { singletonObject = singletonFactory.getObject(); this.earlySingletonObjects.put(beanName, singletonObject); this.singletonFactories.remove(beanName); } } } } return singletonObject; }
通過上面的步驟可以看出這三個(gè)map的優(yōu)先級(jí)。其中singletonObjects里面存放的是初始化之后的單例對(duì)象;earlySingletonObjects中存放的是一個(gè)已完成實(shí)例化未完成初始化的早期單例對(duì)象;而singletonFactories中存放的是ObjectFactory對(duì)象,此對(duì)象的getObject方法返回值即剛完成實(shí)例化還未開始初始化的單例對(duì)象。所以先后順序是,單例對(duì)象先存在于singletonFactories中,后存在于earlySingletonObjects中,最后初始化完成后放入singletonObjects中。
當(dāng)debug到此處時(shí),以上述Teacher和Student兩個(gè)循環(huán)引用的類為例,如果第一個(gè)走到這一步的是Teacher,則從此處這三個(gè)map中g(shù)et到的值都是空,因?yàn)檫€未添加進(jìn)去。這個(gè)方法主要是給循環(huán)依賴中后來過來的對(duì)象用。
3.2)getSingleton(String beanName, ObjectFactory<?> singletonFactory)方法:
public Object getSingleton(String beanName, ObjectFactory<?> singletonFactory) { Assert.notNull(beanName, "Bean name must not be null"); synchronized (this.singletonObjects) { Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName); if (singletonObject == null) { // 省略無關(guān)代碼 beforeSingletonCreation(beanName); // 步驟A boolean newSingleton = false; // 省略無關(guān)代碼 try { singletonObject = singletonFactory.getObject();// 步驟B newSingleton = true; } // 省略無關(guān)代碼 finally { if (recordSuppressedExceptions) { this.suppressedExceptions = null; } afterSingletonCreation(beanName);// 步驟C } if (newSingleton) { addSingleton(beanName, singletonObject);// 步驟D } } return singletonObject; } }
獲取單例對(duì)象的主要邏輯就是此方法實(shí)現(xiàn)的,主要分為上面四個(gè)步驟,繼續(xù)挨個(gè)看:
步驟A:
protected void beforeSingletonCreation(String beanName) { // 判斷,并首次將beanName即teacher放入singletonsCurrentlyInCreation中 if (!this.inCreationCheckExclusions.contains(beanName) && !this.singletonsCurrentlyInCreation.add(beanName)) { throw new BeanCurrentlyInCreationException(beanName); } }
步驟C:
protected void afterSingletonCreation(String beanName) { // 得到單例對(duì)象后,再講beanName從singletonsCurrentlyInCreation中移除 if (!this.inCreationCheckExclusions.contains(beanName) && !this.singletonsCurrentlyInCreation.remove(beanName)) { throw new IllegalStateException("Singleton '" + beanName + "' isn't currently in creation"); } }
步驟D:
protected void addSingleton(String beanName, Object singletonObject) { synchronized (this.singletonObjects) { this.singletonObjects.put(beanName, singletonObject);//添加單例對(duì)象到map中 this.singletonFactories.remove(beanName);//從早期暴露的工廠中移除,此map在解決循環(huán)依賴中發(fā)揮了關(guān)鍵的作用 this.earlySingletonObjects.remove(beanName);//從早期暴露的對(duì)象map中移除 this.registeredSingletons.add(beanName);//添加到已注冊(cè)的單例名字集合中 } }
步驟B:
此處調(diào)用了ObjectFactory的getObject方法,此方法是在哪里實(shí)現(xiàn)的呢?返回的又是什么?且往回翻,找到3中的方法3,對(duì)java8函數(shù)式編程有過了解的園友應(yīng)該能看出來,方法3 【createBean(beanName, mbd, args)】的返回值就是getObject方法的返回值,即方法3返回的就是我們需要的單例對(duì)象,下面且追蹤方法3而去。
3.3)AbstractAutowireCapableBeanFactory#createBean(java.lang.String, org.springframework.beans.factory.support.RootBeanDefinition, java.lang.Object[]) 方法
protected Object createBean(String beanName, RootBeanDefinition mbd, @Nullable Object[] args) throws BeanCreationException { // 省略無關(guān)代碼 try { Object beanInstance = doCreateBean(beanName, mbdToUse, args); return beanInstance; } // 省略無關(guān)代碼 }
去掉無關(guān)代碼之后,關(guān)鍵方法只有doCreateBean方法,追蹤之:
protected Object doCreateBean(final String beanName, final RootBeanDefinition mbd, final @Nullable Object[] args) throws BeanCreationException { BeanWrapper instanceWrapper = null; // 省略代碼 if (instanceWrapper == null) { // 實(shí)例化bean instanceWrapper = createBeanInstance(beanName, mbd, args); } boolean earlySingletonExposure = (mbd.isSingleton() && this.allowCircularReferences && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)); if (earlySingletonExposure) { // 重點(diǎn)?。?!將實(shí)例化的對(duì)象添加到singletonFactories中 addSingletonFactory(beanName, () -> getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean)); } // 初始化bean Object exposedObject = bean; try { populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);//也很重要 exposedObject = initializeBean(beanName, exposedObject, mbd); } // 省略無關(guān)代碼 return exposedObject;}
上面注釋中標(biāo)出的重點(diǎn)是此方法的關(guān)鍵。在addSingletonFactory方法中,將第二個(gè)參數(shù)ObjectFactory存入了singletonFactories供其他對(duì)象依賴時(shí)調(diào)用。然后下面的populateBean方法對(duì)剛實(shí)例化的bean進(jìn)行屬性注入(該方法關(guān)聯(lián)較多,本文暫時(shí)不展開追蹤了,有興趣的園友自行查看即可),如果遇到Spring中的對(duì)象屬性,則再通過getBean方法獲取該對(duì)象。至此,循環(huán)依賴在Spring中的處理過程已經(jīng)追溯完畢,下面我們總結(jié)一下。
小結(jié)
屬性注入主要是在populateBean方法中進(jìn)行的。對(duì)于循環(huán)依賴,以我們上文中的Teacher中注入了Student、Student中注入了Teacher為例來說明,假定Spring的加載順序?yàn)橄燃虞dTeacher,再加載Student。
getBean方法觸發(fā)Teacher的初始化后:
a. 首先走到3中的方法1),此時(shí)map中都為空,獲取不到實(shí)例;
b. 然后走到方法2)中,步驟A、步驟C、步驟D為控制map中數(shù)據(jù)的方法,實(shí)現(xiàn)簡單,可暫不關(guān)注。其中步驟B的getObject方法觸發(fā)對(duì)方法3)的調(diào)用;
c. 在方法3)中,先通過createBeanInstance實(shí)例化Teacher對(duì)象,又將該實(shí)例化的對(duì)象通過addSingletonFactory方法放入singletonFactories中,完成Teacher對(duì)象早期的暴露;
d. 然后在方法3)中通過populateBean方法對(duì)Teacher對(duì)象進(jìn)行屬性的注入,發(fā)現(xiàn)它有一個(gè)Student屬性,則觸發(fā)getBean方法對(duì)Student進(jìn)行初始化
e. 重復(fù)a、b、c步驟,只是此時(shí)要初始化的是Student對(duì)象
f. 走到d的時(shí)候,調(diào)用populateBean對(duì)Student對(duì)象進(jìn)行屬性注入,發(fā)現(xiàn)它有一個(gè)Teacher屬性,則觸發(fā)getBean方法對(duì)Teacher進(jìn)行初始化;
g. 對(duì)Teacher進(jìn)行初始化,又來到a,但此時(shí)map已經(jīng)不為空了,因?yàn)橹霸赾步驟中已經(jīng)將Teacher實(shí)例放入了singletonFactories中,a中得到Teacher實(shí)例后返回;
h.完成f中對(duì)Student的初始化,繼而依次往上回溯完成Teacher的初始化;
完成Teacher的初始化后,Student的初始化就簡單了,因?yàn)閙ap中已經(jīng)存了這個(gè)單例。
“Spring循環(huán)依賴解決過程”的內(nèi)容就介紹到這里了,感謝大家的閱讀。如果想了解更多行業(yè)相關(guān)的知識(shí)可以關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)網(wǎng)站,小編將為大家輸出更多高質(zhì)量的實(shí)用文章!
當(dāng)前名稱:Spring循環(huán)依賴解決過程
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