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Spring循環(huán)依賴解決過程

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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