1、常見問題

• 你解釋一下 spring 中的三級(jí)緩存？
• 三級(jí)緩存分別是什么？三個(gè) Map 有什么異同？
• 什么是循環(huán)依賴？請(qǐng)談?wù)劊磕憧催^ spring 的源碼嗎？一般我們說的是 spring  容器是什么？
• 多例的情況下，循環(huán)依賴問題為什么無法解決？

2、什么是循環(huán)依賴？

多個(gè) bean 之間相互依賴，形成閉環(huán)。比如：A 依賴于 B， B 依賴于 C ， C 依賴于 A

示例代碼：

public class T1 {

? class A {
? ? B b;
? }
? class B {
? ? C c;
? }
? class C {
? ? A a;?
? }
}

比如：A 依賴于 B， B 依賴于 C ， C 依賴于 A
通常來說，如果問 Spring 容器內(nèi)部如何解決循環(huán)依賴，一定是指默認(rèn)的單例 Bean 中， 屬性相互引用的場(chǎng)景。

@Component
public class A {
? ? @Autowired
?? ?private B b;
}

@Component
public class B {
? ? @Autowired
?? ?private C c;
}
?
@Component
public class C {
? ? @Autowired
?? ?private A a;
}

3、循環(huán)依賴說明

官方說明：

參考官方說

構(gòu)造方法注入：不支持循環(huán)依賴。
我們 AB 循環(huán)依賴問題。只要 A 的方式是 setter 且 singleton
就不會(huì)有循環(huán)依賴問題。

4、BeanCurrentlyInCreationException

循環(huán)依賴異常的定義如下所示，如果出現(xiàn)循環(huán)依賴，我們?cè)趩?dòng)/運(yùn)行過程中會(huì)報(bào)這個(gè)錯(cuò)誤。

5、依賴注入的兩種方式

方式一：構(gòu)造器方式注入依賴

@Component
public class ServiceA{

? ? private ServiceB serviceB;
? ? ? ??
? ? public ServiceA(ServiceB serverB) {
? ? ? ?this.serivceB = serviceB;
? ? } ? ??
}

@Component
public class ServiceB{

? ? private ServiceA serviceA;
? ? ? ??
? ? public ServiceB(ServiceA serviceA) {
? ? ? ?this.serviceA = serviceA;
? ? } ? ??
}

構(gòu)造器循環(huán)依賴是無法解決的，你想讓構(gòu)造器注入支持循環(huán)依賴，是不可能的。

方式二：以 set 方式注入依賴

@Component
public class ServiceA{

? ? private ServiceB serviceB;
? ? ? ??
? ? public setServiceB(ServiceB serverB) {
? ? ? ?this.serivceB = serviceB;
? ? } ? ??
}

@Component
public class ServiceB{

? ? private ServiceA serviceA;
? ? ? ??
? ? public setServiceB(ServiceA serviceA) {
? ? ? ?this.serviceA = serviceA;
? ? } ? ??
}

案例演示(基于 Spring 容器的循環(huán)依賴)

普通的 Java 基礎(chǔ)編碼A  類、B 類

@Data
public class A{
? private B b;
??
? public A() {
? ? ?System.out.println("----- A create success");
? }
}

@Data
public class B{
? private a a;

? public B() {
? ? ?System.out.println("------ B create success");
? } ? ?
}

循環(huán)依賴解決

A a = new A();
B b = new B();

a.setB(b);
b.setA(a);

基于 Spring 容器的循環(huán)依賴

• 默認(rèn)的單例（singleton）的場(chǎng)景是支持循環(huán)依賴的，不報(bào)錯(cuò)
• 原型（prototype）的場(chǎng)景是不支持循環(huán)依賴的， 會(huì)報(bào)錯(cuò)

代碼演示：

循環(huán)依賴代碼:

@Component
@Scope(ConfigurableBeanFactory.SCOPE_PROTOTYPE)
public class A {

? ? @Autowired
? ? private B b;
}

@Component
public class B {

? ? @Autowired
? ? private A a;
}

默認(rèn)單例，修改為原型

// 增加注解
@Scope(ConfigurableBeanFactory.SCOPE_PROTOTYPE)

一段測(cè)試程序

class BTest {


? ? @Configuration
? ? @Import({A.class, B.class})
? ? public static class TestConfig {

? ? }

? ? @Test
? ? public void currentlyincreation() {
? ? ? ? AnnotationConfigApplicationContext applicationContext =
? ? ? ? ? ? ? ? new AnnotationConfigApplicationContext(TestConfig.class);
? ? ? ? // 這里要獲取 bean 一下，如果不去主動(dòng)獲取，可能是由于惰性加載沒有執(zhí)行，不會(huì)報(bào)錯(cuò)
? ? ? ? A a = applicationContext.getBean(A.class);
? ? ? ? System.out.println(a);
? ? }
}

循環(huán)依賴異常

6、Spring 三級(jí)緩存介紹和循環(huán)依賴解決過程

三級(jí)緩存介紹

核心類： DefaultSingletonBeanRegistry

第一級(jí)緩存：（也叫單例池）singletonObjects： 存放已經(jīng)經(jīng)歷完整生命周期的 Bean 對(duì)象
第二級(jí)緩存：earlySingletonObjects: 存放早起暴露出來的 Bean 對(duì)象， Bean 的生命周期未結(jié)束（屬性還未填充完成）
第三級(jí)緩存：Map<String, ObjectFactory<?>> singletonFactories可以存放 Bean 工廠。
只有單例 Bean 會(huì)通過三級(jí)緩存提前暴露出來解決循環(huán)依賴問題，而非單例的 bean, 每次從容器獲取都是新的對(duì)象，都會(huì)重新創(chuàng)建，所以非單例的 bean 是沒有緩存的，不會(huì)放到三級(jí)緩存中。

實(shí)例化/初始化定義

實(shí)例化/初始化

1、實(shí)例化：內(nèi)存中申請(qǐng)一塊內(nèi)存空間；（比如：租賃好好房子，自己的家具沙發(fā)，床還沒有搬進(jìn)去。）
2、初始化屬性填充：完成各種屬性的賦值；（比如：裝修，家電家具進(jìn)場(chǎng)）

三級(jí)緩存使用過程

3 個(gè) map 的四大方法，總體相關(guān)對(duì)象

第一層：（也叫單例池）singletonObjects： 存放已經(jīng)初始化好的 Bean。
第二層：earlySingletonObjects: 存放的是實(shí)例化的了， 但是未初始化的 Bean。
第三層：Map<String, ObjectFactory<?>> singletonFactories
存放的是 FactroyBean。假如 A 類實(shí)現(xiàn)了 FactoryBean， 那么依賴注入的時(shí)候不是 A 類，而是 A類的 FAC天FactoryBean。

/**
?* 單例對(duì)象的緩存：bean 名稱--Bean 實(shí)例， 即：所有的單例池
?* 表示經(jīng)歷了完整生命周期的 Bean 對(duì)象
?* <b>第一級(jí)緩存</b>
?*/
private final Map<String, Object> singletonObjects = new ConcurrentHashMap<>(256);

/**
?* 單例工廠的高速緩存：bean 名稱--ObjectFacotry
?* 表示存放生成的 bean 工廠
?* <b>第三級(jí)緩存</b>
?*/
private final Map<String, ObjectFactory<?>> singletonFactories = new HashMap<>(16);

/**
?* 早起的單例對(duì)象的高速緩存：bean 名稱--Bean 實(shí)例
?* 表示 Bean 的生命周期還沒有走完（Bean 的屬性還未填充）就把這個(gè) Bean 存入該緩存中
?* 也就是實(shí)例化的 bean 放入了該緩存中
?* <b>第二級(jí)緩存</b>
?*/
private final Map<String, Object> earlySingletonObjects = new ConcurrentHashMap<>(16);

A/B 兩對(duì)象在三級(jí)緩沖的遷移說明

1、創(chuàng)建 A 過程中需要 B， 于是 A 將自己放入到三級(jí)緩存里面，去實(shí)例化 B
2、B 實(shí)例化的時(shí)候發(fā)現(xiàn)需要 A ，于是 B 先查一級(jí)緩存，沒有，再查二級(jí)緩存，還是沒有再查三級(jí)緩存，找到了 A 然后把三級(jí)緩存里面的這個(gè) A 放入到二級(jí)緩存里面，并且刪除三級(jí)緩存里面的 A。
3、 B 順利初始化完畢后，將自己放入到一級(jí)緩存里面（此時(shí) B 里面的 A 依然是創(chuàng)建中狀態(tài)）后來接著創(chuàng)建 A， 此時(shí) B 已經(jīng)創(chuàng)建結(jié)束，直接從一級(jí)緩存里面拿到 B，然后完成創(chuàng)建，并且將 A 自己放到一級(jí)緩存中

ObjectFactory 接口

@FunctionalInterface
public interface ObjectFactory<T> {

? ? /**
?? ? * Return an instance (possibly shared or independent)
?? ? * of the object managed by this factory.
?? ? * @return the resulting instance
?? ? * @throws BeansException in case of creation errors
?? ? */
? ? T getObject() throws BeansException;

}

DEBUG 斷點(diǎn)調(diào)試

1、Bean 創(chuàng)建

2、放入三級(jí)緩存

3、屬性填充（就是做屬性注入）

循環(huán)依賴解決

整理流程梳理:

1、調(diào)用 doGetBean（） 方法 ， 想要獲取 beanA , 于是調(diào)用 getSingletion() 方法從緩存中查詢 beanA
2、在 getSingletion() 方法中，從一級(jí)緩存中查找，沒有，返回 null
3、doGetBean() 犯法中獲取到 beanA 為 null, 于是就走對(duì)應(yīng)的處理邏輯，調(diào)用 getSIngletion() 的重載方法（參數(shù)為 ObjecFactory  的）
4、在 getSingletion() 方法中，先將 beanB_name 添加到一個(gè)集合中，用于標(biāo)記該 bean 正在創(chuàng)建中，然后回調(diào)匿名內(nèi)部類的 createBean  方法
5、進(jìn)入 AbstractAutowireCapableBenaFactory#doCreateBean ， 先反射調(diào)用構(gòu)造器創(chuàng)建出 beanA 的實(shí)例，然后判斷，是否為單例、是否允許提前暴露引用（對(duì)于單例一般為 true）、是否正在創(chuàng)建中（即是在第四步的集合中）。判斷為 true 則將 beanA 添加到【三級(jí)緩存】中。
6、對(duì) beanA 進(jìn)行屬性填充，此時(shí)檢測(cè)到 beanA 依賴 beanB , 于是開始查找 beanB
7、調(diào)用 doGetBean 方法，和上面的 beanA 過程一樣，到緩存中查找 beanB， 沒有則創(chuàng)建，然后給 beanB 填充屬性。
8、此時(shí) beanB  依賴于 beanA , 調(diào)用 getSingleton() 獲取 beanA , 依次從一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)緩存中找，此時(shí)三級(jí)緩存中獲取到 beanA 的創(chuàng)建工廠，通過創(chuàng)建工廠獲取到 singletonObject, 此時(shí)這個(gè) singletonObject 指向的就是上面的 doCreateBean() 方法實(shí)例化的 beanA 。
9、這樣 beanB 就獲取到了 beanA 的依賴，于是 beanB 順利完成實(shí)例話，并將 beanA 從三級(jí)緩存移動(dòng)到二級(jí)緩存中。
10、隨后 beanA  繼續(xù)他的屬性填充工作，此時(shí)也獲取到了beanB , beanA 也隨之完成了創(chuàng)建，回調(diào) getSingleton() 方法中繼續(xù)向下執(zhí)行，將 beanA 從二級(jí)緩存中移動(dòng)到一級(jí)緩存中。

7、Spring 循環(huán)依賴總結(jié)

Spring 創(chuàng)建 Bean 主要分為兩個(gè)步驟，創(chuàng)建原始 Bean 對(duì)象，接著去填充屬性和初始化。
每次創(chuàng)建 Bean 之前，我們都會(huì)從緩存中查一下有沒有該 bean , 因?yàn)槭菃卫?只能有一個(gè)
當(dāng)我們創(chuàng)建 beanA  的原始對(duì)象之后，并且把它放入到三級(jí)緩存中，接下來就該填充屬性了，這個(gè)時(shí)候發(fā)現(xiàn)依賴了 beanB , 就直接去創(chuàng)建 beanB, 同樣的流程，創(chuàng)建完 beanB 統(tǒng)籌國(guó)內(nèi)屬性時(shí)又發(fā)現(xiàn)了它依賴了 beanA  又是同樣的流程。

不同的是：

這個(gè)時(shí)候可以在三級(jí)緩存只能夠查詢到剛才放進(jìn)去的原始對(duì)象 beanA , 所以不需要繼續(xù)創(chuàng)建，用它注入 beanB , 完成 beanB 的創(chuàng)建
既然 beanB 創(chuàng)建好了，所以 beanA 就可以彎沉屬性填充的步驟了，接下來執(zhí)行剩下的邏輯完，完成閉環(huán)

@Nullable
protected Object getSingleton(String beanName, boolean allowEarlyReference) {
?? ?// 從 singletonObject 獲取實(shí)例，singletonObject 中的實(shí)例都是準(zhǔn)備好的 bean 實(shí)例
? ? Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
? ? // isSingletonCurrentlyInCreation() 判斷當(dāng)前單例 bean 是否正在創(chuàng)建中
? ? if (singletonObject == null && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
? ? ? ??
? ? ? ? singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName);
? ? ? ? if (singletonObject == null && allowEarlyReference) {
? ? ? ? ? ? synchronized (this.singletonObjects) {
? ? ? ? ? ? ? ? // Consistent creation of early reference within full singleton lock
? ? ? ? ? ? ? ? singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
? ? ? ? ? ? ? ? if (singletonObject == null) {
?? ? ? ? ? ??? ??? ?// 一級(jí)緩存中沒有就去二級(jí)緩存中找?? ? ? ? ? ?
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName);
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? if (singletonObject == null) {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? // 二級(jí)緩存也沒有，就去三級(jí)緩存查找
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ObjectFactory<?> singletonFactory = this.singletonFactories.get(beanName);
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? if (singletonFactory != null) {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? // 三級(jí)緩存存在的化，就把它移動(dòng)到二級(jí)緩存
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? singletonObject = singletonFactory.getObject();
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? this.earlySingletonObjects.put(beanName, singletonObject);
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? this.singletonFactories.remove(beanName);
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? }
? ? }
? ? return singletonObject;
}

Spring 解決循環(huán)依賴靠的是 Bean 的“中間態(tài)” 這個(gè)概念。而這個(gè)中間態(tài)指的是 已經(jīng)實(shí)例化還沒有初始化的狀態(tài) ---> 半成品，實(shí)例話的過程有是通過構(gòu)造器創(chuàng)建的，如果 A 還沒有創(chuàng)建好出來怎么可能提前曝光，所以構(gòu)造器的循環(huán)依賴無法解決。

Spring 為了解決單例的循環(huán)依賴問題，使用了三級(jí)緩存：

• 其中一級(jí)緩存為單例池（singletonObjects）
• 二級(jí)緩存為提前曝光對(duì)象（earlySingletonObjects）
• 三級(jí)緩存為提前曝光對(duì)象工廠（singletonFactories）

假設(shè) A，B 循環(huán)引用，實(shí)例化 A 的時(shí)候就將其放入三級(jí)緩存中，接著填充屬性的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)依賴了 B ，同樣的流程也是實(shí)例化后放入三級(jí)緩存，接著去填充屬性時(shí)發(fā)現(xiàn)自己依賴 A，這個(gè)時(shí)候從緩存中查找到早起暴露的 A，沒有 AOP 代理的化，直接將 A 原始對(duì)象注入 B，完成 B的初始化后，進(jìn)行屬性填充和初始化，這個(gè)時(shí)候 B完成后，就去完成剩下 A的步驟，如果有 AOP 代理，就會(huì)進(jìn)行 AOP 處理獲取代理后的  A，注入 B， 走剩下的流程。

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