在对于Spring的面试中,咱们常常会被问到一个问题,就是Spring是如何解决循环依赖的问题的。

这个问题算是对于Spring的一个高频面试题,因为如果不刻意研读,置信即便读过源码,面试者也不肯定可能一下子思考出个中神秘。

本文次要针对这个问题,从源码的角度对其实现原理进行解说。

1、过程演示

对于Spring bean的创立,其本质上还是一个对象的创立,既然是对象,读者敌人肯定要明确一点就是,一个残缺的对象蕴含两局部:以后对象实例化和对象属性的实例化。

在Spring中,对象的实例化是通过反射实现的,而对象的属性则是在对象实例化之后通过肯定的形式设置的。

这个过程能够依照如下形式进行了解:

了解这一个点之后,对于循环依赖的了解就曾经帮忙一大步了,咱们这里以两个类A和B为例进行解说,如下是A和B的申明:

@Component
public class A {

private B b;

public void setB(B b) {

this.b = b;

}
}
@Component
public class B {

private A a;

public void setA(A a) {

this.a = a;

}
}
能够看到,这里A和B中各自都以对方为本人的全局属性。这里首先须要阐明的一点是,Spring实例化bean是通过ApplicationContext.getBean()办法来进行的。

如果要获取的对象依赖了另一个对象,那么其首先会创立以后对象,而后通过递归的调用ApplicationContext.getBean()办法来获取所依赖的对象,最初将获取到的对象注入到以后对象中。

这里咱们以下面的首先初始化A对象实例为例进行解说。

首先Spring尝试通过ApplicationContext.getBean()办法获取A对象的实例,因为Spring容器中还没有A对象实例,因此其会创立一个A对象,而后发现其依赖了B对象,因此会尝试递归的通过ApplicationContext.getBean()办法获取B对象的实例,然而Spring容器中此时也没有B对象的实例,因此其还是会先创立一个B对象的实例。

读者须要留神这个工夫点,此时A对象和B对象都曾经创立了,并且保留在Spring容器中了,只不过A对象的属性b和B对象的属性a都还没有设置进去。

在后面Spring创立B对象之后,Spring发现B对象依赖了属性A,因此此时还是会尝试递归的调用ApplicationContext.getBean()办法获取A对象的实例,因为Spring中曾经有一个A对象的实例,尽管只是半成品(其属性b还未初始化),但其也还是指标bean,因此会将该A对象的实例返回。

此时,B对象的属性a就设置进去了,而后还是ApplicationContext.getBean()办法递归的返回,也就是将B对象的实例返回,此时就会将该实例设置到A对象的属性b中。

这个时候,留神A对象的属性b和B对象的属性a都曾经设置了指标对象的实例了。读者敌人可能会比拟纳闷的是,后面在为对象B设置属性a的时候,这个A类型属性还是个半成品。

然而须要留神的是,这个A是一个援用,其本质上还是最开始就实例化的A对象。

而在下面这个递归过程的最初,Spring将获取到的B对象实例设置到了A对象的属性b中了,这里的A对象其实和后面设置到实例B中的半成品A对象是同一个对象,其援用地址是同一个,这里为A对象的b属性设置了值,其实也就是为那个半成品的a属性设置了值。

上面咱们通过一个流程图来对这个过程进行解说:

图中getBean()示意调用Spring的ApplicationContext.getBean()办法,而该办法中的参数,则示意咱们要尝试获取的指标对象。Spring的核心思想,倡议大家看下。

图中的彩色箭头示意一开始的办法调用走向,走到最初,返回了Spring中缓存的A对象之后,示意递归调用返回了,此时应用绿色的箭头示意。

从图中咱们能够很分明的看到,B对象的a属性是在第三步中注入的半成品A对象,而A对象的b属性是在第二步中注入的成品B对象,此时半成品的A对象也就变成了成品的A对象,因为其属性曾经设置实现了。一张图搞懂Spring bean的残缺生命周期,倡议浏览下。

2、源码解说

对于Spring解决循环依赖问题的形式,咱们这里通过下面的流程图其实很容易就能够了解,须要留神的一个点就是,Spring是如何标记开始生成的A对象是一个半成品,并且是如何保留A对象的。

这里的标记工作Spring是应用ApplicationContext的属性Set singletonsCurrentlyInCreation来保留的,而半成品的A对象则是通过Map<String, ObjectFactory<?>> singletonFactories来保留的,这里的ObjectFactory是一个工厂对象,可通过调用其getObject()办法来获取指标对象。在AbstractBeanFactory.doGetBean()办法中获取对象的办法如下:

protected <T> T doGetBean(final String name, @Nullable final Class<T> requiredType,

@Nullable final Object[] args, boolean typeCheckOnly) throws BeansException {

// 尝试通过bean名称获取指标bean对象,比方这里的A对象
Object sharedInstance = getSingleton(beanName);

// 咱们这里的指标对象都是单例的
if (mbd.isSingleton()) {

// 这里就尝试创立指标对象,第二个参数传的就是一个ObjectFactory类型的对象,这里是应用Java8的lamada// 表达式书写的,只有下面的getSingleton()办法返回值为空,则会调用这里的getSingleton()办法来创立// 指标对象sharedInstance = getSingleton(beanName, () -> {  try {    // 尝试创立指标对象    return createBean(beanName, mbd, args);  } catch (BeansException ex) {    throw ex;  }});

}
return (T) bean;
}
这里的doGetBean()办法是十分要害的一个办法(两头省略了其余代码),下面也次要有两个步骤,第一个步骤的getSingleton()办法的作用是尝试从缓存中获取指标对象,如果没有获取到,则尝试获取半成品的指标对象;

如果第一个步骤没有获取到指标对象的实例,那么就进入第二个步骤,第二个步骤的getSingleton()办法的作用是尝试创立指标对象,并且为该对象注入其所依赖的属性。

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这里其实就是骨干逻辑,咱们后面图中曾经表明,在整个过程中会调用三次doGetBean()办法,第一次调用的时候会尝试获取A对象实例,此时走的是第一个getSingleton()办法,因为没有曾经创立的A对象的成品或半成品,因此这里失去的是null,而后就会调用第二个getSingleton()办法,创立A对象的实例,而后递归的调用doGetBean()办法,尝试获取B对象的实例以注入到A对象中。

此时因为Spring容器中也没有B对象的成品或半成品,因此还是会走到第二个getSingleton()办法,在该办法中创立B对象的实例,创立实现之后,尝试获取其所依赖的A的实例作为其属性,因此还是会递归的调用doGetBean()办法。

此时须要留神的是,在后面因为曾经有了一个半成品的A对象的实例,因此这个时候,再尝试获取A对象的实例的时候,会走第一个getSingleton()办法,在该办法中会失去一个半成品的A对象的实例。

而后将该实例返回,并且将其注入到B对象的属性a中,此时B对象实例化实现。而后将实例化实现的B对象递归的返回,此时就会将该实例注入到A对象中,这样就失去了一个成品的A对象。

咱们这里能够浏览下面的第一个getSingleton()办法:

@Nullable
protected Object getSingleton(String beanName, boolean allowEarlyReference) {
// 尝试从缓存中获取成品的指标对象,如果存在,则间接返回
Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
// 如果缓存中不存在指标对象,则判断以后对象是否曾经处于创立过程中,在后面的解说中,第一次尝试获取A对象
// 的实例之后,就会将A对象标记为正在创立中,因此最初再尝试获取A对象的时候,这里的if判断就会为true
if (singletonObject == null && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {

synchronized (this.singletonObjects) {  singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName);  if (singletonObject == null && allowEarlyReference) {    // 这里的singletonFactories是一个Map,其key是bean的名称,而值是一个ObjectFactory类型的    // 对象,这里对于A和B而言,调用图其getObject()办法返回的就是A和B对象的实例,无论是否是半成品    ObjectFactory<?> singletonFactory = this.singletonFactories.get(beanName);    if (singletonFactory != null) {      // 获取指标对象的实例      singletonObject = singletonFactory.getObject();      this.earlySingletonObjects.put(beanName, singletonObject);      this.singletonFactories.remove(beanName);    }  }}

}
return singletonObject;
}
这里咱们会存在一个问题就是A的半成品实例是如何实例化的,而后是如何将其封装为一个ObjectFactory类型的对象,并且将其放到下面的singletonFactories属性中的。

这次要是在后面的第二个getSingleton()办法中,其最终会通过其传入的第二个参数,从而调用createBean()办法,该办法的最终调用是委托给了另一个doCreateBean()办法进行的,这外面有如下一段代码:

protected Object doCreateBean(final String beanName, final RootBeanDefinition mbd, final @Nullable Object[] args)
throws BeanCreationException {

// 实例化以后尝试获取的bean对象,比方A对象和B对象都是在这里实例化的
BeanWrapper instanceWrapper = null;
if (mbd.isSingleton()) {

instanceWrapper = this.factoryBeanInstanceCache.remove(beanName);

}
if (instanceWrapper == null) {

instanceWrapper = createBeanInstance(beanName, mbd, args);

}

// 判断Spring是否配置了反对提前暴露目标bean,也就是是否反对提前裸露半成品的bean
boolean earlySingletonExposure = (mbd.isSingleton() && this.allowCircularReferences

&& isSingletonCurrentlyInCreation(beanName));

if (earlySingletonExposure) {

// 如果反对,这里就会将以后生成的半成品的bean放到singletonFactories中,这个singletonFactories// 就是后面第一个getSingleton()办法中所应用到的singletonFactories属性,也就是说,这里就是// 封装半成品的bean的中央。而这里的getEarlyBeanReference()实质上是间接将放入的第三个参数,也就是// 指标bean间接返回addSingletonFactory(beanName, () -> getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean));

}

try {

// 在初始化实例之后,这里就是判断以后bean是否依赖了其余的bean,如果依赖了,// 就会递归的调用getBean()办法尝试获取指标beanpopulateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);

} catch (Throwable ex) {

// 省略...

}

return exposedObject;
}
到这里,Spring整个解决循环依赖问题的实现思路曾经比较清楚了。对于整体过程,读者敌人只有了解两点:

Spring是通过递归的形式获取指标bean及其所依赖的bean的;

Spring实例化一个bean的时候,是分两步进行的,首先实例化指标bean,而后为其注入属性。

联合这两点,也就是说,Spring在实例化一个bean的时候,是首先递归的实例化其所依赖的所有bean,直到某个bean没有依赖其余bean,此时就会将该实例返回,而后反递归的将获取到的bean设置为各个下层bean的属性的。

最初
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