1、循环依赖详解（一）

news2024/11/26 23:30:20

什么是循环依赖？
什么情况下循环依赖可以被处理？

Spring是如何解决的循环依赖？

只有在setter方式注入的情况下，循环依赖才能解决（错）
三级缓存的目的是为了提高效率（错）

什么是循环依赖？

从字面上来理解就是A依赖B的同时B也依赖了A
在这里插入图片描述

体现到代码层次就是这个样子

@Component
public class A {
   // A中注入了B
   @Autowired
   private B b;
}

@Component
public class B {
   // B中也注入了A
   @Autowired
   private A a;
}

当然，这是最常见的一种循环依赖，比较特殊的还有

// 自己依赖自己
@Component
public class A {
   // A中注入了A
   @Autowired
   private A a;
}

虽然体现形式不一样，但是实际上都是同一个问题----->循环依赖

对象引用循环依赖在某些业务场景上可能是合理存在的，但是由于Spring容器设计了依赖注入机制，即Spring容器在创建bean实例化以后就要给bean中的属性自动赋值，要全部自动赋值之后，才能交给用户使用。如果出现循环依赖的情况，以两个bean互相依赖的情况作为举例，假设有AService已经实例化（但未完成初始化），但是AService中需要自动赋值的BService并没有初始化，如果Spring立刻初始化BService，发现BService中需要自动赋值AService也没有初始化完成，这样就会出现相互等待，形成死循环，可能导致Spring容器都无法启动了。
由此可见，对Bean的填充属性是循环依赖源头的开始。

为了容易理解Spring解决循环依赖过程，先简单看下Spring容器创建Bena的主要流程。

在这里插入图片描述

spring将内部管理的诸多对象称为一个个bean，而这些bean的创建流程大致分为两个大阶段：

spring 容器预热阶段
bean实际创建阶段

    下面本人将从上述两个阶段来阐述bean的完整创建过程。

容器预热阶段

  1. 思路
    在对象进行创建之前，spring容器需要了解所创建的对象的信息，才能在后续阶段根据了解的信息创建bean对象。这些信息即是实际工作中我们为对象所写的配置信息，它们一般以xml文件、properties文件和注解的形式存在于我们的项目之中。

     一个以xml文件为存储形式的bean配置文件如下：

<bean id="person" class="com.yuansu.pojo.Person" name="personAlias">
	<property name="name" value="yuansu"/>
    <property name="dog" ref="alan"/>
    <property name="cat" ref="katie"/>
</bean>

   因此，在容器预热阶段，spring将会读取配置文件，并将bean的必要信息存储在自己容器内部，用于后续对象创建。

  1. BeanDefination：bean对象配置信息的存储形式
    那么，spring内部是用什么样的形式来存储bean的配置信息的呢？我们知道，在java中，万物皆对象，spring选择用java对象的形式存储上述的bean配置信息，而这个对象名字就是BeanDefination。

     BeanDefination中存储了包括属性、构造方法参数、依赖的 Bean 名称及是否单例、延迟加载等信息：

public interface BeanDefinition extends AttributeAccessor, BeanMetadataElement {
 
	// 单例、原型标识符
	String SCOPE_SINGLETON = ConfigurableBeanFactory.SCOPE_SINGLETON;
	String SCOPE_PROTOTYPE = ConfigurableBeanFactory.SCOPE_PROTOTYPE;
 
    // 标识 Bean 的类别，分别对应 用户定义的 Bean、来源于配置文件的 Bean、Spring 内部的 Bean
	int ROLE_APPLICATION = 0;
	int ROLE_SUPPORT = 1;
	int ROLE_INFRASTRUCTURE = 2;
 
    // 设置、返回 Bean 的父类名称
	void setParentName(@Nullable String parentName);
	String getParentName();
 
    // 设置、返回 Bean 的 className
	void setBeanClassName(@Nullable String beanClassName);
	String getBeanClassName();
 
    // 设置、返回 Bean 的作用域
	void setScope(@Nullable String scope);
	String getScope();
 
    // 设置、返回 Bean 是否懒加载
	void setLazyInit(boolean lazyInit);
	boolean isLazyInit();
	
 
 
    ...
}

    此处我们仅需了解BeanDefination是bean对象配置信息的java类封装，更深知识暂不做讨论。

  1. BeanDefinationReader：将xml等文件配置信息读取为BeanDefination
    xml等形式的配置信息转化为BeanDefination自然不是眨个眼就能直接完成转化的，需要通过某种工具对其进行读取并且转化。这里的工具即是我们此处提出的BeanDefinationReader。

     BeanDefinationReader是一个接口，其不同的实现类对不同形式的配置信息进行读取并封装为BeanDefination。下图是BeanDefinationReader的结构图：

在这里插入图片描述
如上图所示，XmlBeanDefinationReader可以读取xml文件类型的配置信息并存储为BeanDefination。其他Reader以此类推。

  1. BeanFactoryPostRegistry：BeanDefination的存储仓库
    当BeanDefinationReader将配置文件读取并存储到BeanDefination中后，Spring需要通过bean的id寻找到对应的BeanDefination从而获取其配置信息。这种通过Bean定义的id找到对象的BeanDefination的对应关系或者说映射关系又是如何保存的呢？这就引出了BeanDefinationRegistry了。

    Spring通过BeanDefinationReader将配置元信息加载到内存生成相应的BeanDefination之后，就将其注册到BeanDefinationRegistry中，BeanDefinationRegistry就是一个存放BeanDefination的仓库，它也是一种键值对的形式，通过特定的Bean定义的id，映射到相应的BeanDefination。

  2. BeanFactoryPostProcessor：对BeanDefination进行扩展处理
    BeanFactoryPostProcessor是容器启动阶段Spring提供的一个扩展点，主要负责对注册到BeanDefinationRegistry中的一个个的BeanDefination进行一定程度上的修改与替换。

     例如我们的配置元信息中有些可能会修改的配置信息散落到各处，不够灵活，修改相应配置的时候比较麻烦，这时我们可以使用占位符的方式来配置。例如配置Jdbc的DataSource连接的时候可以这样配置：

<bean id="dataSource"  
    class="org.apache.commons.dbcp.BasicDataSource"  
    destroy-method="close">  
    <property name="maxIdle" value="${jdbc.maxIdle}"></property>  
    <property name="maxActive" value="${jdbc.maxActive}"></property>  
    <property name="maxWait" value="${jdbc.maxWait}"></property>  
    <property name="minIdle" value="${jdbc.minIdle}"></property>  
  
    <property name="driverClassName"  
        value="${jdbc.driverClassName}">  
    </property>  
    <property name="url" value="${jdbc.url}"></property>  
  
    <property name="username" value="${jdbc.username}"></property>  
    <property name="password" value="${jdbc.password}"></property>  
</bean>

BeanFactoryPostProcessor就会对注册到BeanDefinationRegistry中的BeanDefination做最后的修改，替换$占位符为配置文件中的真实的数据。
5. 总结
上述5点即是容器预热阶段的几个部分，下面我们使用图片的形式回顾上述流程：
在这里插入图片描述
Bean创建阶段

  1. Bean生命周期：
    实例化 -> 属性赋值 -> 初始化 -> 使用 -> 销毁

  2. 实例化：
    目的：Spring将转化BeanDefinition中BeanDefinition为实例Bean(放在包装类BeanWrapper中)。

（1） 实例化时机
容器启动阶段与Bean实例化阶段存在多少时间差，Spring把这个决定权交给了程序员自己进行决定。Bean创建时间有两种策略：懒加载和非懒加载。

    懒加载（isLazyInit）：直到我们伸手向Spring要依赖对象实例之前，Bean都是以BeanDefinationRegistry中的一个个的BeanDefination的形式存在，也就是Spring只有在我们需要依赖对象的时候才开启相应对象的实例化阶段。

    非懒加载：容器启动阶段完成之后，将立即启动Bean实例化阶段，通过隐式的调用所有依赖对象的getBean方法来实例化所有配置的Bean并保存起来。

（2）实例化的三种方式
Spring中Bean的实例化本质其实就是JVM中java实例对象的加载-连接-初始化过程。

1，使用类构造器实例化（无参构造函数）

直接通过Spring工厂返回类的实例对象。

2，使用静态工厂方法实例化（简单工厂模式）

Spring工厂调用自定义工厂的静态方法返回类的实例对象。

3，使用实例工厂方法实例化（工厂方法模式）

Spring工厂调用工厂的普通方法（非静态方法）返回类的实例对象。

（3）BeanWrapper：Bean对象的封装外壳
Spring中的Bean并不是以一个个的本来模样存在的，由于Spring IOC容器中要管理多种类型的对象，因此为了统一对不同类型对象的访问，Spring给所有创建的Bean实例穿上了一层外套，这个外套就是BeanWrapper。

BeanWrapper实际上是对反射相关API的简单封装，使得上层使用反射完成相关的业务逻辑大大的简化，我们要获取某个对象的属性，调用某个对象的方法，现在不需要在写繁杂的反射API了以及处理一堆麻烦的异常，直接通过BeanWrapper就可以完成相关操作，非常方便。

  1. 属性赋值
    目的：上一步创建出来的对象还是个空白对象，需要为其设置属性以及依赖对象。

     对于基本类型的属性：如果配置元信息中有配置，那么将直接使用配置元信息中的设置值赋值即可，即使基本类型的属性没有设置值，那么得益于JVM对象实例化过程，属性依然可以被赋予默认的初始化零值。

 对于引用类型的属性：Spring会将所有已经创建好的对象放入一个Map结构中，此时Spring会检查所依赖的对象是否已经被纳入容器的管理范围之内，也就是Map中是否已经有对应对象的实例了。如果有，那么直接注入，如果没有,那么Spring会暂时放下该对象的实例化过程，转而先去实例化依赖对象，再回过头来完成该对象的实例化过程。
    1. 初始化
      目的：在交付bean之前做一些处理

（1）检测对象是否实现aware接口
A 、概念：
aware接口为Bean对象提供了解Spring容器本身的能力，aware系列接口增强了Spring bean的功能，但是也会造成对Spring框架的绑定，增大了与Spring框架的耦合度。（Aware是“意识到的，察觉到的”的意思，实现了Aware系列接口表明：可以意识到、可以察觉到）
aware接口有以下顺序：
在这里插入图片描述

B、aware接口特点：

都以“Aware”结尾
都是Aware接口的子接口，即都继承了Aware接口
接口内均定义了一个set方法

C、使用方式：一个Bean对象想要获得spring容器某个部分的引用作为自己成员变量进行使用，就需要实现上述某个接口，并声明相关的成员变量来接收。

/**
 * 实现了
 * 	ApplicationContextAware
 *  BeanClassLoaderAware
 *  BeanFactoryAware
 *  BeanNameAware
 *  接口
 * @author dengp
 *
 */
public class User implements ApplicationContextAware,BeanClassLoaderAware,BeanFactoryAware,BeanNameAware{
 
	private int id;
	
	private String name;
	// 保存感知的信息
	private String beanName;
	// 保存感知的信息
	private BeanFactory beanFactory;
	// 保存感知的信息
	private ApplicationContext ac;
	// 保存感知的信息
	private ClassLoader classLoader;
	
	public BeanFactory getBeanFactory() {
		return beanFactory;
	}
 
	public ApplicationContext getAc() {
		return ac;
	}
 
	public ClassLoader getClassLoader() {
		return classLoader;
	}
 
	public User(){
		System.out.println("User 被实例化");
	}
 
	public int getId() {
		return id;
	}
 
	public void setId(int id) {
		this.id = id;
	}
 
	public String getName() {
		return name;
	}
 
	public void setName(String name) {
		this.name = name;
	}
 
	public String getBeanName() {
		return beanName;
	}
	
	/**
	 * 自定义的初始化方法
	 */
	public void start(){
		System.out.println("User 中自定义的初始化方法");
	}
	
	@Override
	public String toString() {
		return "User [id=" + id + ", name=" + name + ", beanName=" + beanName + "]";
	}
 
	@Override
	public void setBeanClassLoader(ClassLoader classLoader) {
		System.out.println(">>> setBeanClassLoader");
		this.classLoader = classLoader;
	}
 
	@Override
	public void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException {
		System.out.println(">>> setApplicationContext");
		this.ac = applicationContext;
	}
 
	@Override
	public void setBeanName(String name) {
		System.out.println(">>> setBeanName");
		this.beanName = name;
	}
 
	@Override
	public void setBeanFactory(BeanFactory beanFactory) throws BeansException {
		System.out.println(">>> setBeanFactory");
		this.beanFactory = beanFactory;
	}
}

D、 注意

    Spring IOC容器大体可以分为两种：

    BeanFactory：提供IOC思想所设想所有的功能，同时也融入AOP等相关功能模块，可以说BeanFactory是Spring提供的一个基本的IOC容器。

    ApplicationContext：构建于BeanFactory之上，同时提供了诸如容器内的时间发布、统一的资源加载策略、国际化的支持等功能，是Spring提供的更为高级的IOC容器。

    对于BeanFactory来说，这一步的实现是先检查相关的Aware接口，然后去Spring的对象池(也就是容器，也就是那个Map结构)中去查找相关的实例(例如对于ApplicationContextAware接口，就去找ApplicationContext实例)，也就是说我们必须要在配置文件中或者使用注解的方式，将相关实例注册容器中，BeanFactory才可以为我们自动注入。

    对于ApplicationContext来说，由于其本身继承了一系列的相关接口，所以当检测到Aware相关接口，需要相关依赖对象的时候，ApplicationContext完全可以将自身注入到其中。
  1. BeanPostProcessor前置处理

目的：BeanPostProcessor前置处理就是在要生产的Bean实例放到容器之前，允许我们程序员对Bean实例进行一定程度的修改，替换等操作。

前面讲到的ApplicationContext对于Aware接口的检查与自动注入就是通过BeanPostProcessor实现的，在这一步Spring将检查Bean中是否实现了相关的Aware接口，如果是的话，那么就将其自身注入Bean中即可。

Spring中AOP就是在这一步实现的偷梁换柱，产生对于原生对象的代理对象，然后将对源对象上的方法调用，转而使用代理对象的相同方法调用实现的。

  1. 自定义初始化逻辑
    初始化有两种方式，实现InitializingBean接口或者配置init-method参数。

注意：在两者同时存在时，实现InitializingBean接口的afterpropertiesSet()方法执行顺序在配置init-method参数的方法前。

  1. 实现InitializingBean接口：InitializingBean是Spring提供的拓展性接口，InitializingBean接口为bean提供了属性赋值后初始化的处理方法，它只有一个afterPropertiesSet方法，凡是继承该接口的类，在bean的属性初始化后都会执行该方法。

  2. 配置init-method参数：通过init-method参数指定某个方法为初始化方法，然后此方法就会在bean初始化的时候执行。

xml形式：

<bean id="myBean" class="com.yuansu.MyBean" init-method="myInit"></bean>

注解形式：


import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
 
 
@Configuration
public class BeanConfig {
 
    @Bean(initMethod = "myInit", destroyMethod = "myDestroy")
    public MyBean myBean(){
        MyBean mybean = new MyBean();
        return myBean;
    }
 
}

  1. BeanPostProcessor后置处理
    与前置处理类似，这里是在Bean自定义逻辑也执行完成之后，Spring又留给我们的最后一个扩展点。我们可以在这里在做一些我们想要的扩展。

  2. 自定义销毁逻辑
    销毁有两种方式，实现DisposableBean接口或者配置init-method参数。

  3. 实现DisposableBean接口：类似初始化实现InitializingBean接口。

  4. 配置destroy-method参数：类似初始化配置init-method参数。

  5. 使用
    这个时候可以对bean对象进行正常使用。

  6. 销毁
    Spring的Bean在为我们服务完之后，马上就要消亡了(通常是在容器关闭的时候)，别忘了我们的自定义销毁逻辑，这时候Spring将以回调的方式调用我们自定义的销毁逻辑，然后Bean就这样走完了光荣的一生！

在这里插入图片描述

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