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          圖解 Spring 循環(huán)依賴(lài),寫(xiě)得太好了!

          共 3949字,需瀏覽 8分鐘

           ·

          2021-12-02 14:37

          關(guān)注我們,設(shè)為星標(biāo),每天7:30不見(jiàn)不散,架構(gòu)路上與您共享?

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          大家好,我是架構(gòu)君,一個(gè)會(huì)寫(xiě)代碼吟詩(shī)的架構(gòu)師。


          前言


          Spring如何解決的循環(huán)依賴(lài),是近兩年流行起來(lái)的一道Java面試題。
          其實(shí)筆者本人對(duì)這類(lèi)框架源碼題還是持一定的懷疑態(tài)度的。
          如果筆者作為面試官,可能會(huì)問(wèn)一些諸如“如果注入的屬性為null,你會(huì)從哪幾個(gè)方向去排查”這些場(chǎng)景題。
          那么既然寫(xiě)了這篇文章,閑話少說(shuō),發(fā)車(chē)看看Spring是如何解決的循環(huán)依賴(lài),以及帶大家看清循環(huán)依賴(lài)的本質(zhì)是什么。

          正文

          通常來(lái)說(shuō),如果問(wèn)Spring內(nèi)部如何解決循環(huán)依賴(lài),一定是單默認(rèn)的單例Bean中,屬性互相引用的場(chǎng)景。比如幾個(gè)Bean之間的互相引用:
          甚至自己“循環(huán)”依賴(lài)自己:
          先說(shuō)明前提:原型(Prototype)的場(chǎng)景是不支持循環(huán)依賴(lài)的,通常會(huì)走到AbstractBeanFactory類(lèi)中下面的判斷,拋出異常。
          if?(isPrototypeCurrentlyInCreation(beanName))?{
          ??throw?new?BeanCurrentlyInCreationException(beanName);
          }
          原因很好理解,創(chuàng)建新的A時(shí),發(fā)現(xiàn)要注入原型字段B,又創(chuàng)建新的B發(fā)現(xiàn)要注入原型字段A...
          這就套娃了, 你猜是先StackOverflow還是OutOfMemory?
          Spring怕你不好猜,就先拋出了BeanCurrentlyInCreationException
          image
          基于構(gòu)造器的循環(huán)依賴(lài),就更不用說(shuō)了,官方文檔都攤牌了,你想讓構(gòu)造器注入支持循環(huán)依賴(lài),是不存在的,不如把代碼改了。
          那么默認(rèn)單例的屬性注入場(chǎng)景,Spring是如何支持循環(huán)依賴(lài)的?

          Spring解決循環(huán)依賴(lài)

          首先,Spring內(nèi)部維護(hù)了三個(gè)Map,也就是我們通常說(shuō)的三級(jí)緩存。
          筆者翻閱Spring文檔倒是沒(méi)有找到三級(jí)緩存的概念,可能也是本土為了方便理解的詞匯。
          在Spring的DefaultSingletonBeanRegistry類(lèi)中,你會(huì)赫然發(fā)現(xiàn)類(lèi)上方掛著這三個(gè)Map:
          • singletonObjects 它是我們最熟悉的朋友,俗稱(chēng)“單例池”“容器”,緩存創(chuàng)建完成單例Bean的地方。
          • singletonFactories 映射創(chuàng)建Bean的原始工廠
          • earlySingletonObjects 映射Bean的早期引用,也就是說(shuō)在這個(gè)Map里的Bean不是完整的,甚至還不能稱(chēng)之為“Bean”,只是一個(gè)Instance.
          后兩個(gè)Map其實(shí)是“墊腳石”級(jí)別的,只是創(chuàng)建Bean的時(shí)候,用來(lái)借助了一下,創(chuàng)建完成就清掉了。
          所以筆者前文對(duì)“三級(jí)緩存”這個(gè)詞有些迷惑,可能是因?yàn)樽⑨尪际且訡ache of開(kāi)頭吧。
          為什么成為后兩個(gè)Map為墊腳石,假設(shè)最終放在singletonObjects的Bean是你想要的一杯“涼白開(kāi)”。
          那么Spring準(zhǔn)備了兩個(gè)杯子,即singletonFactories和earlySingletonObjects來(lái)回“倒騰”幾番,把熱水晾成“涼白開(kāi)”放到singletonObjects中。
          閑話不說(shuō),都濃縮在圖里。
          上面的是一張GIF,如果你沒(méi)看到可能還沒(méi)加載出來(lái)。三秒一幀,不是你電腦卡。
          筆者畫(huà)了17張圖簡(jiǎn)化表述了Spring的主要步驟,GIF上方即是剛才提到的三級(jí)緩存,下方展示是主要的幾個(gè)方法。
          當(dāng)然了,這個(gè)地步你肯定要結(jié)合Spring源碼來(lái)看,要不肯定看不懂。
          如果你只是想大概了解,或者面試,可以先記住筆者上文提到的“三級(jí)緩存”,以及下文即將要說(shuō)的本質(zhì)。

          循環(huán)依賴(lài)的本質(zhì)

          上文了解完Spring如何處理循環(huán)依賴(lài)之后,讓我們跳出“閱讀源碼”的思維,假設(shè)讓你實(shí)現(xiàn)一個(gè)有以下特點(diǎn)的功能,你會(huì)怎么做?
          • 將指定的一些類(lèi)實(shí)例為單例
          • 類(lèi)中的字段也都實(shí)例為單例
          • 支持循環(huán)依賴(lài)
          舉個(gè)例子,假設(shè)有類(lèi)A:

          public?class?A?{
          ????private?B?b;
          }
          //?類(lèi)B:
          public?class?B?{
          ????private?A?a;
          }
          說(shuō)白了讓你模仿Spring:假裝A和B是被@Component修飾, 并且類(lèi)中的字段假裝是@Autowired修飾的,處理完放到Map中。其實(shí)非常簡(jiǎn)單,筆者寫(xiě)了一份粗糙的代碼,可供參考:
          ?/**
          ?????*?放置創(chuàng)建好的bean?Map
          ?????*/

          ????private?static?Map?cacheMap?=?new?HashMap<>(2);

          ????public?static?void?main(String[]?args)?{
          ????????//?假裝掃描出來(lái)的對(duì)象
          ????????Class[]?classes?=?{A.class,?B.class};
          ????????//?假裝項(xiàng)目初始化實(shí)例化所有bean
          ????????for?(Class?aClass?:?classes)?{
          ????????????getBean(aClass);
          ????????}
          ????????//?check
          ????????System.out.println(getBean(B.class).getA()?==?getBean(A.class));
          ????????System.out.println(getBean(A.class).getB()?==?getBean(B.class));
          ????}

          ????@SneakyThrows
          ????private?static??T?getBean(Class?beanClass)?{
          ????????//?本文用類(lèi)名小寫(xiě)?簡(jiǎn)單代替bean的命名規(guī)則
          ????????String?beanName?=?beanClass.getSimpleName().toLowerCase();
          ????????//?如果已經(jīng)是一個(gè)bean,則直接返回
          ????????if?(cacheMap.containsKey(beanName))?{
          ????????????return?(T)?cacheMap.get(beanName);
          ????????}
          ????????//?將對(duì)象本身實(shí)例化
          ????????Object?object?=?beanClass.getDeclaredConstructor().newInstance();
          ????????//?放入緩存
          ????????cacheMap.put(beanName,?object);
          ????????//?把所有字段當(dāng)成需要注入的bean,創(chuàng)建并注入到當(dāng)前bean中
          ????????Field[]?fields?=?object.getClass().getDeclaredFields();
          ????????for?(Field?field?:?fields)?{
          ????????????field.setAccessible(true);
          ????????????//?獲取需要注入字段的class
          ????????????Class?fieldClass?=?field.getType();
          ????????????String?fieldBeanName?=?fieldClass.getSimpleName().toLowerCase();
          ????????????//?如果需要注入的bean,已經(jīng)在緩存Map中,那么把緩存Map中的值注入到該field即可
          ????????????//?如果緩存沒(méi)有?繼續(xù)創(chuàng)建
          ????????????field.set(object,?cacheMap.containsKey(fieldBeanName)
          ??????????????????????cacheMap.get(fieldBeanName)?:?getBean(fieldClass));
          ????????}
          ????????//?屬性填充完成,返回
          ????????return?(T)?object;
          ????}
          這段代碼的效果,其實(shí)就是處理了循環(huán)依賴(lài),并且處理完成后,cacheMap中放的就是完整的“Bean”了
          這就是“循環(huán)依賴(lài)”的本質(zhì),而不是“Spring如何解決循環(huán)依賴(lài)”。
          之所以要舉這個(gè)例子,是發(fā)現(xiàn)一小部分盆友陷入了“閱讀源碼的泥潭”,而忘記了問(wèn)題的本質(zhì)。
          為了看源碼而看源碼,結(jié)果一直看不懂,卻忘了本質(zhì)是什么。如果真看不懂,不如先寫(xiě)出基礎(chǔ)版本,逆推Spring為什么要這么實(shí)現(xiàn),可能效果會(huì)更好。

          what?問(wèn)題的本質(zhì)居然是two sum!

          看完筆者剛才的代碼有沒(méi)有似曾相識(shí)?沒(méi)錯(cuò),和two sum的解題是類(lèi)似的。不知道two sum是什么梗的,筆者和你介紹一下:two sum是刷題網(wǎng)站leetcode序號(hào)為1的題,也就是大多人的算法入門(mén)的第一題。常常被人調(diào)侃,有算法面的公司,被面試官欽定了,合的來(lái)。那就來(lái)一道two sum走走過(guò)場(chǎng)。
          問(wèn)題內(nèi)容是:給定一個(gè)數(shù)組,給定一個(gè)數(shù)字。返回?cái)?shù)組中可以相加得到指定數(shù)字的兩個(gè)索引。比如:給定nums = [2, 7, 11, 15], target = 9 那么要返回 [0, 1],因?yàn)? + 7 = 9這道題的優(yōu)解是,一次遍歷+HashMap:
          class?Solution?{
          ????public?int[]?twoSum(int[]?nums,?int?target)?{
          ????????Map?map?=?new?HashMap<>();
          ????????for?(int?i?=?0;?i?????????????int?complement?=?target?-?nums[i];
          ????????????if?(map.containsKey(complement))?{
          ????????????????return?new?int[]?{?map.get(complement),?i?};
          ????????????}
          ????????????map.put(nums[i],?i);
          ????????}
          ????????throw?new?IllegalArgumentException("No?two?sum?solution");
          ????}
          }
          先去Map中找需要的數(shù)字,沒(méi)有就將當(dāng)前的數(shù)字保存在Map中,如果找到需要的數(shù)字,則一起返回。
          和筆者上面的代碼是不是一樣?
          先去緩存里找Bean,沒(méi)有則實(shí)例化當(dāng)前的Bean放到Map,如果有需要依賴(lài)當(dāng)前Bean的,就能從Map取到。

          結(jié)尾

          如果你是上文筆者提到的“陷入閱讀源碼的泥潭”的讀者,上文應(yīng)該可以幫助到你。
          可能還有盆友有疑問(wèn),為什么一道“two-sum”,Spring處理的如此復(fù)雜?
          這個(gè)想想Spring支持多少功能就知道了,各種實(shí)例方式..各種注入方式..各種Bean的加載,校驗(yàn)..各種callback,aop處理等等..
          Spring可不只有依賴(lài)注入,同樣Java也不僅是Spring。如果我們陷入了某個(gè)“牛角尖”,不妨跳出來(lái)看看,可能會(huì)更佳清晰哦。



          end


          文章來(lái)源:https://juejin.im/post/5e927e27f265da47c8012ed9


          到此文章就結(jié)束了。如果今天的文章對(duì)你在進(jìn)階架構(gòu)師的路上有新的啟發(fā)和進(jìn)步,歡迎轉(zhuǎn)發(fā)給更多人。歡迎加入架構(gòu)師社區(qū)技術(shù)交流群,眾多大咖帶你進(jìn)階架構(gòu)師,在后臺(tái)回復(fù)“加群”即可入群。



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