一文讀懂Spring 循環(huán)依賴，寫得太好了！（建議收藏）

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前言

Spring如何解決的循環(huán)依賴，是近兩年流行起來的一道Java面試題。

其實筆者本人對這類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，可能會問一些諸如“如果注入的屬性為null，你會從哪幾個方向去排查”這些場景題。

那么既然寫了這篇文章，閑話少說，發(fā)車看看Spring是如何解決的循環(huán)依賴，以及帶大家看清循環(huán)依賴的本質(zhì)是什么。

正文

通常來說，如果問Spring內(nèi)部如何解決循環(huán)依賴，一定是單默認的單例Bean中，屬性互相引用的場景。比如幾個Bean之間的互相引用：

甚至自己“循環(huán)”依賴自己：

先說明前提：原型(Prototype)的場景是不支持循環(huán)依賴的，通常會走到AbstractBeanFactory類中下面的判斷，拋出異常。

if?(isPrototypeCurrentlyInCreation(beanName))?{
??throw?new?BeanCurrentlyInCreationException(beanName);
}

原因很好理解，創(chuàng)建新的A時，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，就更不用說了，官方文檔都攤牌了，你想讓構(gòu)造器注入支持循環(huán)依賴，是不存在的，不如把代碼改了。

那么默認單例的屬性注入場景，Spring是如何支持循環(huán)依賴的？

Spring解決循環(huán)依賴

首先，Spring內(nèi)部維護了三個Map，也就是我們通常說的三級緩存。

筆者翻閱Spring文檔倒是沒有找到三級緩存的概念，可能也是本土為了方便理解的詞匯。

在Spring的DefaultSingletonBeanRegistry類中，你會赫然發(fā)現(xiàn)類上方掛著這三個Map：

• singletonObjects 它是我們最熟悉的朋友，俗稱“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，也就是說在這個Map里的Bean不是完整的，甚至還不能稱之為“Bean”，只是一個Instance.

后兩個Map其實是“墊腳石”級別的，只是創(chuàng)建Bean的時候，用來借助了一下，創(chuàng)建完成就清掉了。

所以筆者前文對“三級緩存”這個詞有些迷惑，可能是因為注釋都是以Cache of開頭吧。

為什么成為后兩個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”。

那么Spring準備了兩個杯子，即singletonFactories和earlySingletonObjects來回“倒騰”幾番，把熱水晾成“涼白開”放到singletonObjects中。

閑話不說，都濃縮在圖里。

上面的是一張GIF，如果你沒看到可能還沒加載出來。三秒一幀，不是你電腦卡。

筆者畫了17張圖簡化表述了Spring的主要步驟，GIF上方即是剛才提到的三級緩存，下方展示是主要的幾個方法。

當(dāng)然了，這個地步你肯定要結(jié)合Spring源碼來看，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“三級緩存”，以及下文即將要說的本質(zhì)。

循環(huán)依賴的本質(zhì)

上文了解完Spring如何處理循環(huán)依賴之后，讓我們跳出“閱讀源碼”的思維，假設(shè)讓你實現(xiàn)一個有以下特點的功能，你會怎么做？

• 將指定的一些類實例為單例
• 類中的字段也都實例為單例
• 支持循環(huán)依賴

舉個例子，假設(shè)有類A：

public?class?A?{
????private?B?b;
}
//?類B：
public?class?B?{
????private?A?a;
}

說白了讓你模仿Spring：假裝A和B是被@Component修飾， 并且類中的字段假裝是@Autowired修飾的，處理完放到Map中。其實非常簡單，筆者寫了一份粗糙的代碼，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)?{
????????//?假裝掃描出來的對象
????????Class[]?classes?=?{A.class,?B.class};
????????//?假裝項目初始化實例化所有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)?{
????????//?本文用類名小寫?簡單代替bean的命名規(guī)則
????????String?beanName?=?beanClass.getSimpleName().toLowerCase();
????????//?如果已經(jīng)是一個bean，則直接返回
????????if?(cacheMap.containsKey(beanName))?{
????????????return?(T)?cacheMap.get(beanName);
????????}
????????//?將對象本身實例化
????????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，其實就是處理了循環(huán)依賴，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”的本質(zhì)，而不是“Spring如何解決循環(huán)依賴”。

之所以要舉這個例子，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，不如先寫出基礎(chǔ)版本，逆推Spring為什么要這么實現(xiàn)，可能效果會更好。

what？問題的本質(zhì)居然是two sum！

看完筆者剛才的代碼有沒有似曾相識？沒錯，和two sum的解題是類似的。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序號為1的題，也就是大多人的算法入門的第一題。常常被人調(diào)侃，有算法面的公司，被面試官欽定了，合的來。那就來一道two sum走走過場。

問題內(nèi)容是：給定一個數(shù)組，給定一個數(shù)字。返回數(shù)組中可以相加得到指定數(shù)字的兩個索引。比如：給定nums = [2, 7, 11, 15], target = 9 那么要返回 [0, 1]，因為2 + 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，沒有則實例化當(dāng)前的Bean放到Map，如果有需要依賴當(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，為什么一道“two-sum”，Spring處理的如此復(fù)雜？

這個想想Spring支持多少功能就知道了，各種實例方式..各種注入方式..各種Bean的加載，校驗..各種callback，aop處理等等..

Spring可不只有依賴注入，同樣Java也不僅是Spring。如果我們陷入了某個“牛角尖”，不妨跳出來看看，可能會更佳清晰哦。

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