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。

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，這個地方你肯定要結(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<String, Object> 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));}
@SneakyThrowsprivate static <T> T getBean(Class<T> 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)一小部分朋友陷入了“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<Integer, Integer> map = new HashMap<>();        for (int i = 0; i < nums.length; 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，可能會更清晰哦。

轉(zhuǎn)自：Vt

鏈接：juejin.cn/post/6844904122160775176

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