Spring如何解決的循環依賴,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...
Spring如何解決的循環依賴,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,發車看看Spring是如何解決的循環依賴,以及帶大家看清循環依賴的本質是什么。
通常來說,如果問Spring內部如何解決循環依賴,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”依賴自己:
先說明前提:原型(Prototype)的場景是不支持循環依賴的,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,創建新的A時,發現要注入原型字段B,又創建新的B發現要注入原型字段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
基于構造器的循環依賴,就更不用說了,官方文檔都攤牌了,你想讓構造器注入支持循環依賴,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是如何支持循環依賴的?
# Spring解決循環依賴
首先,Spring內部維護了三個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,你會赫然發現類上方掛著這三個Map:
singletonObjects 它是我們最熟悉的朋友,俗稱“單例池”“容器”,緩存創建完成單例Bean的地方。
singletonFactories 映射創建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,只是創建Bean的時候,用來借助了一下,創建完成就清掉了。
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。
當然了,這個地步你肯定要結合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。
# 循環依賴的本質
上文了解完Spring如何處理循環依賴之后,讓我們跳出“閱讀源碼”的思維,假設讓你實現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
支持循環依賴
舉個例子,假設有類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));
}
@SneakyThrows
private static <T> T getBean(Class<T> beanClass) {
// 本文用類名小寫 簡單代替bean的命名規則
String beanName = beanClass.getSimpleName().toLowerCase();
// 如果已經是一個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);
// 把所有字段當成需要注入的bean,創建并注入到當前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 繼續創建
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“循環依賴”的本質,而不是“Spring如何解決循環依賴”。
之所以要舉這個例子,是發現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。
為了看源碼而看源碼,結果一直看不懂,卻忘了本質是什么。
如果真看不懂,不如先寫出基礎版本,逆推Spring為什么要這么實現,可能效果會更好。
what?問題的本質居然是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。
問題內容是:給定一個數組,給定一個數字。返回數組中可以相加得到指定數字的兩個索引。
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");
}
}
//作者:LeetCode
//鏈接:https://leetcode-cn.com/problems/two-sum/solution/liang-shu-zhi-he-by-leetcode-2/
//來源:力扣(LeetCode)
先去Map中找需要的數字,沒有就將當前的數字保存在Map中,如果找到需要的數字,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,沒有則實例化當前的Bean放到Map,如果有需要依賴當前Bean的,就能從Map取到。
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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