April 20, 2018

spring IOC原理之：解决循环依赖

上一章我们讲完了创建实例的过程，接下我们继续来讲解决循环依赖。

1. 什么是循环依赖？

举个例子，这里有三个类 A、B、C，它们的依赖关系是：A<---B<---C，这就形成了一个循环依赖。

2. spring具体如何解决循环依赖？

首先我们构造一个最简单的循环依赖场景，Demo1Service、Demo2Service互相依赖对方：

DefaultListableBeanFactory#preInstantiateSingletons方法中，断点到demo1Service实例初始化的开始之处：

接着调用路径是：

--->AbstractBeanFactory#getBean

--->AbstractBeanFactory#doGetBean

--->DefaultSingletonBeanRegistry#getSingleton

--->AbstractAutowireCapableBeanFactory#createBean

--->AbstractAutowireCapableBeanFactory#doCreateBean：

createBeanInstance方法负责使用构造器创建了demo1Service实例，接着调用populateBean方法注入demo2Service属性。

populateBean方法遍历所有InstantiationAwareBeanPostProcessor类型的后置处理器，来完成依赖注入：

因为demo2Service属性使用@Resource注解，所以由CommonAnnotationBeanPostProcessor完成依赖注入：

调用路径是：

--->CommonAnnotationBeanPostProcessor#postProcessProperties

--->InjectionMetadata#inject

--->CommonAnnotationBeanPostProcessor#getResourceToInject

--->CommonAnnotationBeanPostProcessor#getResource

--->CommonAnnotationBeanPostProcessor#autowireResource

最终又回到AbstractBeanFactory#getBean方法：

demo2Service实例同样通过以下过程创建：getBean--->doGetBean--->createBean--->doCreateBean--->createBeanInstance--->populateBean

在populateBean方法中，demo2Service的demo1Service属性同样依靠CommonAnnotationBeanPostProcessor完成注入：

不同之处在于，通过getBean方法获取demo1Service实例时，已经能从spring三级缓存中获取demo1Servicebean。这是因为demo1Servicebean已经初始化过，只是其依赖的demo2Service属性暂未注入。

2.1. 如何判断demo1Servicebean已经初始化过？

答案是通过这里的isSingletonCurrentlyInCreation方法，该方法中singletonsCurrentlyInCreation保存了已经创建过的bean信息：

在doGetBean--->createBean方法之间，会使用singletonsCurrentlyInCreation来记录正在创建中的beanName：

singletonsCurrentlyInCreation的数据结构是Set，是不允许重复元素的，所以一旦前面记录了，这里的add操作将会返回失败，抛出BeanCurrentlyInCreationException：

2.2. singletonFactory.getObject()如何获取demo1Service实例？

可以看到getObject方法是函数式接口，这里其实是可以直接返回demo1Service实例引用的，但它却调用了getEarlyBeanReference方法：

这是为了后置处理器能通过getEarlyBeanReference方法改变返回的实例，例如创建代理：

于是从singletonFactories缓存的ObjectFactory中得到了之前创建的demo1Service实例：

完整的调用链是这样的：

于是在populateBean方法中，demo2Service愉快的完成了demo1Service的注入：

调用链回到demo1Service实例创建时调用populateBean方法时，可以看到demo2Service属性也注入成功：

至此，spring成功利用三级缓存解决本例循环依赖。

3. spring为什么使用三级缓存而不是两级？

3.1. 二级缓存无法保证多次循环依赖每次获取的对象是同一个对象

其实简单的依赖场景使用二级缓存就可以解决，假如有以下代码：

                  
@Service
public class TestService1 {

    @Autowired
    private TestService2 testService2;

    public void test1() {
    }
}

@Service
public class TestService2 {

    @Autowired
    private TestService1 testService1;

    public void test2() {
    }
}

这是一个经典的循环依赖，下面用一张图告诉你，spring是如何解决这种循环依赖的：

这种场景完全没有用到第二级缓存。那么问题来了，为什么要用第二级缓存呢？试想一下，如果出现以下这种情况，我们要如何处理？

                  
@Service
public class TestService1 {

    @Autowired
    private TestService2 testService2;
    @Autowired
    private TestService3 testService3;

    public void test1() {
    }
}

@Service
public class TestService2 {

    @Autowired
    private TestService1 testService1;

    public void test2() {
    }
}

@Service
public class TestService3 {

    @Autowired
    private TestService1 testService1;

    public void test3() {
    }
}

TestService1依赖于TestService2和TestService3

TestService2依赖于TestService1

TestService3依赖于TestService1

按照上图的流程可以把TestService1注入到TestService2，并且TestService1的实例是从第三级缓存中获取的。

假设不用第二级缓存，TestService1注入到TestService3的流程如图：

TestService1注入到TestService3又需要从第三级缓存中获取实例，而第三级缓存里保存的并非真正的实例对象，而是ObjectFactory对象。说白了，两次从三级缓存中获取都是ObjectFactory对象，而通过它创建的实例对象每次可能都不一样的。这样是不是会有问题？

为了解决这个问题，spring引入的第二级缓存。TestService1实例第一次从三级缓存中被拿出来，接着已经被添加到第二级缓存中了，所以TestService3只需要从第二级缓存中获取该对象即可。

还有个问题，第三级缓存中为什么要添加ObjectFactory对象，直接保存实例对象不行吗？

答案是不行的，因为假如你想对添加到三级缓存中的实例对象进行增强，直接用实例对象是行不通的。