三级缓存解决了循环依赖问题?别被骗了,一级缓存就够了!

方案导入

循环依赖是什么

构造出两个对象A和B,A中有成员B,B中有成员A,换成代码就是这样子。

java 复制代码
@Component
public class A {
    @Autowired
    private B b;
}

@Component
public class B {
    @Autowired
    private A a;
}

循环依赖会带来什么问题

如果创建A对象,那必须注入B对象,注入B对象又需要创建A对象,如此反复,直到OOM

如何解决循环依赖问题

我们想象有这样一幅有向图,我们从A开始,到D结束,当执行到D的时候,D还是会继续执行,因为D不知道A是否被经过。

为了解决这一问题,我们只需要将经过的路径点染色就好了。

D发现A已经是红色,知道已经被途径过,主动结束循环。

我们很容易就能发现,循环依赖问题和图路径中是否有环问题是一样的,就能保证Bean(实例)不被重复创建。

联系Spring

都说Spring三级缓存解决了循环依赖问题,那我们就使用了一级缓存就解决了缓存依赖问题,spring的开发团队怎么会傻到用三级缓存解决问题,当然这句话可能还有一个歧义,第三层缓存区解决了缓存依赖问题,这同样也是错的,且听下文分析。

三级缓存是什么

java 复制代码
//  存储单例的Bean对象
private final Map<String, Object> singletonObjects = new ConcurrentHashMap<>(256);
//  存储早期曝光的单例Bean对象,只是一个Bean的引用,未初始化
private final Map<String, Object> earlySingletonObjects = new ConcurrentHashMap<>(16);
//  存储单例Bean对象的工厂
private final Map<String, ObjectFactory<?>> singletonFactories = new ConcurrentHashMap<>(16);

三级缓存如何工作 - 源码部分

我会对关键代码打注释,你这么聪明肯定一下就看懂了

当我们获取想要注入的单例时,有以下代码,删去了 try - catch的异常处理和解决并发问题的代码块,便于清晰的阅读

java 复制代码
public Object getSingleton(String beanName) {
	return getSingleton(beanName, true);
}
	
protected Object getSingleton(String beanName, boolean allowEarlyReference) {
    //从一级缓存中获取Bean
    Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
    if (singletonObject == null && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
		//从二级缓存中获取Bean
        singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName);
        if (singletonObject == null && allowEarlyReference) {
		    //从三级缓存(工厂)中获取Bean
            ObjectFactory<?> singletonFactory = this.singletonFactories.get(beanName);
            if (singletonFactory != null) {
                singletonObject = singletonFactory.getObject();
                //从工厂中获取到 singletonObject 时,从工厂缓存中删去工厂,工厂创建的对象加入二级缓存
                if (this.singletonFactories.remove(beanName) != null) {
                    this.earlySingletonObjects.put(beanName, singletonObject);
                }
            }
        }
    }
    return singletonObject;
}

可见 getSingleton 的路径是 一级缓存 → 二级缓存 → 三级缓存,同时当从三级缓存中获取到早期对象时,直接放入二级缓存,删除三级缓存(后续的多次引用也是二级缓存),可见二级缓存+短暂的三级缓存相当于标记bean为已实例化,所以依赖三级缓存解决循环依赖显然是错的

那三级缓存(工厂)到底存储着什么,不是二级缓存就能解决问题了吗?我们在 doCreateBean 中可以看到以下代码。

java 复制代码
		// 当前 Bean(例如 A)在实例化后、依赖注入和初始化完成前,是否需要将其作为"早引用"暴露给其他 Bean
		boolean earlySingletonExposure = (mbd.isSingleton() && this.allowCircularReferences &&
				isSingletonCurrentlyInCreation(beanName));
		// 允许被早引用(早期曝光)
		if (earlySingletonExposure) {
			// 添加到单例工厂(三级缓存)
			addSingletonFactory(beanName, () -> getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean));
		}
		
		// 被三级缓存添加后再进行初始化
		Object exposedObject = bean;
		populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);
		exposedObject = initializeBean(beanName, exposedObject, mbd);

证明了三级缓存以及二级缓存中的对象是引用对象,未被真正初始化,等于是一个懒加载,同样也不会造成循环依赖,因为其内部的对象没有只引用了实例化的对象,未被初始化。

getEarlyBeanReference 应该有关于Factory中的一些信息

java 复制代码
	protected Object getEarlyBeanReference(String beanName, RootBeanDefinition mbd, Object bean) {
		Object exposedObject = bean;
		// 是否被代理(AOP,字节码增强)
		if (!mbd.isSynthetic() && hasInstantiationAwareBeanPostProcessors()) {
			for (SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor bp : getBeanPostProcessorCache().smartInstantiationAware) {
				exposedObject = bp.getEarlyBeanReference(exposedObject, beanName);
			}
		}
		return exposedObject;
	}

倘若没有经过字节码增强代码可以缩略成两行

java 复制代码
	protected Object getEarlyBeanReference(String beanName, RootBeanDefinition mbd, Object bean) {
		Object exposedObject = bean;
		return exposedObject;
	}

诶卧槽,这不是啥也没干!

三级缓存只参与了AOP对象的返回,解决bean的AOP代理问题

下图展示了bean的初始化过程

那我们现在可以得出以下结论了:

  1. 第一级缓存用来简单返回缓存后的bean对象。
  2. 第二级缓存就可以解决循环依赖问题。
  3. 二三级缓存只保留了实例化的bean,未初始化,不会导致循环依赖。
  4. 第三级缓存用来解决Bean的代理类的实例化问题。

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