SpringBean依賴和三級緩存的案例講解
spring中的bean依賴有大體上可以分為兩類,共3中形式,下面簡單介紹一下。
第一類是構(gòu)造方法中的循環(huán)依賴,這種會報錯
@Servicepublic class ServiceA { private ServiceB serviceB; public ServiceA(ServiceB serviceB) { this.serviceB = serviceB; } public void methodA(){ System.out.println('a'); }} @Servicepublic class ServiceB { private ServiceA serviceA; public ServiceB(ServiceA serviceA) { this.serviceA = serviceA; } public void methodB(){ System.out.println('b'); }} //錯誤提示Description: The dependencies of some of the beans in the application context form a cycle: ┌─────┐| serviceA defined in file [C:demotargetclassescomexampledemoServiceA.class]↑ ↓| serviceB defined in file [C:demotargetclassescomexampledemoServiceB.class]└─────┘
第二類是field循環(huán)依賴,它分為兩種,第一類循環(huán)依賴的作用域scope默認是singleton,啟動不會報錯
@Servicepublic class ServiceA { @Autowired private ServiceB serviceB; public void methodA(){ System.out.println('a'); }} @Servicepublic class ServiceB { @Autowired private ServiceA serviceA; public void methodB(){ System.out.println('b'); }}
第二種作用域scope為prototype,在這種情況下bean是多例的,按理說這種啟動也會報錯,但是它成功了。。我也不知道為啥
@Service@Scope('prototype')public class ServiceA { @Autowired private ServiceB serviceB; public void methodA(){ System.out.println('a'); }} @Service@Scope('prototype')public class ServiceB { @Autowired private ServiceA serviceA; public void methodB(){ System.out.println('b'); }}
據(jù)我在網(wǎng)上查找的資料,spring可以幫我們處理bean的scope為singleton的field循環(huán)依賴,個人感覺應(yīng)該也是這樣,下面說一下它的處理過程。
簡單說一下bean的加載過程,當spring啟動的時候,首先加載進beanFactory的是beanDefinition,之后會根據(jù)beanDefinition判斷其是否為sington并且為非抽象類非懶加載,那么之后會去創(chuàng)建bean,
bean的創(chuàng)建分為三步:1.調(diào)用構(gòu)造方法創(chuàng)建對象實例(這一步完成之后其它對象實例就可以引用它)
2.填充實例內(nèi)部屬性(會依次從三級緩存中獲取依賴的bean,如果沒有找到,則會先去創(chuàng)建依賴的bean,之后再返回繼續(xù)填充屬性)
3.執(zhí)行initializeBean方法,進行初始化
當bean進行創(chuàng)建時,會先調(diào)用getbean方法->執(zhí)行doGetBean方法,在doGetBean方法中會調(diào)用getSingleton方法,這一步就是從三級緩存中獲取對象緩存,因為是剛開始創(chuàng)建bean所以緩存中肯定沒有,之后會調(diào)用createBean方法,在createBean方法中會調(diào)用doCreateBean執(zhí)行bean的創(chuàng)建過程就是上面的那三步,當bean創(chuàng)建成功之后會將其放入一級緩存之中,此時會將它從三級和二級緩存中刪除。
public Object getBean(String name) throws BeansException { return doGetBean(name, null, null, false); } doGetBean(final String name, @Nullable final Class<T> requiredType, @Nullable final Object[] args, boolean typeCheckOnly) throws BeansException { //從緩存中獲取實例 Object sharedInstance = getSingleton(beanName); if (sharedInstance != null && args == null) { //省略代碼 } else { //省略代碼 createBean(beanName, mbd, args); } //將創(chuàng)建完成的bean放入一級緩存 addSingleton(beanname,object) } protected Object createBean(String beanName, RootBeanDefinition mbd, @Nullable Object[] args) throws BeanCreationException { //省略代碼 doCreateBean() } protected Object doCreateBean(final String beanName, final RootBeanDefinition mbd, final @Nullable Object[] args) throws BeanCreationException { //根據(jù)構(gòu)造方法創(chuàng)建對象實例 BeanWrapper instanceWrapper = null; if (mbd.isSingleton()) { instanceWrapper = this.factoryBeanInstanceCache.remove(beanName); } if (instanceWrapper == null) { instanceWrapper = createBeanInstance(beanName, mbd, args); } final Object bean = instanceWrapper.getWrappedInstance(); //將對象實例放入第三級緩存中 addSingletonFactory(beanName, () -> getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean)); //實例內(nèi)部屬性填充 populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper); //初始化bean exposedObject = initializeBean(beanName, exposedObject, mbd); return exposedObject; } protected Object getEarlyBeanReference(String beanName, RootBeanDefinition mbd, Object bean) { Object exposedObject = bean; if (!mbd.isSynthetic() && hasInstantiationAwareBeanPostProcessors()) { for (BeanPostProcessor bp : getBeanPostProcessors()) {if (bp instanceof SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor) { SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor ibp = (SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor) bp; exposedObject = ibp.getEarlyBeanReference(exposedObject, beanName);} } } return exposedObject; }
其中我們可以看到當?shù)谝徊綀?zhí)行完畢后會將剛剛創(chuàng)建的實例放入singletonFactories(第三級緩存)中,那么我們下面了解下到底什么是spring的三級緩存。處于最上層的緩存是singletonObjects,它其中存儲的對象是完成創(chuàng)建好,可以正常使用的bean,二級緩存叫做earlySingletonObjects,它其中存儲的bean是僅執(zhí)行了第一步通過構(gòu)造方法實例化,并沒有填充屬性和初始化,第三級緩存singletonFactories是一個工場。
/** Cache of singleton objects: bean name to bean instance. */ private final Map<String, Object> singletonObjects = new ConcurrentHashMap<>(256); /** Cache of singleton factories: bean name to ObjectFactory. */ private final Map<String, ObjectFactory<?>> singletonFactories = new HashMap<>(16); /** Cache of early singleton objects: bean name to bean instance. */ private final Map<String, Object> earlySingletonObjects = new HashMap<>(16);
其實在getSingleton方法中會首先從一級緩存中獲取bean,一級緩存中沒有再從二級緩存中獲取,二級也沒有就會從三級中獲取factory當factory不為null時,則會調(diào)用getObject方法獲取bean,并將bean放入二級緩存,之后再從三級緩存中刪除該key-value對,代碼如下:
protected Object getSingleton(String beanName, boolean allowEarlyReference) { Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName); if (singletonObject == null && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) { synchronized (this.singletonObjects) { singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName); if (singletonObject == null && allowEarlyReference) { ObjectFactory<?> singletonFactory = this.singletonFactories.get(beanName); if (singletonFactory != null) { singletonObject = singletonFactory.getObject(); this.earlySingletonObjects.put(beanName, singletonObject); this.singletonFactories.remove(beanName); } } } } return singletonObject; }
那么到此處我們就可以看出為什么不能在構(gòu)造方法中存在循環(huán)依賴了,假如現(xiàn)在有a、b兩個service,它們兩個互相在構(gòu)造方法中循環(huán)依賴,當項目啟動,創(chuàng)建a的bean時執(zhí)行第一步通過構(gòu)造方法創(chuàng)建實例,但是發(fā)現(xiàn)依賴b的bean,所以就從三級緩存中獲取,但是沒發(fā)現(xiàn),那么就先掛起a的創(chuàng)建過程,先去創(chuàng)建b,在b創(chuàng)建過程中,又依賴于a,但是三級緩存中也沒有a的bean,這樣就進入了一個循環(huán)創(chuàng)建的過程,自然是不可取的。
而內(nèi)部field scope為prototype為何也會報錯呢,當scope為prototype每次引用它時都會創(chuàng)建一個新的對象,所以也會存在循環(huán)創(chuàng)建的過程。
而默認情況下bean的scope為singleton,整個容器中僅有整個service的一個bean,還是假如a、b兩service存在field循環(huán)依賴,當創(chuàng)建a的bean時,執(zhí)行完構(gòu)造方法后,a的實例已生成,將其factory對象存入第三級緩存singletonFactories中,在填充屬性時,發(fā)現(xiàn)依賴b的bean,但是在緩存中沒有b的bean;因此轉(zhuǎn)而去創(chuàng)建b,在此過程中執(zhí)行完b的構(gòu)造方法后將其factory也放入三級緩存,此時執(zhí)行b的屬性填充,發(fā)現(xiàn)依賴a,從三級緩存中獲取a的對象,并將a放入二級緩存中,之后執(zhí)行intialize初始化,最后將b的bean轉(zhuǎn)入一級緩存;再繼續(xù)回來創(chuàng)建a,這個時候發(fā)現(xiàn)在一級緩存中已經(jīng)有了b,那么屬性填充成功,進行初始化,最后a也放入一級緩存,至此執(zhí)行完畢。
那么大家可能會感到疑惑,為什么要使用三級緩存呢,感覺沒有singletonFactories使用二級緩存也可以呀?
從前面的代碼里可以看到向第三級緩存中放置的是一個objectFactory的匿名實現(xiàn)類,addSingletonFactory(beanName, () -> getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean)),當我們從singletonFactories中獲取objectFctory然后調(diào)用getObject方法獲取bean的時候,實際就是通過getEarlyBeanReference獲取的object,那么進入這個方法看一下。
它在這里會獲取所有的beanPostProcessor實現(xiàn)類,然后從中找出實現(xiàn)了SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor的beanPostProcessor,然后調(diào)用它的getEarlyBeanReference(obgect,beanName)方法,對bean進行處理,然后進行返回,這些實現(xiàn)類中就有aop的核心AbstractAutoProxyCreator,從這里我們就可以看出來,從第三級緩存objectFactory中獲取的obejct是經(jīng)過了處理的一個代理對象,個人理解三級緩存就是為了獲取在創(chuàng)建對象的過程中提前對其進行一些擴展操作。
三級緩存實現(xiàn)bean的擴展,將代理對象放入二級緩存中,供其他依賴該bean的對象的使用,如果沒有了三級緩存,將bean擴展放在二級緩存中實現(xiàn),那么如果有bean a被其他多個bean依賴,那么在其他bean填充屬性的過程中會多次獲取bean a,這個過程中就會多次執(zhí)行獲取bean a代理,就有些多余,而三級緩存結(jié)構(gòu)就是在第三級緩存完成bean的擴展,生成代理對象,放入二級緩存之中,供其他bean獲取。
以上為個人經(jīng)驗,希望能給大家一個參考,也希望大家多多支持好吧啦網(wǎng)。如有錯誤或未考慮完全的地方,望不吝賜教。
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