漫画：再不怕 Spring 循环依赖!

Posted 2022-02-09 androidstarjack

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了漫画：再不怕 Spring 循环依赖!相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

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来源: https://juejin.cn/post/6844904122160775176
作者: Vt

前言

「Spring」如何解决的循环依赖，是近两年流行起来的一道Java面试题。

其实笔者本人对这类「框架源码题」还是持一定的怀疑态度的。

如果笔者作为面试官，可能会问一些诸如“如果注入的属性为「null」，你会从哪几个方向去排查”这些「场景题」。

那么既然写了这篇文章，闲话少说，发车看看「Spring是如何解决的循环依赖」，以及带大家看清循环依赖的本质是什么。

正文

通常来说，如果问Spring内部如何解决循环依赖，一定是单默认的「单例」Bean中，属性互相引用的场景。

比如几个Bean之间的互相引用：

甚至自己“循环”依赖自己：

先说明前提：「原型」(Prototype)的场景是「不支持」循环依赖的，通常会走到AbstractBeanFactory类中下面的判断，抛出异常。

if (isPrototypeCurrentlyInCreation(beanName)) 
  throw new BeanCurrentlyInCreationException(beanName);

原因很好理解，创建「新的A」时，发现要注入「原型字段B」，又创建「新的B」发现要注入「原型字段A」...

这就套娃了, 你猜是先「StackOverflow」还是「OutOfMemory」？

Spring怕你不好猜，就先抛出了「BeanCurrentlyInCreationException」

基于构造器的循环依赖，就更不用说了，官方文档都摊牌了，你想让构造器注入支持循环依赖，是不存在的，不如把代码改了。

那么默认单例的属性注入场景，「Spring」是如何支持循环依赖的？

「Spring」解决循环依赖

首先，Spring内部维护了三个「Map」，也就是我们通常说的「三级缓存」。

笔者翻阅Spring文档倒是没有找到三级缓存的概念，可能也是本土为了方便理解的词汇。

在Spring的DefaultSingletonBeanRegistry类中，你会赫然发现类上方挂着这三个Map：

singletonObjects 它是我们最熟悉的朋友，俗称“「单例池」”“「容器」”，缓存创建完成单例Bean的地方。
singletonFactories 映射创建Bean的原始工厂
earlySingletonObjects 映射Bean的「早期」引用，也就是说在这个Map里的Bean不是完整的，甚至还不能称之为“「Bean」”，只是一个「Instance」.

后两个Map其实是“「垫脚石」”级别的，只是创建Bean的时候，用来借助了一下，创建完成就清掉了。

所以笔者前文对“三级缓存”这个词有些迷惑，可能是因为注释都是以Cache of开头吧。

为什么成为后两个Map为「垫脚石」，假设最终放在「singletonObjects」的Bean是你想要的一杯“凉白开”。

那么Spring准备了两个杯子，即singletonFactories和earlySingletonObjects来回“倒腾”几番，把热水晾成“凉白开”放到「singletonObjects」中。

闲话不说，都浓缩在图里。

上面的是一张GIF，如果你没看到可能还没加载出来。三秒一帧，不是你卡。

笔者画了17张图「简化表述」了Spring的主要步骤，GIF上方即是刚才提到的三级缓存，下方展示是「主要」的几个方法。

当然了，这个地步你肯定要结合 Spring源码来看，要不肯定看不懂。

如果你只是想大概了解，或者面试，可以先记住笔者上文提到的“「三级缓存」”，以及下文即将要说的本质。

循环依赖的本质

上文了解完Spring如何处理循环依赖之后，让我们跳出“「阅读源码」”的思维，假设让你实现一个有以下特点的功能，你会怎么做？

将指定的一些类实例为单例
类中的字段也都实例为单例
支持循环依赖

举个例子，假设有类A：

public class A 
    private B b;

类B：

public class B 
    private A a;

说白了让你「模仿Spring」：「假装A」和「B」是被@Component修饰，并且类中的字段「假装」是@Autowired修饰的，处理完放到Map中。

其实非常简单，笔者写了一份粗糙的代码，可供参考：

/**
     * 放置创建好的bean Map
     */
    private static Map<String, Object> cacheMap = new HashMap<>(2);

    public static void main(String[] args) 
        // 假装扫描出来的对象
        Class[] classes = A.class, B.class;
        // 假装项目初始化实例化所有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) 
        // 本文用类名小写 简单代替bean的命名规则
        String beanName = beanClass.getSimpleName().toLowerCase();
        // 如果已经是一个bean，则直接返回
        if (cacheMap.containsKey(beanName)) 
            return (T) cacheMap.get(beanName);
        
        // 将对象本身实例化
        Object object = beanClass.getDeclaredConstructor().newInstance();
        // 放入缓存
        cacheMap.put(beanName, object);
        // 把所有字段当成需要注入的bean，创建并注入到当前bean中
        Field[] fields = object.getClass().getDeclaredFields();
        for (Field field : fields) 
            field.setAccessible(true);
            // 获取需要注入字段的class
            Class<?> fieldClass = field.getType();
            String fieldBeanName = fieldClass.getSimpleName().toLowerCase();
            // 如果需要注入的bean，已经在缓存Map中，那么把缓存Map中的值注入到该field即可
            // 如果缓存没有 继续创建
            field.set(object, cacheMap.containsKey(fieldBeanName)
                    ? cacheMap.get(fieldBeanName) : getBean(fieldClass));
        
        // 属性填充完成，返回
        return (T) object;

这段代码的效果，其实就是处理了循环依赖，并且处理完成后，cacheMap中放的就是完整的“「Bean」”了

这就是“「循环依赖」”的本质，而不是“Spring如何解决循环依赖”。

之所以要举这个例子，是发现一小部分盆友陷入了“「阅读源码的泥潭」”，而忘记了问题的本质。

为了看源码而看源码，结果一直看不懂，却忘了本质是什么。

如果真看不懂，不如先写出基础版本，逆推Spring为什么要这么实现，可能效果会更好。

what？问题的本质居然是two sum！

看完笔者刚才的代码有没有似曾相识？没错，和「two sum」的解题是类似的。

不知道「two sum」是什么梗的，笔者和你介绍一下：

「two sum」是刷题网站 leetcode 序号为1的题，也就是大多人的算法入门的第一题。

常常被人调侃，有「算法面」的公司，被面试官钦定了，合的来。那就来一道「two sum」走走过场。

问题内容是：给定「一个数组」，给定「一个数字」。返回数组中可以「相加得到指定数字」的两个「索引」。

比如：给定nums = [2, 7, 11, 15], target = 9那么要返回 [0, 1]，因为2 + 7 = 9

这道题的优解是，一次遍历+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
//链接：https://leetcode-cn.com/problems/two-sum/solution/liang-shu-zhi-he-by-leetcode-2/
//来源：力扣（LeetCode）

先去Map中找「需要的数字」，没有就将「当前的数字」保存在Map中，如果找到「需要的数字」，则一起返回。

和笔者上面的代码是不是一样？

先去缓存里找「Bean」，没有则「实例化当前的Bean」放到Map，如果有需要「依赖」当前Bean的，就能从Map取到。