圖解Spring解決循環依賴♻️

時間 2020-04-16

標籤圖解 spring 解決循環依賴欄目 Spring 简体版

原文原文鏈接

前言

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。html

其實筆者本人對這類框架源碼題仍是持必定的懷疑態度的。git

若是筆者做爲面試官，可能會問一些諸如「若是注入的屬性爲null，你會從哪幾個方向去排查」這些場景題。github

那麼既然寫了這篇文章，閒話少說，發車看看Spring是如何解決的循環依賴，以及帶你們看清循環依賴的本質是什麼。web

正文

一般來講，若是問Spring內部如何解決循環依賴，必定是單默認的單例Bean中，屬性互相引用的場景。面試

好比幾個Bean之間的互相引用：算法

甚至本身「循環」依賴本身：spring

先說明前提：原型(Prototype)的場景是不支持循環依賴的，一般會走到AbstractBeanFactory類中下面的判斷，拋出異常。數組

if (isPrototypeCurrentlyInCreation(beanName)) {
  throw new BeanCurrentlyInCreationException(beanName);
}
複製代碼

緣由很好理解，建立新的A時，發現要注入原型字段B，又建立新的B發現要注入原型字段A...緩存

這就套娃了, 你猜是先StackOverflow仍是OutOfMemory？框架

Spring怕你很差猜，就先拋出了BeanCurrentlyInCreationException

基於構造器的循環依賴，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。

那麼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，也就是咱們一般說的三級緩存。

筆者翻閱Spring文檔卻是沒有找到三級緩存的概念，可能也是本土爲了方便理解的詞彙。

在Spring的DefaultSingletonBeanRegistry類中，你會赫然發現類上方掛着這三個Map：

singletonObjects 它是咱們最熟悉的朋友，俗稱「單例池」「容器」，緩存建立完成單例Bean的地方。
singletonFactories 映射建立Bean的原始工廠
earlySingletonObjects 映射Bean的早期引用，也就是說在這個Map裏的Bean不是完整的，甚至還不能稱之爲「Bean」，只是一個Instance.

後兩個Map實際上是「墊腳石」級別的，只是建立Bean的時候，用來藉助了一下，建立完成就清掉了。

因此筆者前文對「三級緩存」這個詞有些迷惑，多是由於註釋都是以Cache of開頭吧。

爲何成爲後兩個Map爲墊腳石，假設最終放在singletonObjects的Bean是你想要的一杯「涼白開」。

那麼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。

閒話不說，都濃縮在圖裏。

上面的是一張GIF，若是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上方便是剛纔提到的三級緩存，下方展現是主要的幾個方法。

固然了，這個地步你確定要結合Spring源碼來看，要不願定看不懂。

若是你只是想大概瞭解，或者面試，能夠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如何處理循環依賴以後，讓咱們跳出「閱讀源碼」的思惟，假設讓你實現一個有如下特色的功能，你會怎麼作？

將指定的一些類實例爲單例
類中的字段也都實例爲單例
支持循環依賴

舉個例子，假設有類A：

public class A {
    private B b;
}
複製代碼

類B：

public class B {
    private A a;
}
複製代碼

說白了讓你模仿Spring：僞裝A和B是被@Component修飾，
而且類中的字段僞裝是@Autowired修飾的，處理完放到Map中。

其實很是簡單，筆者寫了一份粗糙的代碼，可供參考：

    /**
     * 放置建立好的bean Map
     */
    private static Map<String, Object> cacheMap = new HashMap<>(2);

    public static void main(String[] args) {
        // 僞裝掃描出來的對象
        Class[] classes = {A.class, B.class};
        // 僞裝項目初始化實例化全部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();
        // 若是已是一個bean，則直接返回
        if (cacheMap.containsKey(beanName)) {
            return (T) cacheMap.get(beanName);
        }
        // 將對象自己實例化
        Object object = beanClass.getDeclaredConstructor().newInstance();
        // 放入緩存
        cacheMap.put(beanName, object);
        // 把全部字段當成須要注入的bean，建立並注入到當前bean中
        Field[] fields = object.getClass().getDeclaredFields();
        for (Field field : fields) {
            field.setAccessible(true);
            // 獲取須要注入字段的class
            Class<?> fieldClass = field.getType();
            String fieldBeanName = fieldClass.getSimpleName().toLowerCase();
            // 若是須要注入的bean，已經在緩存Map中，那麼把緩存Map中的值注入到該field便可
            // 若是緩存沒有 繼續建立
            field.set(object, cacheMap.containsKey(fieldBeanName)
                    ? cacheMap.get(fieldBeanName) : getBean(fieldClass));
        }
        // 屬性填充完成，返回
        return (T) object;
    }
複製代碼

這段代碼的效果，其實就是處理了循環依賴，而且處理完成後，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」。

之因此要舉這個例子，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。

爲了看源碼而看源碼，結果一直看不懂，卻忘了本質是什麼。

若是真看不懂，不如先寫出基礎版本，逆推Spring爲何要這麼實現，可能效果會更好。

what？問題的本質竟然是two sum！

看完筆者剛纔的代碼有沒有似曾相識？沒錯，和two sum的解題是相似的。

不知道two sum是什麼梗的，筆者和你介紹一下：

two sum是刷題網站leetcode序號爲1的題，也就是大多人的算法入門的第一題。

經常被人調侃，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。返回數組中能夠相加獲得指定數字的兩個索引。

好比：給定nums = [2, 7, 11, 15], target = 9
那麼要返回 [0, 1]，由於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");
    }
}
//做者：LeetCode
//連接：https://leetcode-cn.com/problems/two-sum/solution/liang-shu-zhi-he-by-leetcode-2/
//來源：力扣（LeetCode）
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