3.4 spring5源码系列--循环依赖的设计思想

前面已经写了关于三篇循环依赖的文章, 这是一个总结篇

第一篇: 3.1 spring5源码系列--循环依赖 之 手写代码模拟spring循环依赖

第二篇: 3.2spring源码系列----循环依赖源码分析

第三篇: 3.3 Spring5源码---循环依赖过程中spring读取不完整bean的最终

现在总结循环依赖的思想

思想才是我们可以在工作中借鉴使用的

1. 循环依赖的三级缓存设计

2. 接口函数

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一. 循环依赖的三级缓存设计

再循环依赖的过程中设计了三级缓存, 他们的作用分别是

1. 一级缓存: 用来存放完整的bean

2. 二级缓存: 用来存放早期的,纯净的bean

3. 三级缓存: 用来存放接口函数.

　　 /** Cache of singleton objects: bean name to bean instance. */
    /**
     * 一级缓存  这个就是我们大名鼎鼎的缓存池, 用于保存我们所有的实例bean
     */
    private final Map<String, Object> singletonObjects = new ConcurrentHashMap<>(256);

    /** Cache of singleton factories: bean name to ObjectFactory. */
    /**
     * 三级缓存  该map用户缓存key为beanName, value为objectFactory(包装为早期对象)
     */
    private final Map<String, ObjectFactory<?>> singletonFactories = new HashMap<>(16);

    /** Cache of early singleton objects: bean name to bean instance. */
    /**
     * 二级缓存, 用户缓存我们的key为beanName, value是我们的早期对象(此时对象属性还没有...)
     */
    private final Map<String, Object> earlySingletonObjects = new HashMap<>(16);

细细想来, 这三个缓存都非常有存在的必要.

1.1 如果去掉二级缓存, 只有一个一级缓存可不可以?

我们知道, 最开始有的是二级缓存. 因为是在createBean的三个步骤中,第一个步骤实例化bean的时候加入到二级缓存的. 这个时候为什么一定要加入二级缓存呢, 如果不加入会怎么样呢?

也就是去掉二级缓存可不可以. 当然是不可以的. 去掉二级缓存, 那就是最后整个bean经历三个过程都被创建成功以后, 将一个成熟的bean放入到一级缓存中. 这中间有什么问题呢?

问题在于多线程. 整个bean创建的过程那么长, 多线程进来. 其实bean已经在创建中了, 可是因为还没有放入到一级缓存, 所以会认为没有创建. 导致重复创建bean.

1.2 三级缓存到底什么用?

三级缓存里存放的是一个接口函数. 这个接口函数什么用呢? 就相当于js中的回调函数. 我在前面定义好, 但是不执行. 直到满足条件了, 才执行. 这个方法, 可以大范围应用到实践工作中.

比如: 调用动态代理创建bean. 刚开始实例化完成以后, 我就赋予你这个能力, 你可以调用动态代理. 但是, 到后面, 你是否真的能够运用这个能力呢? 不一定, 只有满足条件, 才会运用这个能力.

二. 定义接口函数, 也叫钩子函数

在循环依赖源码中, 两次使用到接口函数的方式.

第一个是创建bean的时候. 第二个是三级缓存

下面来看看源码,

第一次: 创建bean的时候, 定义了一个钩子函数createBean()

sharedInstance = getSingleton(beanName, () -> {
    try {
        // 这里定义了一个钩子函数. 此时只是定义, 并不执行. 在真正需要创建bean的地方才会执行
        return createBean(beanName, mbd, args);
    }
    catch (BeansException ex) {
        // Explicitly remove instance from singleton cache: It might have been put there
        // eagerly by the creation process, to allow for circular reference resolution.
        // Also remove any beans that received a temporary reference to the bean.
        destroySingleton(beanName);
        throw ex;
    }
});

实际上调用的时机是: 在getSingleton方法里面. 回调接口函数.

public Object getSingleton(String beanName, ObjectFactory<?> singletonFactory) {
        Assert.notNull(beanName, "Bean name must not be null");
        synchronized (this.singletonObjects) {
            // 第一步: 从一级缓存中获取单例对象
            Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
            if (singletonObject == null) {
                if (this.singletonsCurrentlyInDestruction) {
                    throw new BeanCreationNotAllowedException(beanName,
                            "Singleton bean creation not allowed while singletons of this factory are in destruction " +
                            "(Do not request a bean from a BeanFactory in a destroy method implementation!)");
                }
                if (logger.isDebugEnabled()) {
                    logger.debug("Creating shared instance of singleton bean '" + beanName + "'");
                }
                // 第二步: 将bean添加到singletonsCurrentlyInCreation中, 表示bean正在创建
                beforeSingletonCreation(beanName);
                boolean newSingleton = false;
                boolean recordSuppressedExceptions = (this.suppressedExceptions == null);
                if (recordSuppressedExceptions) {
                    this.suppressedExceptions = new LinkedHashSet<>();
                }
                try {
                    // 第三步: 这里调用getObject()钩子方法, 就会回调匿名函数, 调用singletonFactory的createBean()
                    singletonObject = singletonFactory.getObject();
                    newSingleton = true;
                }
                catch (IllegalStateException ex) {
                    // Has the singleton object implicitly appeared in the meantime ->
                    // if yes, proceed with it since the exception indicates that state.
                    singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
                    if (singletonObject == null) {
                        throw ex;
                    }
                }
                catch (BeanCreationException ex) {
                    if (recordSuppressedExceptions) {
                        for (Exception suppressedException : this.suppressedExceptions) {
                            ex.addRelatedCause(suppressedException);
                        }
                    }
                    throw ex;
                }
                finally {
                    if (recordSuppressedExceptions) {
                        this.suppressedExceptions = null;
                    }
                    afterSingletonCreation(beanName);
                }
                if (newSingleton) {
                    addSingleton(beanName, singletonObject);
                }
            }
            return singletonObject;
        }
    }

第二次调用: 是在三级缓存定义的时候

调用addSingletonFactory(...)定义了一个钩子函数. 这里仅仅是定义, 并不执行

// 把我们的早期对象包装成一个singletonFactory对象, 该对象提供了getObject()方法, 把静态的bean放到三级缓存中去了.
addSingletonFactory(beanName, () -> getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean));

然后进入到addSingletonFactory内部, 只是把singletonFactory放入到了三级缓存中, 这里只是定义, 也并没有执行

protected void addSingletonFactory(String beanName, ObjectFactory<?> singletonFactory) {
        Assert.notNull(singletonFactory, "Singleton factory must not be null");
        synchronized (this.singletonObjects) {
            if (!this.singletonObjects.containsKey(beanName)) {
                // 加入到三级缓存中, 暴露早期对象用于解决循环依赖.
                this.singletonFactories.put(beanName, singletonFactory);

                // 从二级缓存中删除
                this.earlySingletonObjects.remove(beanName);

                // 添加到已经注册的singleton实例.
                this.registeredSingletons.add(beanName);
            }
        }
    }

什么时候执行的呢? 再从缓存中获取对象的时候.

@Nullable
    protected Object getSingleton(String beanName, boolean allowEarlyReference) {
        // 从一级缓存中获取bean实例对象
        Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
        /**
         * 如果在第一级的缓存中没有获取到对象, 并且singletonsCurrentlyIncreation为true,也就是这个类正在创建.
         * 标明当前是一个循环依赖.
         *
         * 这里有处理循环依赖的问题.-- 我们使用三级缓存解决循环依赖
         */
        if (singletonObject == null && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
            synchronized (this.singletonObjects) {
                /**
                 * 从二级缓存中拿bean, 二级缓存中的对象是一个早期对象
                 * 什么是早期对象?就是bean刚刚调用了构造方法, 还没有给bean的属性进行赋值, 和初始化, 这就是早期对象
                  */

                singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName);
                if (singletonObject == null && allowEarlyReference) {
                    /**
                     * 从三级缓存拿bean, singletonFactories是用来解决循环依赖的关键所在.
                     * 在ios后期的过程中, 当bean调用了构造方法的时候, 把早期对象包装成一个ObjectFactory对象,暴露在三级缓存中
                      */
                    ObjectFactory<?> singletonFactory = this.singletonFactories.get(beanName);
                    if (singletonFactory != null) {
                        /**
                         * 在这里通过暴露的ObjectFactory包装对象. 通过调用他的getObject()方法来获取对象
                         * 在这个环节中会调用getEarlyBeanReference()来进行后置处理
                         */
                        singletonObject = singletonFactory.getObject();
                        // 把早期对象放置在二级缓存中
                        this.earlySingletonObjects.put(beanName, singletonObject);
                        // 删除三级缓存
                        this.singletonFactories.remove(beanName);
                    }
                }
            }
        }
        return singletonObject;
    }

在这里调用三级缓存, singletonObject = singletonFactory.getObject(); 回调钩子函数.