Java面试大厂名企高频真题---Spring bean 循环依赖

要求

掌握单例 set 方式循环依赖的原理

掌握其它循环依赖的解决方法

循环依赖的产生

首先要明白，bean 的创建要遵循一定的步骤，必须是创建、注入、初始化三步，这些顺序不能乱

 

• set 方法（包括成员变量）的循环依赖如图所示

  可以在【a 创建】和【a set 注入 b】之间加入 b 的整个流程来解决
• 【b set 注入 a】 时可以成功，因为之前 a 的实例已经创建完毕
• a 的顺序，及 b 的顺序都能得到保障

 构造方法的循环依赖如图所示，显然无法用前面的方法解决

 构造循环依赖的解决

• 思路1

  a 注入 b 的代理对象，这样能够保证 a 的流程走通
• 后续需要用到 b 的真实对象时，可以通过代理间接访问

 

• 思路2

  a 注入 b 的工厂对象，让 b 的实例创建被推迟，这样能够保证 a 的流程先走通
• 后续需要用到 b 的真实对象时，再通过 ObjectFactory 工厂间接访问

 示例1：用 @Lazy 为构造方法参数生成代理

public class App60_1 {
​
    static class A {
        private static final Logger log = LoggerFactory.getLogger("A");
        private B b;
​
        public A(@Lazy B b) {
            log.debug("A(B b) {}", b.getClass());
            this.b = b;
        }
​
        @PostConstruct
        public void init() {
            log.debug("init()");
        }
    }
​
    static class B {
        private static final Logger log = LoggerFactory.getLogger("B");
        private A a;
​
        public B(A a) {
            log.debug("B({})", a);
            this.a = a;
        }
​
        @PostConstruct
        public void init() {
            log.debug("init()");
        }
    }
​
    public static void main(String[] args) {
        GenericApplicationContext context = new GenericApplicationContext();
        context.registerBean("a", A.class);
        context.registerBean("b", B.class);
        AnnotationConfigUtils.registerAnnotationConfigProcessors(context.getDefaultListableBeanFactory());
        context.refresh();
        System.out.println();
    }
}

示例2：用 ObjectProvider 延迟依赖对象的创建

public class App60_2 {
​
    static class A {
        private static final Logger log = LoggerFactory.getLogger("A");
        private ObjectProvider<B> b;
​
        public A(ObjectProvider<B> b) {
            log.debug("A({})", b);
            this.b = b;
        }
​
        @PostConstruct
        public void init() {
            log.debug("init()");
        }
    }
​
    static class B {
        private static final Logger log = LoggerFactory.getLogger("B");
        private A a;
​
        public B(A a) {
            log.debug("B({})", a);
            this.a = a;
        }
​
        @PostConstruct
        public void init() {
            log.debug("init()");
        }
    }
​
    public static void main(String[] args) {
        GenericApplicationContext context = new GenericApplicationContext();
        context.registerBean("a", A.class);
        context.registerBean("b", B.class);
        AnnotationConfigUtils.registerAnnotationConfigProcessors(context.getDefaultListableBeanFactory());
        context.refresh();
​
        System.out.println(context.getBean(A.class).b.getObject());
        System.out.println(context.getBean(B.class));
    }
}

示例3：用 @Scope 产生代理

public class App60_3 {
​
    public static void main(String[] args) {
        GenericApplicationContext context = new GenericApplicationContext();
        ClassPathBeanDefinitionScanner scanner = new ClassPathBeanDefinitionScanner(context.getDefaultListableBeanFactory());
        scanner.scan("com.itheima.app60.sub");
        context.refresh();
        System.out.println();
    }
}

@Component
class A {
    private static final Logger log = LoggerFactory.getLogger("A");
    private B b;
​
    public A(B b) {
        log.debug("A(B b) {}", b.getClass());
        this.b = b;
    }
​
    @PostConstruct
    public void init() {
        log.debug("init()");
    }
}

@Scope(proxyMode = ScopedProxyMode.TARGET_CLASS)
@Component
class B {
    private static final Logger log = LoggerFactory.getLogger("B");
    private A a;
​
    public B(A a) {
        log.debug("B({})", a);
        this.a = a;
    }
​
    @PostConstruct
    public void init() {
        log.debug("init()");
    }
}

示例4：用 Provider 接口解决，原理上与 ObjectProvider 一样，Provider 接口是独立的 jar 包，需要加入依赖

<dependency>
    <groupId>javax.inject</groupId>
    <artifactId>javax.inject</artifactId>
    <version>1</version>
</dependency>

public class App60_4 {
​
    static class A {
        private static final Logger log = LoggerFactory.getLogger("A");
        private Provider<B> b;
​
        public A(Provider<B> b) {
            log.debug("A({}})", b);
            this.b = b;
        }
​
        @PostConstruct
        public void init() {
            log.debug("init()");
        }
    }

static class B {
        private static final Logger log = LoggerFactory.getLogger("B");
        private A a;
​
        public B(A a) {
            log.debug("B({}})", a);
            this.a = a;
        }
​
        @PostConstruct
        public void init() {
            log.debug("init()");
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        GenericApplicationContext context = new GenericApplicationContext();
        context.registerBean("a", A.class);
        context.registerBean("b", B.class);
        AnnotationConfigUtils.registerAnnotationConfigProcessors(context.getDefaultListableBeanFactory());
        context.refresh();
​
        System.out.println(context.getBean(A.class).b.get());
        System.out.println(context.getBean(B.class));
    }
}

解决 set 循环依赖的原理

一级缓存

 作用是保证单例对象仅被创建一次

第一次走 getBean("a") 流程后，最后会将成品 a 放入 singletonObjects 一级缓存

后续再走 getBean("a") 流程时，先从一级缓存中找，这时已经有成品 a，就无需再次创建

一级缓存与循环依赖

 一级缓存无法解决循环依赖问题，分析如下

无论是获取 bean a 还是获取 bean b，走的方法都是同一个 getBean 方法，假设先走 getBean("a")

当 a 的实例对象创建，接下来执行 a.setB() 时，需要走 getBean("b") 流程，红色箭头 1

当 b 的实例对象创建，接下来执行 b.setA() 时，又回到了 getBean("a") 的流程，红色箭头 2

但此时 singletonObjects 一级缓存内没有成品的 a，陷入了死循环

二级缓存

 解决思路如下：

再增加一个 singletonFactories 缓存

在依赖注入前，即 a.setB() 以及 b.setA() 将 a 及 b 的半成品对象（未完成依赖注入和初始化）放入此缓存

执行依赖注入时，先看看 singletonFactories 缓存中是否有半成品的对象，如果有拿来注入，顺利走完流程

对于上面的图

a = new A() 执行之后就会把这个半成品的 a 放入 singletonFactories 缓存，即 factories.put(a)

接下来执行 a.setB()，走入 getBean("b") 流程，红色箭头 3

这回再执行到 b.setA() 时，需要一个 a 对象，有没有呢？有！

factories.get() 在 singletonFactories 缓存中就可以找到，红色箭头 4 和 5

b 的流程能够顺利走完，将 b 成品放入 singletonObject 一级缓存，返回到 a 的依赖注入流程，红色箭头 6

二级缓存与创建代理

 二级缓存无法正确处理循环依赖并且包含有代理创建的场景，分析如下

spring 默认要求，在 a.init 完成之后才能创建代理 pa = proxy(a)

由于 a 的代理创建时机靠后，在执行 factories.put(a) 向 singletonFactories 中放入的还是原始对象

接下来箭头 3、4、5 这几步 b 对象拿到和注入的都是原始对象

三级缓存

 简单分析的话，只需要将代理的创建时机放在依赖注入之前即可，但 spring 仍然希望代理的创建时机在 init 之后，只有出现循环依赖时，才会将代理的创建时机提前。所以解决思路稍显复杂：

图中 factories.put(fa) 放入的既不是原始对象，也不是代理对象而是工厂对象 fa

当检查出发生循环依赖时，fa 的产品就是代理 pa，没有发生循环依赖，fa 的产品是原始对象 a

假设出现了循环依赖，拿到了 singletonFactories 中的工厂对象，通过在依赖注入前获得了 pa，红色箭头 5

这回 b.setA() 注入的就是代理对象，保证了正确性，红色箭头 7

还需要把 pa 存入新加的 earlySingletonObjects 缓存，红色箭头 6

a.init 完成后，无需二次创建代理，从哪儿找到 pa 呢？earlySingletonObjects 已经缓存，蓝色箭头 9

当成品对象产生，放入 singletonObject 后，singletonFactories 和 earlySingletonObjects 就中的对象就没有用处，清除即可