Spring 中一级缓存、二级缓存和三级缓存的作用_spring的一级、二级缓存-优快云博客

Spring 中一级缓存、二级缓存和三级缓存的作用

在 Spring 框架中，Bean 的生命周期管理是一个复杂的过程，涉及到多个阶段和缓存机制。Spring 使用一级缓存、二级缓存和三级缓存来优化 Bean 的创建和管理过程。这些缓存机制在 Bean 的生命周期中起到了关键作用，尤其是在处理单例 Bean 时。

1. Bean 的生命周期概述

Spring 容器初始化单例 Bean 的生命周期可以分为以下几个阶段：

实例化 Bean：通过反射创建 Bean 实例。
设置依赖注入：通过构造器注入或 setter 方法注入依赖关系。
调用初始化方法：
- @PostConstruct 注解的方法。
- 实现 InitializingBean 接口的 afterPropertiesSet 方法。
- 配置文件中指定的 init-method。
Bean 完全初始化后：添加到一级缓存中，供后续使用。
销毁阶段：调用销毁方法（如 @PreDestroy 或 destroy-method）。

2. 一级缓存

2.1 作用

一级缓存 是 Spring 容器中存储完全初始化后的单例 Bean 的缓存。它确保了在整个应用生命周期中，每个单例 Bean 只有一个实例。

2.2 使用场景

当一个 Bean 完全初始化后（依赖注入完成且初始化方法调用完成），它会被放入一级缓存。
后续对该 Bean 的所有请求都会直接从一级缓存中获取，避免重复创建。

2.3 实现

一级缓存通常是一个 ConcurrentHashMap，存储 Bean 的名称和 Bean 实例的映射。

3. 二级缓存

3.1 作用

二级缓存 用于存储已经实例化但尚未完全初始化的 Bean。它确保了在依赖注入阶段，Bean 的部分状态可以被提前访问。

3.2 使用场景

在依赖注入阶段，某些 Bean 可能需要提前暴露，但此时它们尚未完全初始化（例如，它们的初始化方法尚未被调用）。
二级缓存允许这些 Bean 被提前暴露，同时确保它们在完全初始化后被替换为最终状态。

3.3 实现

二级缓存通常是一个 SingletonBeanRegistry，它存储了 Bean 的名称和一个 ObjectFactory 的映射。ObjectFactory 是一个工厂接口，用于延迟初始化 Bean。

4. 三级缓存

4.1 作用

三级缓存 用于存储尚未实例化的 BeanDefinition 或 Bean 的早期实例。它主要用于处理循环依赖问题。

4.2 使用场景

在处理循环依赖时，Spring 需要提前暴露一个 Bean 的早期实例（early reference），以便其他 Bean 可以依赖它。
三级缓存存储了这些早期实例，确保在依赖注入阶段可以访问到它们。

4.3 实现

三级缓存通常是一个 Map，存储 Bean 的名称和早期实例的映射。

5. 缓存机制在 Bean 生命周期中的作用

5.1 一级缓存

实例化和初始化完成后：Bean 被放入一级缓存。
后续请求：直接从一级缓存中获取 Bean，确保单例 Bean 的唯一性。

5.2 二级缓存

依赖注入阶段：如果一个 Bean 需要提前暴露，它会被放入二级缓存。
完全初始化后：Bean 从二级缓存中移除，并放入一级缓存。

5.3 三级缓存

循环依赖：在处理循环依赖时，Bean 的早期实例被放入三级缓存。
依赖注入阶段：其他 Bean 可以从三级缓存中获取早期实例。
完全初始化后：早期实例从三级缓存中移除，最终实例放入一级缓存。

6. 循环依赖的处理

Spring 通过三级缓存机制处理循环依赖问题：

三级缓存：存储 Bean 的早期实例（Object 类型）。
二级缓存：存储 Bean 的中间状态（ObjectFactory 类型）。
一级缓存：存储完全初始化后的 Bean 实例。

示例

假设存在两个 Bean：A 和 B，它们相互依赖：

@Component
public class A {
    private B b;

    @Autowired
    public void setB(B b) {
        this.b = b;
    }
}

@Component
public class B {
    private A a;

    @Autowired
    public void setA(A a) {
        this.a = a;
    }
}