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Spring 动态代理时是如何解决循环依赖的？为什么要使用三级缓存？

程序员小航

发布于 2021-02-23 08:06:41

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前言

在研究『 Spring 是如何解决循环依赖的』的时候，了解到 Spring 是借助三级缓存来解决循环依赖的。

同样在上一节留下了疑问：

循环依赖为什么要使用三级缓存？而不是使用二级缓存？
AOP 动态代理对循环依赖的有没有什么影响？

本篇文章也是围绕上面的内容进行展开。

笔记也在不断整理，之前可能会有点杂乱。

循序渐进，看一看什么是循环依赖？

开始先简单回顾一下 Bean 的创建过程，当然小伙伴也可以直接阅读『单例 Bean 的创建』这篇文章。

不过考虑到阅读本文前再阅读上一篇文章、Debug 等等，会比较耗时，所以本篇文章前面一小部分会先对之前的文章内容做简要概括，也相当于对我自己学习的知识进行一个总结。

先来回顾一下三级缓存的概念。

singletonObjects： 一级缓存，存储单例对象，Bean 已经实例化，初始化完成。 earlySingletonObjects： 二级缓存，存储 singletonObject，这个 Bean 实例化了，还没有初始化。 singletonFactories： 三级缓存，存储 singletonFactory。

Bean 的创建过程

@Service
public class CircularServiceA {
    private String fieldA = "字段 A";
}

单例 Bean 的创建过程

通过上面的流程，可以看出 Spring 在创建 Bean 的过程中重点是在 AbstractAutowireCapableBeanFactory 中的以下三个步骤：

实例化 createBeanInstance： 其中实例化 Bean 并对 Bean 进行赋值，像例子中的 fieldA 字段在这里就会赋值。
属性注入 populateBean： 可以理解为对 Bean 里面的属性进行赋值。(会依赖其他 Bean)
初始化 initializeBean： 执行初始化和 Bean 的后置处理器。

实例化赋值源码可以阅读： BeanUtils.instantiateClass(constructorToUse)

如果要依赖其他 Bean 呢？

那如果 CircularServiceA 依赖了其他 Bean 呢？

@Service
public class CircularServiceA {

    private String fieldA = "字段 A";

    @Autowired
    private CircularServiceB circularServiceB;

}
@Service
public class CircularServiceB {

}

A 依赖了 B

当 A 依赖了 B 的时候，在 createBeanInstance 这一步，并不会对 B 进行属性赋值。

而是在 populatedBean 这里查找依赖项，并创建 B。

循环依赖下的创建过程

循环依赖的场景，在上一篇文章已经有所讲解，这里仅仅画图说明一下。

@Service
public class CircularServiceA {

    private String fieldA = "字段 A";

    @Autowired
    private CircularServiceB circularServiceB;

}
@Service
public class CircularServiceB {
    @Autowired
    private CircularServiceA circularServiceA;
}

A B 循环依赖

在 A 和 B 循环依赖的场景中：

B populatedBean 查找依赖项 A 的时候，从一级缓存中虽然未获取到 A，但是发现 A 在创建中。

此时，从三级缓存中获取 A 的 singletonFactory 调用工厂方法，创建 getEarlyBeanReference A 的早期引用并返回。

B 引用到 A ，B 就可以初始化完毕，然后 A 同样也可以初始化完毕了。

二级缓存能否解决循环依赖

通过上面的图，仔细分析一下，其实把二级缓存拿掉，在 B 尝试获取 A 的时候直接返回 A 的实例，是不是也是可以的？

答案是：可以的！

但是为什么还是用三级缓存呢？

网上的很多资料说是和动态代理有关系，那就从动态代理的方面继续往下分析分析。

动态代理的场景

在 JavaConfig（配置类）上添加 @EnableAspectJAutoProxy 注解，开启 AOP ，通过 Debug 循序渐进看一看动态代理对循环依赖的影响。

动态代理下，Bean 的创建过程

@Service
public class CircularServiceA {
    private String fieldA = "字段 A";

    public void methodA() {

        System.out.println("方法 A 执行");

    }
}
@Aspect
@Component
public class AspectA {

    @Before("execution(public void com.liuzhihang.circular.CircularServiceA.methodA())")
    public void beforeA() {
        System.out.println("beforeA 执行");
    }
}

只有 A 的情况下，给 A 添加切面，开始 Debug。

前面的流程都相同，在 initializeBean 开始出现差异。

这一步需要初始化 Bean 并执行 Bean 的后置处理器。

执行后置处理器

其中有一个处理器为：AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator 其实就是加的注解切面，会跳转到 AbstractAutoProxyCreator 类的 postProcessAfterInitialization 方法

postProcessAfterInitialization

如图所示：wrapIfNecessary 方法会判断是否满足代理条件，是的话返回一个代理对象，否则返回当前 Bean。

后续调用 getProxy 、createAopProxy 等等，最终执行到下面一部分。

最终会执行到这里，AOP 代理相关的就不细看了。

一路放行，直到 initializeBean 执行结束。

A 被替换为了代理对象

此时发现：A 被替换为了代理对象。

所以 doCreateBean 返回，以及后面放到一级缓存中的都是代理对象。

红框部分为差异

有循环依赖的动态代理

这一次把循环依赖打开：

@Service
public class CircularServiceA {

    private String fieldA = "字段 A";

    @Autowired
    private CircularServiceB circularServiceB;

    public void methodA() {

        System.out.println("方法 A 执行");

    }
}
@Aspect
@Component
public class AspectA {

    @Before("execution(public void com.liuzhihang.circular.CircularServiceA.methodA())")
    public void beforeA() {

        System.out.println("beforeA 执行");

    }

}
@Service
public class CircularServiceB {

    @Autowired
    private CircularServiceA circularServiceA;

    public void methodB() {

    }
}
@Aspect
@Component
public class AspectB {
    
    @Before("execution(public void com.liuzhihang.circular.CircularServiceB.methodB())")
    public void beforeB() {

        System.out.println("beforeB 执行");

    }

}