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SpringBean依賴和三級(jí)緩存的案例講解

 更新時(shí)間:2021年02月27日 16:08:11   作者:酒劍隨馬@  
這篇文章主要介紹了SpringBean依賴和三級(jí)緩存的案例講解,具有很好的參考價(jià)值,希望對(duì)大家有所幫助。一起跟隨小編過來看看吧

spring中的bean依賴有大體上可以分為兩類,共3中形式,下面簡單介紹一下。

第一類是構(gòu)造方法中的循環(huán)依賴,這種會(huì)報(bào)錯(cuò)

@Service
public class ServiceA { 
  private ServiceB serviceB; 
  public ServiceA(ServiceB serviceB) {
    this.serviceB = serviceB;
  } 
  public void methodA(){
    System.out.println("a");
  }
}
 
@Service
public class ServiceB { 
  private ServiceA serviceA; 
  public ServiceB(ServiceA serviceA) {
    this.serviceA = serviceA;
  } 
  public void methodB(){
    System.out.println("b");
  }
}
 
//錯(cuò)誤提示
Description: 
The dependencies of some of the beans in the application context form a cycle:
 
┌─────┐
| serviceA defined in file [C:\demo\target\classes\com\example\demo\ServiceA.class]
↑   ↓
| serviceB defined in file [C:\demo\target\classes\com\example\demo\ServiceB.class]
└─────┘

第二類是field循環(huán)依賴,它分為兩種,第一類循環(huán)依賴的作用域scope默認(rèn)是singleton,啟動(dòng)不會(huì)報(bào)錯(cuò)

@Service
public class ServiceA { 
  @Autowired
  private ServiceB serviceB;
 
  public void methodA(){
    System.out.println("a");
  }
}
 
@Service
public class ServiceB { 
  @Autowired
  private ServiceA serviceA;
 
  public void methodB(){
    System.out.println("b");
  }
}

第二種作用域scope為prototype,在這種情況下bean是多例的,按理說這種啟動(dòng)也會(huì)報(bào)錯(cuò),但是它成功了。。我也不知道為啥

@Service
@Scope("prototype")
public class ServiceA { 
  @Autowired
  private ServiceB serviceB;
 
  public void methodA(){
    System.out.println("a");
  }
}
 
@Service
@Scope("prototype")
public class ServiceB { 
  @Autowired
  private ServiceA serviceA;
 
  public void methodB(){
    System.out.println("b");
  }
}
 

據(jù)我在網(wǎng)上查找的資料,spring可以幫我們處理bean的scope為singleton的field循環(huán)依賴,個(gè)人感覺應(yīng)該也是這樣,下面說一下它的處理過程。

簡單說一下bean的加載過程,當(dāng)spring啟動(dòng)的時(shí)候,首先加載進(jìn)beanFactory的是beanDefinition,之后會(huì)根據(jù)beanDefinition判斷其是否為sington并且為非抽象類非懶加載,那么之后會(huì)去創(chuàng)建bean,

bean的創(chuàng)建分為三步:

1.調(diào)用構(gòu)造方法創(chuàng)建對(duì)象實(shí)例(這一步完成之后其它對(duì)象實(shí)例就可以引用它)

2.填充實(shí)例內(nèi)部屬性(會(huì)依次從三級(jí)緩存中獲取依賴的bean,如果沒有找到,則會(huì)先去創(chuàng)建依賴的bean,之后再返回繼續(xù)填充屬性)

3.執(zhí)行initializeBean方法,進(jìn)行初始化

當(dāng)bean進(jìn)行創(chuàng)建時(shí),會(huì)先調(diào)用getbean方法->執(zhí)行doGetBean方法,在doGetBean方法中會(huì)調(diào)用getSingleton方法,這一步就是從三級(jí)緩存中獲取對(duì)象緩存,因?yàn)槭莿傞_始創(chuàng)建bean所以緩存中肯定沒有,之后會(huì)調(diào)用createBean方法,在createBean方法中會(huì)調(diào)用doCreateBean執(zhí)行bean的創(chuàng)建過程就是上面的那三步,當(dāng)bean創(chuàng)建成功之后會(huì)將其放入一級(jí)緩存之中,此時(shí)會(huì)將它從三級(jí)和二級(jí)緩存中刪除。

public Object getBean(String name) throws BeansException {
    return doGetBean(name, null, null, false);
  }
 
  doGetBean(final String name, @Nullable final Class<T> requiredType, @Nullable final Object[] args, boolean typeCheckOnly) throws BeansException {
 
    //從緩存中獲取實(shí)例
    Object sharedInstance = getSingleton(beanName);
    if (sharedInstance != null && args == null) {
      //省略代碼
    } else {
      //省略代碼
      createBean(beanName, mbd, args);
    }
    //將創(chuàng)建完成的bean放入一級(jí)緩存
    addSingleton(beanname,object)
  }
 
  protected Object createBean(String beanName, RootBeanDefinition mbd, @Nullable Object[] args) throws BeanCreationException {
    //省略代碼
    doCreateBean()
  }
 
  protected Object doCreateBean(final String beanName, final RootBeanDefinition mbd, final @Nullable Object[] args) throws BeanCreationException {
    //根據(jù)構(gòu)造方法創(chuàng)建對(duì)象實(shí)例
    BeanWrapper instanceWrapper = null;
    if (mbd.isSingleton()) {
      instanceWrapper = this.factoryBeanInstanceCache.remove(beanName);
    }
    if (instanceWrapper == null) {
      instanceWrapper = createBeanInstance(beanName, mbd, args);
    }
    final Object bean = instanceWrapper.getWrappedInstance();
 
    //將對(duì)象實(shí)例放入第三級(jí)緩存中
    addSingletonFactory(beanName, () -> getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean));
    //實(shí)例內(nèi)部屬性填充
    populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);
 
    //初始化bean
    exposedObject = initializeBean(beanName, exposedObject, mbd);
 
    return exposedObject;
  }
 
  protected Object getEarlyBeanReference(String beanName, RootBeanDefinition mbd, Object bean) {
    Object exposedObject = bean;
    if (!mbd.isSynthetic() && hasInstantiationAwareBeanPostProcessors()) {
      for (BeanPostProcessor bp : getBeanPostProcessors()) {
        if (bp instanceof SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor) {
          SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor ibp = (SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor) bp;
          exposedObject = ibp.getEarlyBeanReference(exposedObject, beanName);
        }
      }
    }
    return exposedObject;
  }

其中我們可以看到當(dāng)?shù)谝徊綀?zhí)行完畢后會(huì)將剛剛創(chuàng)建的實(shí)例放入singletonFactories(第三級(jí)緩存)中,那么我們下面了解下到底什么是spring的三級(jí)緩存。處于最上層的緩存是singletonObjects,它其中存儲(chǔ)的對(duì)象是完成創(chuàng)建好,可以正常使用的bean,二級(jí)緩存叫做earlySingletonObjects,它其中存儲(chǔ)的bean是僅執(zhí)行了第一步通過構(gòu)造方法實(shí)例化,并沒有填充屬性和初始化,第三級(jí)緩存singletonFactories是一個(gè)工場(chǎng)。

/** Cache of singleton objects: bean name to bean instance. */
 private final Map<String, Object> singletonObjects = new ConcurrentHashMap<>(256);
 
 /** Cache of singleton factories: bean name to ObjectFactory. */
 private final Map<String, ObjectFactory<?>> singletonFactories = new HashMap<>(16);
 
 /** Cache of early singleton objects: bean name to bean instance. */
 private final Map<String, Object> earlySingletonObjects = new HashMap<>(16);

其實(shí)在getSingleton方法中會(huì)首先從一級(jí)緩存中獲取bean,一級(jí)緩存中沒有再從二級(jí)緩存中獲取,二級(jí)也沒有就會(huì)從三級(jí)中獲取factory當(dāng)factory不為null時(shí),則會(huì)調(diào)用getObject方法獲取bean,并將bean放入二級(jí)緩存,之后再從三級(jí)緩存中刪除該key-value對(duì),代碼如下:

protected Object getSingleton(String beanName, boolean allowEarlyReference) {
 Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
 if (singletonObject == null && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
  synchronized (this.singletonObjects) {
  singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName);
  if (singletonObject == null && allowEarlyReference) {
   ObjectFactory<?> singletonFactory = this.singletonFactories.get(beanName);
   if (singletonFactory != null) {
   singletonObject = singletonFactory.getObject();
   this.earlySingletonObjects.put(beanName, singletonObject);
   this.singletonFactories.remove(beanName);
   }
  }
  }
 }
 return singletonObject;
 }

那么到此處我們就可以看出為什么不能在構(gòu)造方法中存在循環(huán)依賴了,假如現(xiàn)在有a、b兩個(gè)service,它們兩個(gè)互相在構(gòu)造方法中循環(huán)依賴,當(dāng)項(xiàng)目啟動(dòng),創(chuàng)建a的bean時(shí)執(zhí)行第一步通過構(gòu)造方法創(chuàng)建實(shí)例,但是發(fā)現(xiàn)依賴b的bean,所以就從三級(jí)緩存中獲取,但是沒發(fā)現(xiàn),那么就先掛起a的創(chuàng)建過程,先去創(chuàng)建b,在b創(chuàng)建過程中,又依賴于a,但是三級(jí)緩存中也沒有a的bean,這樣就進(jìn)入了一個(gè)循環(huán)創(chuàng)建的過程,自然是不可取的。

而內(nèi)部field scope為prototype為何也會(huì)報(bào)錯(cuò)呢,當(dāng)scope為prototype每次引用它時(shí)都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的對(duì)象,所以也會(huì)存在循環(huán)創(chuàng)建的過程。

而默認(rèn)情況下bean的scope為singleton,整個(gè)容器中僅有整個(gè)service的一個(gè)bean,還是假如a、b兩service存在field循環(huán)依賴,當(dāng)創(chuàng)建a的bean時(shí),執(zhí)行完構(gòu)造方法后,a的實(shí)例已生成,將其factory對(duì)象存入第三級(jí)緩存singletonFactories中,在填充屬性時(shí),發(fā)現(xiàn)依賴b的bean,但是在緩存中沒有b的bean;因此轉(zhuǎn)而去創(chuàng)建b,在此過程中執(zhí)行完b的構(gòu)造方法后將其factory也放入三級(jí)緩存,此時(shí)執(zhí)行b的屬性填充,發(fā)現(xiàn)依賴a,從三級(jí)緩存中獲取a的對(duì)象,并將a放入二級(jí)緩存中,之后執(zhí)行intialize初始化,最后將b的bean轉(zhuǎn)入一級(jí)緩存;再繼續(xù)回來創(chuàng)建a,這個(gè)時(shí)候發(fā)現(xiàn)在一級(jí)緩存中已經(jīng)有了b,那么屬性填充成功,進(jìn)行初始化,最后a也放入一級(jí)緩存,至此執(zhí)行完畢。

那么大家可能會(huì)感到疑惑,為什么要使用三級(jí)緩存呢,感覺沒有singletonFactories使用二級(jí)緩存也可以呀?

從前面的代碼里可以看到向第三級(jí)緩存中放置的是一個(gè)objectFactory的匿名實(shí)現(xiàn)類,addSingletonFactory(beanName, () -> getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean)),當(dāng)我們從singletonFactories中獲取objectFctory然后調(diào)用getObject方法獲取bean的時(shí)候,實(shí)際就是通過getEarlyBeanReference獲取的object,那么進(jìn)入這個(gè)方法看一下。

它在這里會(huì)獲取所有的beanPostProcessor實(shí)現(xiàn)類,然后從中找出實(shí)現(xiàn)了SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor的beanPostProcessor,然后調(diào)用它的getEarlyBeanReference(obgect,beanName)方法,對(duì)bean進(jìn)行處理,然后進(jìn)行返回,這些實(shí)現(xiàn)類中就有aop的核心AbstractAutoProxyCreator,從這里我們就可以看出來,從第三級(jí)緩存objectFactory中獲取的obejct是經(jīng)過了處理的一個(gè)代理對(duì)象,個(gè)人理解三級(jí)緩存就是為了獲取在創(chuàng)建對(duì)象的過程中提前對(duì)其進(jìn)行一些擴(kuò)展操作。

三級(jí)緩存實(shí)現(xiàn)bean的擴(kuò)展,將代理對(duì)象放入二級(jí)緩存中,供其他依賴該bean的對(duì)象的使用,如果沒有了三級(jí)緩存,將bean擴(kuò)展放在二級(jí)緩存中實(shí)現(xiàn),那么如果有bean a被其他多個(gè)bean依賴,那么在其他bean填充屬性的過程中會(huì)多次獲取bean a,這個(gè)過程中就會(huì)多次執(zhí)行獲取bean a代理,就有些多余,而三級(jí)緩存結(jié)構(gòu)就是在第三級(jí)緩存完成bean的擴(kuò)展,生成代理對(duì)象,放入二級(jí)緩存之中,供其他bean獲取。

以上為個(gè)人經(jīng)驗(yàn),希望能給大家一個(gè)參考,也希望大家多多支持腳本之家。如有錯(cuò)誤或未考慮完全的地方,望不吝賜教。

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