如何理解Java Spring三級(jí)緩存和循環(huán)依賴

今天就跟大家聊聊有關(guān)如何理解Java Spring三級(jí)緩存和循環(huán)依賴，可能很多人都不太了解，為了讓大家更加了解，小編給大家總結(jié)了以下內(nèi)容，希望大家根據(jù)這篇文章可以有所收獲。

一、什么是循環(huán)依賴？什么是三級(jí)緩存？

【什么是循環(huán)依賴】什么是循環(huán)依賴很好理解，當(dāng)我們代碼中出現(xiàn)，形如BeanA類中依賴注入BeanB類，BeanB類依賴注入A類時(shí)，在IOC過(guò)程中creaBean實(shí)例化A之后，發(fā)現(xiàn)并不能直接initbeanA對(duì)象，需要注入B對(duì)象，發(fā)現(xiàn)對(duì)象池里還沒(méi)有B對(duì)象。通過(guò)構(gòu)建函數(shù)創(chuàng)建B對(duì)象的實(shí)例化。又因B對(duì)象需要注入A對(duì)象，發(fā)現(xiàn)對(duì)象池里還沒(méi)有A對(duì)象，就會(huì)套娃。

【三級(jí)緩存】三級(jí)緩存實(shí)際上就是三個(gè)Map對(duì)象，從存放對(duì)象的順序開(kāi)始

三級(jí)緩存singletonFactories存放ObjectFactory，傳入的是匿名內(nèi)部類，ObjectFactory.getObject() 方法最終會(huì)調(diào)用getEarlyBeanReference()進(jìn)行處理，返回創(chuàng)建bean實(shí)例化的lambda表達(dá)式。
二級(jí)緩存earlySingletonObjects存放bean，保存半成品bean實(shí)例，當(dāng)對(duì)象需要被AOP切面代時(shí)，保存代理bean的實(shí)例beanProxy
一級(jí)緩存（單例池）singletonObjects存放完整的bean實(shí)例

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

二、三級(jí)緩存如何解決循環(huán)依賴？

【如何解決循環(huán)依賴】Spring解決循環(huán)依賴的核心思想在于提前曝光，首先創(chuàng)建實(shí)例化A，并在三級(jí)緩存singletonFactories中保存實(shí)例化A的lambda表達(dá)式以便獲取A實(shí)例，當(dāng)我沒(méi)有循環(huán)依賴和AOP時(shí)，這個(gè)三級(jí)緩存singletonFactories是沒(méi)用在后續(xù)用到的。
但是當(dāng)我A對(duì)象需要注入B對(duì)象，發(fā)現(xiàn)緩存里還沒(méi)有B對(duì)象，創(chuàng)建B對(duì)象并又上述所說(shuō)添加進(jìn)三級(jí)緩存singletonFactories，B對(duì)象需要注入A對(duì)象，這時(shí)從半成品緩存里取到半成品對(duì)象A，通過(guò)緩存的lambda表達(dá)式創(chuàng)建A實(shí)例對(duì)象，并放到二級(jí)緩存earlySingletonObjects中。
此時(shí)B對(duì)象可以注入A對(duì)象實(shí)例和初始化自己，之后將完成品B對(duì)象放入完成品緩存singletonObjects。但是當(dāng)有aop時(shí)，B對(duì)象還沒(méi)有把完成品B對(duì)象放入完成品緩存singletonObjects中，B對(duì)象初始化后需要進(jìn)行代理對(duì)象的創(chuàng)建，此時(shí)需要從singletonFactories獲取bean實(shí)例對(duì)象，進(jìn)行createProxy創(chuàng)建代理類操作，這是會(huì)把proxy&B放入二級(jí)緩存earlySingletonObjects中。這時(shí)候才會(huì)把完整的B對(duì)象放入完成品一級(jí)緩存也叫單例池singletonObjects中，返回給A對(duì)象。
A對(duì)象繼續(xù)注入其他屬性和初始化，之后將完成品A對(duì)象放入完成品緩存。

三、使用二級(jí)緩存能不能解決循環(huán)依賴？

一定是不行，我們只保留二級(jí)緩存有兩個(gè)可能性保留一二singletonObjects和earlySingletonObjects，或者一三singletonObjects和singletonFactories

【只保留一二singletonObjects和earlySingletonObjects】

流程可以這樣走：實(shí)例化A ->將半成品的A放入earlySingletonObjects中 ->填充A的屬性時(shí)發(fā)現(xiàn)取不到B->實(shí)例化B->將半成品的B放入earlySingletonObjects中->從earlySingletonObjects中取出A填充B的屬性->將成品B放入singletonObjects,并從earlySingletonObjects中刪除B->將B填充到A的屬性中->將成品A放入singletonObjects并刪除earlySingletonObjects。

這樣的流程是線程安全的，不過(guò)如果A上加個(gè)切面（AOP），這種做法就沒(méi)法滿足需求了，因?yàn)閑arlySingletonObjects中存放的都是原始對(duì)象，而我們需要注入的其實(shí)是A的代理對(duì)象。

【只保留一三singletonObjects和singletonFactories】

流程是這樣的：實(shí)例化A ->創(chuàng)建A的對(duì)象工廠并放入singletonFactories中 ->填充A的屬性時(shí)發(fā)現(xiàn)取不到B->實(shí)例化B->創(chuàng)建B的對(duì)象工廠并放入singletonFactories中->從singletonFactories中獲取A的對(duì)象工廠并獲取A填充到B中->將成品B放入singletonObjects,并從singletonFactories中刪除B的對(duì)象工廠->將B填充到A的屬性中->將成品A放入singletonObjects并刪除A的對(duì)象工廠。

同樣，這樣的流程也適用于普通的IOC已經(jīng)有并發(fā)的場(chǎng)景，但如果A上加個(gè)切面（AOP）的話，這種情況也無(wú)法滿足需求。

因?yàn)槟玫絆bjectFactory對(duì)象后，調(diào)用ObjectFactory.getObject()方法最終會(huì)調(diào)用getEarlyBeanReference()方法，getEarlyBeanReference這個(gè)方法每次從三級(jí)緩存中拿到singleFactory對(duì)象，執(zhí)行g(shù)etObject()方法又會(huì)產(chǎn)生新的代理對(duì)象

所有這里我們要借助二級(jí)緩存來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，將執(zhí)行了singleFactory.getObject()產(chǎn)生的對(duì)象放到二級(jí)緩存中去，后面去二級(jí)緩存中拿，沒(méi)必要再執(zhí)行一遍singletonFactory.getObject()方法再產(chǎn)生一個(gè)新的代理對(duì)象，保證始終只有一個(gè)代理對(duì)象。

getSingleton()、getEarlyBeanReference() 源碼如下

	@Nullable
	protected Object getSingleton(String beanName, boolean allowEarlyReference) {
		Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName); // 先從一級(jí)緩存拿
		if (singletonObject == null && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
			synchronized (this.singletonObjects) {
				singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName); // 拿二級(jí)緩存
				if (singletonObject == null && allowEarlyReference) {
                    // 拿三級(jí)緩存
					ObjectFactory<?> singletonFactory = this.singletonFactories.get(beanName); 
					if (singletonFactory != null) {
                        // 最終會(huì)調(diào)用傳入的匿名內(nèi)部類getEarlyBeanReference()方法，這里面沒(méi)調(diào)用一次會(huì)生成一個(gè)新的代理對(duì)象
						singletonObject = singletonFactory.getObject(); 
						this.earlySingletonObjects.put(beanName, singletonObject);
						this.singletonFactories.remove(beanName);
					}
				}
			}
		}
		return singletonObject;
	}
	
    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;
	}

看完上述內(nèi)容，你們對(duì)如何理解Java Spring三級(jí)緩存和循環(huán)依賴有進(jìn)一步的了解嗎？如果還想了解更多知識(shí)或者相關(guān)內(nèi)容，請(qǐng)關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道，感謝大家的支持。