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在關(guān)于Spring的面試中菌仁，我們經(jīng)常會(huì)被問(wèn)到一個(gè)問(wèn)題，就是Spring是如何解決循環(huán)依賴的問(wèn)題的零酪。這個(gè)問(wèn)題算是關(guān)于Spring的一個(gè)高頻面試題了讨，因?yàn)槿绻豢桃庋凶x，相信即使讀過(guò)源碼钧排，面試者也不一定能夠一下子思考出個(gè)中奧秘敦腔。本文主要針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，從源碼的角度對(duì)其實(shí)現(xiàn)原理進(jìn)行講解恨溜。
- 過(guò)程演示
關(guān)于Spring bean的創(chuàng)建符衔，其本質(zhì)上還是一個(gè)對(duì)象的創(chuàng)建，既然是對(duì)象糟袁，讀者朋友一定要明白一點(diǎn)就是判族，一個(gè)完整的對(duì)象包含兩部分：當(dāng)前對(duì)象實(shí)例化和對(duì)象屬性的實(shí)例化。在Spring中项戴，對(duì)象的實(shí)例化是通過(guò)反射實(shí)現(xiàn)的形帮，而對(duì)象的屬性則是在對(duì)象實(shí)例化之后通過(guò)一定的方式設(shè)置的。這個(gè)過(guò)程可以按照如下方式進(jìn)行理解：
理解這一個(gè)點(diǎn)之后，對(duì)于循環(huán)依賴的理解就已經(jīng)幫助一大步了辩撑，我們這里以兩個(gè)類A和B為例進(jìn)行講解界斜，如下是A和B的聲明：
@Component
public class A {
private B b;
public void setB(B b) {
this.b = b;
}
}
@Component
public class B {
private A a;
public void setA(A a) {
this.a = a;
}
}
可以看到，這里A和B中各自都以對(duì)方為自己的全局屬性合冀。這里首先需要說(shuō)明的一點(diǎn)是各薇，Spring實(shí)例化bean是通過(guò)ApplicationContext.getBean()方法來(lái)進(jìn)行的。如果要獲取的對(duì)象依賴了另一個(gè)對(duì)象君躺，那么其首先會(huì)創(chuàng)建當(dāng)前對(duì)象峭判，然后通過(guò)遞歸的調(diào)用ApplicationContext.getBean()方法來(lái)獲取所依賴的對(duì)象，最后將獲取到的對(duì)象注入到當(dāng)前對(duì)象中棕叫。這里我們以上面的首先初始化A對(duì)象實(shí)例為例進(jìn)行講解林螃。首先Spring嘗試通過(guò)ApplicationContext.getBean()方法獲取A對(duì)象的實(shí)例，由于Spring容器中還沒(méi)有A對(duì)象實(shí)例俺泣，因而其會(huì)創(chuàng)建一個(gè)A對(duì)象疗认，然后發(fā)現(xiàn)其依賴了B對(duì)象，因而會(huì)嘗試遞歸的通過(guò)ApplicationContext.getBean()方法獲取B對(duì)象的實(shí)例砌滞，但是Spring容器中此時(shí)也沒(méi)有B對(duì)象的實(shí)例侮邀，因而其還是會(huì)先創(chuàng)建一個(gè)B對(duì)象的實(shí)例。讀者需要注意這個(gè)時(shí)間點(diǎn)贝润，此時(shí)A對(duì)象和B對(duì)象都已經(jīng)創(chuàng)建了绊茧，并且保存在Spring容器中了，只不過(guò)A對(duì)象的屬性b和B對(duì)象的屬性a都還沒(méi)有設(shè)置進(jìn)去打掘。在前面Spring創(chuàng)建B對(duì)象之后华畏，Spring發(fā)現(xiàn)B對(duì)象依賴了屬性A，因而此時(shí)還是會(huì)嘗試遞歸的調(diào)用ApplicationContext.getBean()方法獲取A對(duì)象的實(shí)例尊蚁，因?yàn)镾pring中已經(jīng)有一個(gè)A對(duì)象的實(shí)例亡笑，雖然只是半成品（其屬性b還未初始化），但其也還是目標(biāo)bean横朋，因而會(huì)將該A對(duì)象的實(shí)例返回仑乌。此時(shí)，B對(duì)象的屬性a就設(shè)置進(jìn)去了琴锭，然后還是ApplicationContext.getBean()方法遞歸的返回晰甚，也就是將B對(duì)象的實(shí)例返回，此時(shí)就會(huì)將該實(shí)例設(shè)置到A對(duì)象的屬性b中决帖。這個(gè)時(shí)候厕九，注意A對(duì)象的屬性b和B對(duì)象的屬性a都已經(jīng)設(shè)置了目標(biāo)對(duì)象的實(shí)例了。讀者朋友可能會(huì)比較疑惑的是地回，前面在為對(duì)象B設(shè)置屬性a的時(shí)候扁远，這個(gè)A類型屬性還是個(gè)半成品俊鱼。但是需要注意的是，這個(gè)A是一個(gè)引用畅买，其本質(zhì)上還是最開(kāi)始就實(shí)例化的A對(duì)象并闲。而在上面這個(gè)遞歸過(guò)程的最后，Spring將獲取到的B對(duì)象實(shí)例設(shè)置到了A對(duì)象的屬性b中了皮获，這里的A對(duì)象其實(shí)和前面設(shè)置到實(shí)例B中的半成品A對(duì)象是同一個(gè)對(duì)象焙蚓，其引用地址是同一個(gè)，這里為A對(duì)象的b屬性設(shè)置了值洒宝，其實(shí)也就是為那個(gè)半成品的a屬性設(shè)置了值。下面我們通過(guò)一個(gè)流程圖來(lái)對(duì)這個(gè)過(guò)程進(jìn)行講解：
圖中getBean()表示調(diào)用Spring的ApplicationContext.getBean()方法萌京，而該方法中的參數(shù)雁歌，則表示我們要嘗試獲取的目標(biāo)對(duì)象。圖中的黑色箭頭表示一開(kāi)始的方法調(diào)用走向知残，走到最后靠瞎，返回了Spring中緩存的A對(duì)象之后，表示遞歸調(diào)用返回了求妹，此時(shí)使用綠色的箭頭表示乏盐。從圖中我們可以很清楚的看到，B對(duì)象的a屬性是在第三步中注入的半成品A對(duì)象制恍，而A對(duì)象的b屬性是在第二步中注入的成品B對(duì)象父能，此時(shí)半成品的A對(duì)象也就變成了成品的A對(duì)象，因?yàn)槠鋵傩砸呀?jīng)設(shè)置完成了净神。
- 源碼講解
對(duì)于Spring處理循環(huán)依賴問(wèn)題的方式何吝，我們這里通過(guò)上面的流程圖其實(shí)很容易就可以理解，需要注意的一個(gè)點(diǎn)就是鹃唯，Spring是如何標(biāo)記開(kāi)始生成的A對(duì)象是一個(gè)半成品爱榕，并且是如何保存A對(duì)象的。這里的標(biāo)記工作Spring是使用ApplicationContext的屬性Set<String> singletonsCurrentlyInCreation來(lái)保存的坡慌，而半成品的A對(duì)象則是通過(guò)Map<String, ObjectFactory<?>> singletonFactories來(lái)保存的黔酥，這里的ObjectFactory是一個(gè)工廠對(duì)象，可通過(guò)調(diào)用其getObject()方法來(lái)獲取目標(biāo)對(duì)象洪橘。在AbstractBeanFactory.doGetBean()方法中獲取對(duì)象的方法如下：
這里的doGetBean()方法是非常關(guān)鍵的一個(gè)方法（中間省略了其他代碼）跪者，上面也主要有兩個(gè)步驟，第一個(gè)步驟的getSingleton()方法的作用是嘗試從緩存中獲取目標(biāo)對(duì)象梨树，如果沒(méi)有獲取到坑夯，則嘗試獲取半成品的目標(biāo)對(duì)象；如果第一個(gè)步驟沒(méi)有獲取到目標(biāo)對(duì)象的實(shí)例抡四，那么就進(jìn)入第二個(gè)步驟柜蜈，第二個(gè)步驟的getSingleton()方法的作用是嘗試創(chuàng)建目標(biāo)對(duì)象仗谆，并且為該對(duì)象注入其所依賴的屬性。
這里其實(shí)就是主干邏輯淑履，我們前面圖中已經(jīng)標(biāo)明隶垮，在整個(gè)過(guò)程中會(huì)調(diào)用三次doGetBean()方法，第一次調(diào)用的時(shí)候會(huì)嘗試獲取A對(duì)象實(shí)例秘噪，此時(shí)走的是第一個(gè)getSingleton()方法狸吞，由于沒(méi)有已經(jīng)創(chuàng)建的A對(duì)象的成品或半成品，因而這里得到的是null指煎，然后就會(huì)調(diào)用第二個(gè)getSingleton()方法蹋偏，創(chuàng)建A對(duì)象的實(shí)例，然后遞歸的調(diào)用doGetBean()方法至壤，嘗試獲取B對(duì)象的實(shí)例以注入到A對(duì)象中威始，此時(shí)由于Spring容器中也沒(méi)有B對(duì)象的成品或半成品，因而還是會(huì)走到第二個(gè)getSingleton()方法像街，在該方法中創(chuàng)建B對(duì)象的實(shí)例黎棠，創(chuàng)建完成之后，嘗試獲取其所依賴的A的實(shí)例作為其屬性镰绎，因而還是會(huì)遞歸的調(diào)用doGetBean()方法脓斩，此時(shí)需要注意的是，在前面由于已經(jīng)有了一個(gè)半成品的A對(duì)象的實(shí)例畴栖，因而這個(gè)時(shí)候随静，再嘗試獲取A對(duì)象的實(shí)例的時(shí)候，會(huì)走第一個(gè)getSingleton()方法驶臊，在該方法中會(huì)得到一個(gè)半成品的A對(duì)象的實(shí)例挪挤。然后將該實(shí)例返回，并且將其注入到B對(duì)象的屬性a中关翎，此時(shí)B對(duì)象實(shí)例化完成扛门。然后將實(shí)例化完成的B對(duì)象遞歸的返回，此時(shí)就會(huì)將該實(shí)例注入到A對(duì)象中纵寝，這樣就得到了一個(gè)成品的A對(duì)象论寨。我們這里可以閱讀上面的第一個(gè)getSingleton()方法：
到這里，Spring整個(gè)解決循環(huán)依賴問(wèn)題的實(shí)現(xiàn)思路已經(jīng)比較清楚了爽茴。對(duì)于整體過(guò)程葬凳，讀者朋友只要理解兩點(diǎn)：
- Spring是通過(guò)遞歸的方式獲取目標(biāo)bean及其所依賴的bean的；
- Spring實(shí)例化一個(gè)bean的時(shí)候室奏，是分兩步進(jìn)行的火焰，首先實(shí)例化目標(biāo)bean，然后為其注入屬性胧沫。
結(jié)合這兩點(diǎn)昌简，也就是說(shuō)占业，Spring在實(shí)例化一個(gè)bean的時(shí)候，是首先遞歸的實(shí)例化其所依賴的所有bean纯赎，直到某個(gè)bean沒(méi)有依賴其他bean谦疾，此時(shí)就會(huì)將該實(shí)例返回，然后反遞歸的將獲取到的bean設(shè)置為各個(gè)上層bean的屬性的犬金。
- 小結(jié)
本文首先通過(guò)圖文的方式對(duì)Spring是如何解決循環(huán)依賴的問(wèn)題進(jìn)行了講解念恍，然后從源碼的角度詳細(xì)講解了Spring是如何實(shí)現(xiàn)各個(gè)bean的裝配工作的。
- 個(gè)人總結(jié)
Spring中循環(huán)依賴有2種情況：
1晚顷、構(gòu)造器注入形成的循環(huán)依賴峰伙。也就是bean B需要在bean A的構(gòu)造函數(shù)中完成初始化，bean A也需要在bean B的構(gòu)造函數(shù)中完成初始化音同，這種情況的結(jié)果就是兩個(gè)bean都無(wú)法完成初始化词爬，循環(huán)依賴難以解決。
2权均、setter注入形成的循環(huán)依賴。bean A需要在bean B的setter()方法中完成初始化锅锨，bean B也需要在bean A的setter()方法中完成初始化叽赊，Spring設(shè)計(jì)的機(jī)制主要就是解決這種循環(huán)依賴，這也是上文闡述的內(nèi)容必搞。
再此處需要提及一下必指，Spring中Bean的作用域：
在默認(rèn)情況下，Spring應(yīng)用上下文中所有bean都是以單例singleton 的形式創(chuàng)建的恕洲。也就是說(shuō)塔橡，不管給定的一個(gè)bean被注入到其他bean多少次， 每次所注入的都是同一個(gè)實(shí)例霜第。
在大多數(shù)情況下葛家， 單例bean是很理想的方案。 初始化和垃圾回收對(duì)象實(shí)例所帶來(lái)的成本只留給一些小規(guī)模任務(wù)泌类， 在這些任務(wù)中癞谒， 讓對(duì)象保持無(wú)狀態(tài)并且在應(yīng)用中反復(fù)重用這些對(duì)象可能并不合理。
有時(shí)候刃榨，可能會(huì)發(fā)現(xiàn)弹砚，你所使用的類是易變的mutable，它們會(huì)保持一些狀態(tài)枢希，因此重用是不安全的桌吃。在這種情況下，將class聲明為單例的bean就不再是好的方案了苞轿，因?yàn)閷?duì)象可能會(huì)被改變茅诱， 稍后重用的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)意想不到的問(wèn)題逗物。
Spring中定義了多種作用域， 可以基于這些作用域創(chuàng)建bean让簿， 包括：
- 單例
Singleton：在整個(gè)應(yīng)用中敬察， 只創(chuàng)建bean的一個(gè)實(shí)例。 - 原型
Prototype: 每次注入或者通過(guò)Spring應(yīng)用上下文獲取的時(shí)候尔当， 都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的bean實(shí)例莲祸。 - 會(huì)話
Session： 在Web應(yīng)用中， 為每個(gè)會(huì)話創(chuàng)建一個(gè)bean實(shí)例椭迎。 - 請(qǐng)求
Request： 在Web應(yīng)用中锐帜， 為每個(gè)請(qǐng)求創(chuàng)建一個(gè)bean實(shí)例。
單例是默認(rèn)的作用域畜号， 但是正如之前所述缴阎， 對(duì)于易變的類型， 這并不合適简软。 如果選擇其他的作用域蛮拔， 要使用@Scope注解， 它可以與@Component或@Bean一起使用痹升。
例如建炫， 如果你使用組件掃描來(lái)發(fā)現(xiàn)和聲明bean， 那么你可以在bean的
類上使用@Scope注解疼蛾， 將其聲明為原型bean：
@Component
@Scope{"prototype"}
public class Notepad{ }
當(dāng)然你也可以使用@Scope(ConfigurableBeanFactory.SCOPE_PROTOTYPE)肛跌，但是使用SCOPE_PROTOTYPE常量更加安全并不易出錯(cuò)。
