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Spring核心之bean生命週期和三級快取

目錄

1 Spring核心

在使用spring框架的日常開發中,bean之間的迴圈依賴太頻繁了,spring

已經幫我們去解決迴圈依賴問題,對我們開發者來說是無感知的,下面具體分析一下spring是如何解決bean之間迴圈依賴,為什麼要使用到三級快取,而不是二級快取?

1.1 bean生命週期

首先大家需要了解一下beanspring中的生命週期,beanspring的載入流程,才能夠更加清晰知道spring是如何解決迴圈依賴的。

1.1.1 bean生命週期中重要介面

我們在springBeanFactory工廠列舉了很多介面,代表著bean的生命週期,我們主要記住的是圈紅線圈出來的介面, 再結合spring的原始碼來看這些介面主要是在哪裡呼叫的

1.1.2 建立bean

AbstractAutowireCapableBeanFactory

類的doCreateBean方法是建立bean的開始,我們可以看到首先需要例項化這個bean,也就是在堆中開闢一塊記憶體空間給這個物件,createBeanInstance方法裡面邏輯大概就是採用反射生成例項物件,進行到這裡表示物件還並未進行屬性的填充,也就是@Autowired註解的屬性還未得到注入

1.1.3 屬性填充

我們可以看到第二步就是填充bean的成員屬性,populateBean方法裡面的邏輯大致就是對使用到了注入屬性的註解就會進行注入,如果在注入的過程發現注入的物件還沒生成,則會跑去生產要注入的物件,第三步就是呼叫initializeBean方法初始化bean,也就是呼叫我們上述所提到的介面

1.1.4 初始化bean

可以看到initializeBean方法中,首先呼叫的是使用的Aware介面的方法,我們具體看一下invokeAwareMethods方法中會呼叫Aware介面的那些方法

1.1.4.1 Aware相關介面

我們可以知道如果我們實現了BeanNameAwareBeanClassLoaderAwareBeanFactoryAware三個Aware介面的話,會依次呼叫setBeanName(), setBeanClassLoader(), setBeanFactory()方法,再看applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization原始碼

1.1.4.2 BeanPostProcessors相關介面

發現會如果有類實現了BeanPostProcessor介面,就會執行postProcessBeforeInitialization方法,這裡需要注意的是:如果多個類實現BeanPostProcessor介面,那麼多個實現類都會執行postProcessBeforeInitialization方法,可以看到是for迴圈依次執行的,還有一個注意的點就是如果載入A類到spring容器中,A類也重寫了BeanPostProcessor介面的postProcessBeforeInitialization方法,這時要注意A類的postProcessBeforeInitialization方法並不會得到執行,因為A類還未載入完成,還未完全放到springsingletonObjects一級快取中。

再看一個注意的點

可以看到ApplicationContextAwareProcessor也實現了BeanPostProcessor介面,重寫了postProcessBeforeInitialization方法,方法裡面並呼叫了invokeAwareInterfaces方法,而invokeAwareInterfaces方法也寫著如果實現了眾多的Aware介面,則會依次執行相應的方法,值得注意的是ApplicationContextAware介面的setApplicationContext方法,再看一下invokeInitMethods原始碼

1.1.4.3 InitializingBean介面

發現如果實現了InitializingBean介面,重寫了afterPropertiesSet方法,則會呼叫afterPropertiesSet方法,最後還會呼叫是否指定了init-method,可以通過標籤,或者@Bean註解的initMethod指定,最後再看一張applyBeanPostProcessorsAfterInitialization原始碼圖

1.1.4.4 BeanPostProcessors介面後置方法

發現跟之前的postProcessBeforeInitialization方法類似,也是迴圈遍歷實現了BeanPostProcessor的介面實現類,執行postProcessAfterInitialization方法。整個bean的生命執行流程就如上面截圖所示,哪個介面的方法在哪裡被呼叫,方法的執行流程。

1.1.5 bean生命週期總結

最後,對bean的生命流程進行一個流程圖的總結

或者看簡單版本:

1.2 三級快取

1.2.1 引言

上面對bean的生命週期做了一個整體的流程分析,對spring如何去解決迴圈依賴的很有幫助。前面我們分析到填充屬性時,如果發現屬性還未在spring中生成,則會跑去生成屬性物件例項。

我們可以看到填充屬性的時候,spring會提前將已經例項化的bean通過ObjectFactory半成品暴露出去,為什麼稱為半成品是因為這時候的bean物件例項化,但是未進行屬性填充,是一個不完整的bean例項物件

spring利用singletonObjects, earlySingletonObjects, singletonFactories三級快取去解決的,所說的快取其實也就是三個Map

1.2.2 三級快取各個存放物件

可以看到三級快取各自儲存的物件,這裡重點關注二級快取earlySingletonObjects和三級快取singletonFactory,一級快取可以進行忽略。前面我們講過先例項化的bean會通過ObjectFactory半成品提前暴露在三級快取中

singletonFactory是傳入的一個匿名內部類,呼叫ObjectFactory.getObject()最終會呼叫getEarlyBeanReference方法。再來看看迴圈依賴中是怎麼拿其它半成品的例項物件的。

1.2.3 迴圈依賴

我們假設現在有這樣的場景AService依賴BServiceBService依賴AService

  1. AService首先例項化,例項化通過ObjectFactory半成品暴露在三級快取中
  2. 填充屬性BService,發現BService還未進行過載入,就會先去載入BService
  3. 再載入BService的過程中,例項化,也通過ObjectFactory半成品暴露在三級快取
  4. 填充屬性AService的時候,這時候能夠從三級快取中拿到半成品的ObjectFactory

拿到ObjectFactory物件後,呼叫ObjectFactory.getObject()方法最終會呼叫getEarlyBeanReference()方法,getEarlyBeanReference這個方法主要邏輯大概描述下如果beanAOP切面代理則返回的是beanProxy物件,如果未被代理則返回的是原bean例項

這時我們會發現能夠拿到bean例項(屬性未填充),然後從三級快取移除,放到二級快取earlySingletonObjects中,而此時B注入的是一個半成品的例項A物件,不過隨著B初始化完成後,A會繼續進行後續的初始化操作,最終B會注入的是一個完整的A例項,因為在記憶體中它們是同一個物件。

1.2.4 是否可以移除二級快取

我們發現這個二級快取好像顯得有點多餘,好像可以去掉,只需要一級和三級快取也可以做到解決迴圈依賴的問題

只要兩個快取確實可以做到解決迴圈依賴的問題,但是有一個前提這個bean沒被AOP進行切面代理,如果這個beanAOP進行了切面代理,那麼只使用兩個快取是無法解決問題,下面來看一下beanAOP進行了切面代理的場景

我們發現AServicetestAopProxyAOP代理了,看看傳入的匿名內部類的getEarlyBeanReference返回的是什麼物件。

發現singletonFactory.getObject()返回的是一個AService的代理物件,還是被CGLIB代理的。再看一張再執行一遍singletonFactory.getObject()返回的是否是同一個AService的代理物件

我們會發現再執行一遍singleFactory.getObject()方法又是一個新的代理物件,這就會有問題了,因為AService是單例的,每次執行singleFactory.getObject()方法又會產生新的代理物件。

假設這裡只有一級和三級快取的話,每次從三級快取中拿到singleFactory物件,執行getObject()方法又會產生新的代理物件,這是不行的,因為AService是單例的,所有這裡我們要藉助二級快取來解決這個問題,將執行了singleFactory.getObject()產生的物件放到二級快取中去,後面去二級快取中拿,沒必要再執行一遍singletonFactory.getObject()方法再產生一個新的代理物件,保證始終只有一個代理物件。還有一個注意的點

既然singleFactory.getObject()返回的是代理物件,那麼注入的也應該是代理物件,我們可以看到注入的確實是經過CGLIB代理的AService物件。所以如果沒有AOP的話確實可以兩級快取就可以解決迴圈依賴的問題,如果加上AOP,兩級快取是無法解決的,不可能每次執行singleFactory.getObject()方法都給我產生一個新的代理物件,所以還要藉助另外一個快取來儲存產生的代理物件

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