作者：愛寶貝丶
來源：my.oschina.net/zhangxufeng/blog/3096394
在關于Spring的面試中，我們經常會被問到一個問題，就是Spring是如何解決回圈依賴的問題的，
這個問題算是關于Spring的一個高頻面試題，因為如果不刻意研讀，相信即使讀過原始碼，面試者也不一定能夠一下子思考出個中奧秘，
本文主要針對這個問題，從原始碼的角度對其實作原理進行講解，
1、程序演示
關于Spring bean的創建，其本質上還是一個物件的創建，既然是物件，讀者朋友一定要明白一點就是，一個完整的物件包含兩部分：當前物件實體化和物件屬性的實體化，
在Spring中，物件的實體化是通過反射實作的，而物件的屬性則是在物件實體化之后通過一定的方式設定的，
這個程序可以按照如下方式進行理解：
理解這一個點之后，對于回圈依賴的理解就已經幫助一大步了，我們這里以兩個類A和B為例進行講解，如下是A和B的宣告：
@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中各自都以對方為自己的全域屬性，這里首先需要說明的一點是，Spring實體化bean是通過ApplicationContext.getBean()方法來進行的，
如果要獲取的物件依賴了另一個物件，那么其首先會創建當前物件，然后通過遞回的呼叫ApplicationContext.getBean()方法來獲取所依賴的物件，最后將獲取到的物件注入到當前物件中，
這里我們以上面的首先初始化A物件實體為例進行講解，
首先Spring嘗試通過ApplicationContext.getBean()方法獲取A物件的實體，由于Spring容器中還沒有A物件實體，因而其會創建一個A物件，然后發現其依賴了B物件，因而會嘗試遞回的通過ApplicationContext.getBean()方法獲取B物件的實體，但是Spring容器中此時也沒有B物件的實體，因而其還是會先創建一個B物件的實體，
讀者需要注意這個時間點，此時A物件和B物件都已經創建了，并且保存在Spring容器中了，只不過A物件的屬性b和B物件的屬性a都還沒有設定進去，
在前面Spring創建B物件之后，Spring發現B物件依賴了屬性A，因而此時還是會嘗試遞回的呼叫ApplicationContext.getBean()方法獲取A物件的實體，因為Spring中已經有一個A物件的實體，雖然只是半成品（其屬性b還未初始化），但其也還是目標bean，因而會將該A物件的實體回傳，
此時，B物件的屬性a就設定進去了，然后還是ApplicationContext.getBean()方法遞回的回傳，也就是將B物件的實體回傳，此時就會將該實體設定到A物件的屬性b中，
這個時候，注意A物件的屬性b和B物件的屬性a都已經設定了目標物件的實體了，讀者朋友可能會比較疑惑的是，前面在為物件B設定屬性a的時候，這個A型別屬性還是個半成品，
但是需要注意的是，這個A是一個參考，其本質上還是最開始就實體化的A物件，
而在上面這個遞回程序的最后，Spring將獲取到的B物件實體設定到了A物件的屬性b中了，這里的A物件其實和前面設定到實體B中的半成品A物件是同一個物件，其參考地址是同一個，這里為A物件的b屬性設定了值，其實也就是為那個半成品的a屬性設定了值，
下面我們通過一個流程圖來對這個程序進行講解：
圖中getBean()表示呼叫Spring的ApplicationContext.getBean()方法，而該方法中的引數，則表示我們要嘗試獲取的目標物件，Spring的核心思想，建議大家看下，
圖中的黑色箭頭表示一開始的方法呼叫走向，走到最后，回傳了Spring中快取的A物件之后，表示遞回呼叫回傳了，此時使用綠色的箭頭表示，
從圖中我們可以很清楚的看到，B物件的a屬性是在第三步中注入的半成品A物件，而A物件的b屬性是在第二步中注入的成品B物件，此時半成品的A物件也就變成了成品的A物件，因為其屬性已經設定完成了，一張圖搞懂Spring bean的完整生命周期，建議閱讀下，
2、原始碼講解
對于Spring處理回圈依賴問題的方式，我們這里通過上面的流程圖其實很容易就可以理解，需要注意的一個點就是，Spring是如何標記開始生成的A物件是一個半成品，并且是如何保存A物件的，
這里的標記作業Spring是使用ApplicationContext的屬性Set
protected <T> T doGetBean(final String name, @Nullable final Class<T> requiredType,
@Nullable final Object[] args, boolean typeCheckOnly) throws BeansException {
// 嘗試通過bean名稱獲取目標bean物件，比如這里的A物件
Object sharedInstance = getSingleton(beanName);
// 我們這里的目標物件都是單例的
if (mbd.isSingleton()) {
// 這里就嘗試創建目標物件，第二個引數傳的就是一個ObjectFactory型別的物件，這里是使用Java8的lamada
// 運算式書寫的，只要上面的getSingleton()方法回傳值為空，則會呼叫這里的getSingleton()方法來創建
// 目標物件
sharedInstance = getSingleton(beanName, () -> {
try {
// 嘗試創建目標物件
return createBean(beanName, mbd, args);
} catch (BeansException ex) {
throw ex;
}
});
}
return (T) bean;
}
這里的doGetBean()方法是非常關鍵的一個方法（中間省略了其他代碼），上面也主要有兩個步驟，第一個步驟的getSingleton()方法的作用是嘗試從快取中獲取目標物件，如果沒有獲取到，則嘗試獲取半成品的目標物件；
如果第一個步驟沒有獲取到目標物件的實體，那么就進入第二個步驟，第二個步驟的getSingleton()方法的作用是嘗試創建目標物件，并且為該物件注入其所依賴的屬性，
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這里其實就是主干邏輯，我們前面圖中已經標明，在整個程序中會呼叫三次doGetBean()方法，第一次呼叫的時候會嘗試獲取A物件實體，此時走的是第一個getSingleton()方法，由于沒有已經創建的A物件的成品或半成品，因而這里得到的是null，然后就會呼叫第二個getSingleton()方法，創建A物件的實體，然后遞回的呼叫doGetBean()方法，嘗試獲取B物件的實體以注入到A物件中，
此時由于Spring容器中也沒有B物件的成品或半成品，因而還是會走到第二個getSingleton()方法，在該方法中創建B物件的實體，創建完成之后，嘗試獲取其所依賴的A的實體作為其屬性，因而還是會遞回的呼叫doGetBean()方法，
此時需要注意的是，在前面由于已經有了一個半成品的A物件的實體，因而這個時候，再嘗試獲取A物件的實體的時候，會走第一個getSingleton()方法，在該方法中會得到一個半成品的A物件的實體，
然后將該實體回傳，并且將其注入到B物件的屬性a中，此時B物件實體化完成，然后將實體化完成的B物件遞回的回傳，此時就會將該實體注入到A物件中，這樣就得到了一個成品的A物件，
我們這里可以閱讀上面的第一個getSingleton()方法：
@Nullable
protected Object getSingleton(String beanName, boolean allowEarlyReference) {
// 嘗試從快取中獲取成品的目標物件，如果存在，則直接回傳
Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
// 如果快取中不存在目標物件，則判斷當前物件是否已經處于創建程序中，在前面的講解中，第一次嘗試獲取A物件
// 的實體之后，就會將A物件標記為正在創建中，因而最后再嘗試獲取A物件的時候，這里的if判斷就會為true
if (singletonObject == null && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
synchronized (this.singletonObjects) {
singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName);
if (singletonObject == null && allowEarlyReference) {
// 這里的singletonFactories是一個Map，其key是bean的名稱，而值是一個ObjectFactory型別的
// 物件，這里對于A和B而言，呼叫圖其getObject()方法回傳的就是A和B物件的實體，無論是否是半成品
ObjectFactory<?> singletonFactory = this.singletonFactories.get(beanName);
if (singletonFactory != null) {
// 獲取目標物件的實體
singletonObject = singletonFactory.getObject();
this.earlySingletonObjects.put(beanName, singletonObject);
this.singletonFactories.remove(beanName);
}
}
}
}
return singletonObject;
}
這里我們會存在一個問題就是A的半成品實體是如何實體化的，然后是如何將其封裝為一個ObjectFactory型別的物件，并且將其放到上面的singletonFactories屬性中的，
這主要是在前面的第二個getSingleton()方法中，其最侄訓通過其傳入的第二個引數，從而呼叫createBean()方法，該方法的最終呼叫是委托給了另一個doCreateBean()方法進行的，這里面有如下一段代碼：
protected Object doCreateBean(final String beanName, final RootBeanDefinition mbd, final @Nullable Object[] args)
throws BeanCreationException {
// 實體化當前嘗試獲取的bean物件，比如A物件和B物件都是在這里實體化的
BeanWrapper instanceWrapper = null;
if (mbd.isSingleton()) {
instanceWrapper = this.factoryBeanInstanceCache.remove(beanName);
}
if (instanceWrapper == null) {
instanceWrapper = createBeanInstance(beanName, mbd, args);
}
// 判斷Spring是否配置了支持提前暴露目標bean，也就是是否支持提前暴露半成品的bean
boolean earlySingletonExposure = (mbd.isSingleton() && this.allowCircularReferences
&& isSingletonCurrentlyInCreation(beanName));
if (earlySingletonExposure) {
// 如果支持，這里就會將當前生成的半成品的bean放到singletonFactories中，這個singletonFactories
// 就是前面第一個getSingleton()方法中所使用到的singletonFactories屬性，也就是說，這里就是
// 封裝半成品的bean的地方，而這里的getEarlyBeanReference()本質上是直接將放入的第三個引數，也就是
// 目標bean直接回傳
addSingletonFactory(beanName, () -> getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean));
}
try {
// 在初始化實體之后，這里就是判斷當前bean是否依賴了其他的bean，如果依賴了，
// 就會遞回的呼叫getBean()方法嘗試獲取目標bean
populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);
} catch (Throwable ex) {
// 省略...
}
return exposedObject;
}
到這里，Spring整個解決回圈依賴問題的實作思路已經比較清楚了，對于整體程序，讀者朋友只要理解兩點：
-
Spring是通過遞回的方式獲取目標bean及其所依賴的bean的；
-
Spring實體化一個bean的時候，是分兩步進行的，首先實體化目標bean，然后為其注入屬性，
結合這兩點，也就是說，Spring在實體化一個bean的時候，是首先遞回的實體化其所依賴的所有bean，直到某個bean沒有依賴其他bean，此時就會將該實體回傳，然后反遞回的將獲取到的bean設定為各個上層bean的屬性的，
3、小結
本文首先通過圖文的方式對Spring是如何解決回圈依賴的問題進行了講解，然后從原始碼的角度詳細講解了Spring是如何實作各個bean的裝配作業的，
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標籤：Java
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