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浅挖编码中遇到的循环依赖问题

浅挖编码中遇到的循环依赖问题

科技

阿里妹导读


本文通过实际案例挖掘编码中遇到的循环依赖问题。

一、问题简述

// 在离线打标服务类中注入审批服务,在“申请打标”时调用public class PortraitOfflineLabelingServiceImpl implements PortraitOfflineLabelingService {        @Resource    private AuditService auditService;
/** 申请打标 */ Boolean applyOdpsOfflineLabeling(Request request);
/** 执行打标 */ Boolean executeOdpsOfflineLabeling(Request request);}
// 审批服务类,定义了操作类型-审批回调服务的map映射@Transactional(rollbackFor = Throwable.class)public class AuditServiceImpl implements AuditService,ApplicationContextAware,InitializingBean { private Map<EntityOperation<?>, AuditCallback> auditCallbackMap = new HashMap<>();
@Override public void afterPropertiesSet() throws Exception { Map<EntityOperation<?>, AuditCallback> auditCallbackMap = new HashMap<>();
Collection<AuditCallback> beans = applicationContext.getBeansOfType(AuditCallback.class) .values();
beans.forEach(auditCallback -> auditCallback.supportBizOperations() .forEach(item -> auditCallbackMap.put(item, auditCallback)));
this.auditCallbackMap = auditCallbackMap; }}
// 在离线打标审批回调类中注入离线打标服务类,用于调用“执行打标”的服务public class OdpsOfflineLabelingCallback implements AuditCallback {
@Resource private PortraitOfflineLabelingService offlineLabelingService;
@Override public List<EntityOperation<?>> supportBizOperations() { return Lists.newArrayList(OdpsOfflineLabelingOperation.CREATE_ODPS_OFFLINE_LABELING_INFO); }}

形成循环依赖:PortraitOfflineLabelingServiceImpl -> AuditServiceImpl -> AuditCallback -> PortraitOfflineLabelingServiceImpl

二、为什么会出现循环依赖报错?


2.1. Spring Bean加载过程

引用自阿里其他文章
Spring中以do开头的方法一般都是[干大事]的方法,doGetBean是用来获取bean的,doCreateBean是用来创建bean的,三个步骤包括:实例化bean->bean属性注入->初始化bean。

2.1.1. doGetBean

2.1.1.1. Spring三级缓存

  • singletonObjects: 一级缓存,保存实例化&属性注入&初始化完成的bean实例。数据结构是bean名称->bean实例的映射。

  • earlySingletonObjects: 二级缓存,用于保存实例化完成,但为属性注入和初始化完成的bean实例。数据结构是bean名称->bean实例的映射。

  • singletonFactories: 三级缓存,用于保存bean创建工厂,以便于后面扩展有机会创建代理对象并放入二级缓存。数据结构是bean名称->bean创建工厂的映射。

2.1.1.2. 通过三级缓存获取bean实例

protected Object getSingleton(String beanName, boolean allowEarlyReference) {    // 尝试从一级缓存中获取已经初始化完成的bean实例(完全装载好的bean)    Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);    // 如果一级缓存中没有该实例    if (singletonObject == null && this.isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {        // 跑去二级缓存中获取创建中的实例        singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName);        // 如果二级缓存中也没有该实例        if (singletonObject == null && allowEarlyReference) {            // 加锁            synchronized(this.singletonObjects) {                // 二次判断一级缓存和二级缓存中是否存在该实例(加锁时间差)                singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);                if (singletonObject == null) {                    singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName);                    if (singletonObject == null) {                        // 还是没有取到实例,尝试从三级缓存中获取创建该实例的工厂                        ObjectFactory<?> singletonFactory = (ObjectFactory)this.singletonFactories.get(beanName);                        if (singletonFactory != null) {                            // 通过工厂获取该实例的单例                            singletonObject = singletonFactory.getObject();                            // 将获取的bean从三级缓存中移除,并且升级到二级缓存中                            this.earlySingletonObjects.put(beanName, singletonObject);                            this.singletonFactories.remove(beanName);                        }                    }                }            }        }    }
// 返回获取的单例bean return singletonObject;}

2.1.2. doCreateBean

Bean的加载最核心的代码就在doCreateBean方法中,包括三个阶段:
  • createBeanInstance: 实例化Bean,获得未被填充属性的原始Bean。

  • populateBean: 如果Bean有需要注入的属性,则进行属性填充,前提是需要填充的属性已经存在于Spring容器中,否则会先加载该属性再进行填充。如果有循环依赖,问题就是在这个过程中发生的。

  • initializeBean: 执行bean的初始化过程,包括执行前置方法->执行初始化->执行后置方法。

protected Object doCreateBean(final String beanName, final RootBeanDefinition mbd, final Object[] args)      throws BeanCreationException {
// 1.实例化bean // 封装被创建的Bean对象 BeanWrapper instanceWrapper = null; if (mbd.isSingleton()) { instanceWrapper = this.factoryBeanInstanceCache.remove(beanName); } if (instanceWrapper == null) { instanceWrapper = createBeanInstance(beanName, mbd, args); } // 获取实例化对象的类型 Object bean = instanceWrapper.getWrappedInstance(); Class<?> beanType = instanceWrapper.getWrappedClass(); if (beanType != NullBean.class) { mbd.resolvedTargetType = beanType; }
// 调用PostProcessor后置处理器对bean进行一些操作 synchronized (mbd.postProcessingLock) { if (!mbd.postProcessed) { try { applyMergedBeanDefinitionPostProcessors(mbd, beanType, beanName); } catch (Throwable ex) { throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName, "Post-processing of merged bean definition failed", ex); } mbd.postProcessed = true; } }
// 当允许提前暴露时,将实例化好的bean放进singletonFactories三级缓存,用来解决循环依赖导致的问题。 boolean earlySingletonExposure = (mbd.isSingleton() && this.allowCircularReferences && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)); if (earlySingletonExposure) { if (logger.isTraceEnabled()) { logger.trace("Eagerly caching bean '" + beanName + "' to allow for resolving potential circular references"); } addSingletonFactory(beanName, () -> getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean)); }
Object exposedObject = bean; try { // 2.开始填充bean属性(依赖注入) populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper); // 3.执行初始化方法(包括前后置的处理器) exposedObject = initializeBean(beanName, exposedObject, mbd); } catch (Throwable ex) { if (ex instanceof BeanCreationException && beanName.equals(((BeanCreationException) ex).getBeanName())) { throw (BeanCreationException) ex; } else { throw new BeanCreationException( mbd.getResourceDescription(), beanName, "Initialization of bean failed", ex); } }
// 当通过提早暴露解决循环依赖问题时,需要进行单例校验;这里也是本次报错的地方,后面会讲到为啥报错。 if (earlySingletonExposure) { Object earlySingletonReference = getSingleton(beanName, false); if (earlySingletonReference != null) { if (exposedObject == bean) { exposedObject = earlySingletonReference; } else if (!this.allowRawInjectionDespiteWrapping && hasDependentBean(beanName)) { String[] dependentBeans = getDependentBeans(beanName); Set<String> actualDependentBeans = new LinkedHashSet<>(dependentBeans.length); for (String dependentBean : dependentBeans) { if (!removeSingletonIfCreatedForTypeCheckOnly(dependentBean)) { actualDependentBeans.add(dependentBean); } } if (!actualDependentBeans.isEmpty()) { throw new BeanCurrentlyInCreationException(beanName, "Bean with name '" + beanName + "' has been injected into other beans [" + StringUtils.collectionToCommaDelimitedString(actualDependentBeans) + "] in its raw version as part of a circular reference, but has eventually been " + "wrapped. This means that said other beans do not use the final version of the " + "bean. This is often the result of over-eager type matching - consider using " + "'getBeanNamesForType' with the 'allowEagerInit' flag turned off, for example."); } } } }
try { registerDisposableBeanIfNecessary(beanName, bean, mbd); } catch (BeanDefinitionValidationException ex) { throw new BeanCreationException( mbd.getResourceDescription(), beanName, "Invalid destruction signature", ex); }
return exposedObject; }

2.2. 循环依赖情况下bean的加载过程

案例:Bean A和Bean B互相依赖对方。

2.3. Spring三级缓存没有解决本次报错的原因

前提:Spring管理的Bean默认都是单例的,所以Spring默认需要保证所有使用此Bean的地方都指向的是同一个地址,也就是最终版本的Bean,否则可能就乱套了。Bean在初始化完成后,也提供了单例校验的逻辑。
结论:AOP代理导致单例校验失败抛错。
initializeBean方法对传入的bean进行了初始化处理,当被AOP代理时会导致返回的bean和传入的bean不是同一个bean对象。AuditServiceImpl类上加了@Transactional注解,导致bean初始化的时候会被AOP代理,填充的属性为代理而非本体,从而导致单例校验抛错。
尝试去除AuditServiceImpl类上的@Transactional注解后,能够部署成功:

三、怎么解决本次报错

3.1. 从根源解决-去除循环依赖

// 拆分申请打标和执行打标到两个服务中,打破循环依赖public class PortraitApplyOfflineLabelingServiceImpl implements PortraitApplyOfflineLabelingService {        @Resource    private AuditService auditService;
/** 申请打标 */ Boolean applyOdpsOfflineLabeling(Request request);}
public class PortraitExecuteOfflineLabelingServiceImpl implements PortraitExecuteOfflineLabelingService {
/** 执行打标 */ Boolean executeOdpsOfflineLabeling(Request request);}

3.2. @Lazy

public class OdpsOfflineLabelingCallback implements AuditCallback {
// 在属性注入的时候增加懒加载的注解 @Lazy @Resource private PortraitOfflineLabelingService offlineLabelingService;
@Override public List<EntityOperation<?>> supportBizOperations() { return Lists.newArrayList(OdpsOfflineLabelingOperation.CREATE_ODPS_OFFLINE_LABELING_INFO); }}
  • 创建AuditServiceImpl并填充属性PortraitOfflineLabelingServiceImpl的时候,发现是@Lazy懒注入,则生成一个代理对象直接赋值了,不会再执行去缓存中寻找PortraitOfflineLabelingServiceImpl、找不到再创建的步骤了,而是AuditServiceImpl直接正常走完后续生命周期流程,最终放入单例池。
  • 而到单例PortraitOfflineLabelingServiceImpl创建的时候,填充属性AuditServiceImpl时直接能从单例池拿到完整的bean,因此PortraitOfflineLabelingServiceImpl也能正常走完后续生命周期流程。
  • 最后,当AuditServiceImpl真正用到懒加载的属性,执行其方法的时候,才会去单例池中寻找真正的bean。

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