一、Spring 三级缓存解决循环依赖原理分析

1、Spring容器的三级缓存说明

三级缓存产生的原因：

解决循环依赖可能导致的死循环问题
循环依赖下的AOP代理问题

Spring解决循环依赖的核心就是提前暴露对象，而提前暴露对象就是放置于第二级缓存中。缓存的底层都是Map，至于它们属于第几层是由Spring回去数据顺序及其作用来表现的。

名称	作用
singletonObjects	一级缓存：存放完整的Bean
earlySingletonObjects	二级缓存：存放提前暴露的Bean，Bean不是完整的，为完成属性注入和执行初始化方法
singletonFactories	三级缓存：存放的是Bean工厂，主要生产Bean，存放到二级缓存中

在DefaultSingletonBeanRegistry类中：

private final Map singletonObjects = new ConcurrentHashMap<>(256);


private final Map earlySingletonObjects = new HashMap<>(16);


private final Map> singletonFactories = new HashMap<>(16);

2、Spring创建管理Bean的基本流程
获取bean时通过bean工厂先从单例池中获取，如果没有则创建并添加至单例池，最终返回需要的bean对象。

创建Bean的流程：

getBean --》实例化 --》填充属性 --》初始化 --》放入单例池

对Bean的创建最为核心三个方法解释如下：

createBeanInstance：实例化，其实也就是调用对象的构造方法实例化对象
populateBean：填充属性，这一步主要是对bean的依赖属性进行注入(@Autowired)
initializeBean：初始化，回到一些形如initMethod、InitializingBean等方法

3、循环引用的死循环场景
从对单例Bean的初始化流程可以看出，循环依赖主要发生在第三步（populateBean），也就是field属性注入的处理。如果继续遵循一个单例池的原则，会出现下列死循环引用问题。

两对象相互引用一直在填充属性中进行循环（死循环）
因为引用间没有任何一个可以进入下一阶段 “初始化” 并 “放入单例池”
所以单例池中需要的对象永远找不到（getBean）

4、二级缓存解决死循环方案（无法解决AOP代理问题）

增加一个【半成品池】结解决循环依赖创建问题：
创建时：对象一旦实例化完成【createBeanInstance("a")】，会先将对象放入半成品池中
对象引用时：会先找单例池，如果不存在则会去半成品池中寻找

流程：

1、当 A对象执行【第2行】实例化完成【createBeanInstance("a")】后，将实例化的 A对象放入半成品池中

2、【第3行】当为 A对象填充属性（其中一个属性为 B对象：需要从单例池或半成品池获取 B对象进行填充）

3、此时单例池和半成品池中都没有 B对象因而执行B的创建流程

（1）执行到【第7行】为 B对象填充属性时需要 A对象

（2）首先判断单例池中是否存在【没有】，再判断半成品池中是否存在【找到了】

（3）将半成品池中的 A对象填充进 B的属性中

（4）B对象属性填充完成 --》初始化完成 --》放入单例池

4、A对象填充 B属性存在【getBean：单例池中找到了】

5、A对象属性填充完成 --》初始化完成 --》放入单例池

6、将半成品池中的A对象清除

5、三级缓存解决死循环+AOP代理问题
我们通常情况下调用的是代理对象，而非对象本身（回忆一下事务处理的场景）

增加一个【工厂池】结解决循环依赖创建+AOP代理问题：

所谓的三级缓存就是在单例池、半成品池的基础上，增加了一个工厂池，里面存储的都是每个对象绑定的ObjectFactory()，此时的单例池、半成品池中存储的已经不是对象本身，而是代理对象

ObjectFactory()作用特点：

为了调用提前处理【getEarlyBeanReference】来执行创建动态代理【createProxy】
对象实例化完成【createBeanInstance】，就会在工厂池中创建一个factory()
factory()不一定会被执行，只有该对象在创建过程中，又被其他对象所引用才会被调用，从而执行createProxy

AOP处理器实现了Bean处理器接口

AOP处理器创建代理对象会通过两个入口来调用创建动态代理（createProxy）：

postProcessAfterInitialization：【后置处理】在对象初始化完成后调用后置处理来创建代理对象
getEarlyBeanReference：【提前处理】在对象实例化完成后在工厂池中创建一个工厂，这个工厂会通过调用提前引用来创建代理对象

流程：

1、当 A对象执行【第2行】实例化完成【createBeanInstance("a")】后，会在工厂池中放入一个【factory(a)】

2、【第3行】当为 A对象填充属性（其中一个属性为 B对象：需要从单例池或半成品池获取 B对象进行填充）

3、此时单例池和半成品池中都没有 B代理对象因而执行B的创建流程（同样会在工厂池中放入factory(b)）：

执行到【第7行】为 B对象填充属性时需要 A代理对象
首先判断单例池中是否存在【没有】，再判断半成品池中是否存在【没有】
从而进入工厂池中执行调用【factory(a)】--》执行调用提前引用【getEarlyBeanReference】--》执行调用创建动态代理【createProxy】
将创建的 A代理对象放入半成品池，可以被获取到并进行填充
B对象属性填充完成 --》初始化完成 --》执行调用后置处理【postProcessAfterInitialization】--》执行调用创建动态代理【createProxy】
将创建的 B代理对象放入单例池，可以被获取到并进行填充

4、A对象填充 B属性存在【getBean：单例池中找到了B代理对象】

5、A对象属性填充完成 --》初始化完成 --》执行调用后置处理【postProcessAfterInitialization】

6、此时半成品池中已经存在了 A代理对象所以不需要再执行 createProxy，会将 A代理对象从半成品池中移入单例池

7、一旦对象进入单例池，则意味着创建流程已经全部完成，此时会将工厂池的factory()进行清理

问：为什么不在创建实例化后直接调用提前引用，而是要通过工厂方法调用？

答：所谓的提前引用指的是在创建的过程当中被引用。A在创建过程中，如果有人要去引用这个A，那么才会执行这个提前引用流程，否则这个factory(a)是不会被执行的，重点取决于是否被引用决定。

二、Spring的核心模块

容器模块（ Spring Core）：

这是Spring框架最基础的部分，它提供了依赖注入（DependencyInjection）特征来实现容器对Bean的管理。核心容器的主要组件是 BeanFactory，BeanFactory是工厂模式的一个实现，是任何Spring应用的核心。它使用IoC将应用配置和依赖从实际的应用代码中分离出来

应用上下文模块（spring context）：

核心模块的BeanFactory使Spring成为一个容器，而上下文模块使它成为一个框架。这个模块扩展了BeanFactory的概念，增加了对国际化（I18N）消息、事件传播、验证的支持。
这个模块提供了许多企业服务，例如电子邮件、JNDI访问、EJB集成、远程以及时序调度（scheduling）服务。也包括了对模版框架例如Velocity和FreeMarker集成的支持

AOP模块（spring aop）：

Spring在它的AOP模块中提供了对面向切面编程的丰富支持，Spring AOP 模块为基于 Spring 的应用程序中的对象提供了事务管理服务。通过使用 Spring AOP，不用依赖组件，就可以将声明性事务管理集成到应用程序中，可以自定义拦截器、切点、日志等操作

JDBC抽象和DAO模块（spring dao）：

提供了一个JDBC的抽象层和异常层次结构，消除了烦琐的JDBC编码和数据库厂商特有的错误代码解析，用于简化JDBC。并且，JDBC封装包还提供了一种比编程性更好的声明性事务管理方法，不仅仅是实现了特定接口，而且对所有的POJOs（plain old Java objects）都适用。

对象/关系映射集成模块（spring orm）：

Spring并不试图实现它自己的ORM解决方案，而是为几种流行的ORM框架提供了集成方案，包括Hibernate、JDO和iBATIS SQL映射，这些都遵从 Spring 的通用事务和 DAO 异常层次结构

Web模块（spring web）：

Web 上下文模块建立在应用程序上下文模块之上，为基于 Web 的应用程序提供了上下文，提供了Spring和其它Web框架的集成，比如Struts、WebWork。还提供了一些面向服务支持，例如：实现文件上传的multipart请求

MVC模块（spring mvc）：

Spring为构建Web应用提供了一个功能全面的MVC框架。虽然Spring可以很容易地与其它MVC框架集成，例如Struts，但Spring的MVC框架使用IoC对控制逻辑和业务对象提供了完全的分离。

三、BeanFactory、ApplicationContext和FactoryBean 1、BeanFactory 和 ApplicationContext 的区别
Spring提供了两种不同的 IOC 容器，一个是BeanFactory，另外一个是ApplicationContext，它们都是Java interface。BeanFactory 和 ApplicationContext 都提供了一种方式，使用getBean("bean name")获取bean

ApplicationContext 继承于 BeanFactory【ApplicationContext继承ListableBeanFactory；它们都可以用来配置XML属性，也支持属性的自动注入。而ListableBeanFactory继承BeanFactory】

BeanFactory：是 IoC 容器的顶级接口，是IoC容器的最基础实现，也是访问Spring容器的根接口，负责对bean的创建，访问等工作。实现类功能比较单一，BeanFactory接口实现的容器，特点是在每次获取对象时才会创建对象。
ApplicationContext：继承了BeanFactory接口，拥有BeanFactory的全部功能，并且扩展了很多高级特性，每次容器启动时就会创建所有的对象

两者装载bean的区别：

BeanFactory：BeanFactory在启动的时候不会去实例化Bean，中有从容器中拿Bean的时候才会去实例化；

延迟实例化的优点：

应用启动的时候占用资源很少；对资源要求较高的应用，比较有优势；

ApplicationContext：ApplicationContext在启动的时候就把所有的Bean全部实例化了。它还可以为Bean配置lazy-init=true来让Bean延迟实例化；

不延迟实例化的优点：

所有的Bean在启动的时候都加载，系统运行的速度快；
在启动的时候所有的Bean都加载了，我们就能在系统启动的时候，尽早的发现系统中的配置问题
建议web应用，在启动的时候就把所有的Bean都加载了。（把费时的操作放到系统启动中完成）

2、FactoryBean

首先它是一个Bean，但又不仅仅是一个Bean。它是一个能生产或修饰对象生成的工厂Bean，类似于设计模式中的工厂模式和装饰器模式。它能在需要的时候生产一个对象，且不仅仅限于它自身，它能返回任何Bean的实例

负责生产和管理bean的一个工厂。
事IOC容器的核心接口，它的职责包括：实例化、定位、配置应用程序中的对象及建立这些对象的依赖。
多种实现：如 DefaultListableBeanFactory、XmlBeanFactory、ApplicationContext等，其中XmlBeanFactory就是常用的一个，该实现将以XML方式描述组成应用的对象及对象间的依赖关系。
四、Spring IOC容器启动加载流程
整体流程图：

1、Bean信息扫描加载进Bean定义信息注册表（BeanDefiniton）
2、Bean的生命周期

核心流程就几个：getBean --> 实例化 --> 填充属性 --> 初始化 --> 加入IOC容器

实例化：在内存开辟空间，实例化对象的属性都是默认值
填充属性：三级缓存循环依赖问题的流程
初始化：一系列的 Aware--》一系列的 PostProcessor

如上图所示，Bean 的生命周期还是比较复杂的，下面来对上图每一个步骤做文字描述:

Spring启动，查找并加载需要被Spring管理的bean，进行Bean的实例化
Bean实例化后对将Bean的引入和值注入到Bean的属性中
如果Bean实现了BeanNameAware接口，Spring将Bean的Id传递给setBeanName()方法
如果Bean实现了BeanFactoryAware接口，Spring将调用setBeanFactory()方法，将BeanFactory容器实例传入
如果Bean实现了ApplicationContextAware接口，Spring将调用Bean的setApplicationContext()方法，将应用上下文的引用传入到bean中
如果Bean实现了BeanPostProcessor接口，Spring就将调用他们的postProcessBeforeInitialization()方法
如果Bean 实现了InitializingBean接口，Spring将调用他们的afterPropertiesSet()方法。类似的，如果bean使用init-method声明了初始化方法，该方法也会被调用
如果Bean 实现了BeanPostProcessor接口，Spring就将调用他们的postProcessAfterInitialization()方法
此时，Bean已经准备就绪，可以被应用程序使用了。他们将一直驻留在应用上下文中，直到应用上下文被销毁。
如果Bean实现了DisposableBean接口，Spring将调用它的destory()接口方法，同样，如果bean使用了destory-method 声明销毁方法，该方法也会被调用

五、IOC容器、依赖注入 1、Spring中IOC容器

Bean的生命周期

spring

一、Spring 三级缓存解决循环依赖原理分析

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