【W48/2024】Spring 面试常看常新

Spring 是面试中的重要部分，其中有几个关键问题在面试中出现的频率特别高，比如 Spring Bean 的生成流程，SpringBoot 的启动流程，Spring 循环依赖，笔者对于这些知识点总是记了忘，忘了记，所以对这些知识点做一个汇总。

Spring 生成 Bean 流程

以单例对象为例子，说一个 Bean 的极简流程以及其目的

获取 Bean定义：扫描工程内所有被标记的 Bean，获取其类型，名称，属性，构造方法等信息，存在一个 Map里
生成实例：这一步也很简单，遍历上述 Map，利用 Bean 定义里的无参构造方法创建对象，和 new 对象同理
属性装填：刚创建的对象所有属性都是默认值，需要我们给它装填上需要的内容
初始化：如果这个 Bean 实现了 InitializingBean 接口，则会调用你写在 afterPropertiesSet 方法里的内容。

上面四步是核心功能，Spring 为了增强对这些 Bean 的修改能力，在 2，3，4 步骤的前后都预留了处理点，Spring 自己或用户都可以通过编写 Bean 后置处理器（BeanPostProcessor）来实现自己的目的，这些处理器会在对应的处理点被执行，从而完成对Bean的修改。Spring 中的后置处理器分为两大类：BeanFactoryPostProcessor 和 BeanPostProcessor，BeanFactoryPostProcessor 针对 Bean工厂，调整 Bean 工厂的属性、影响 Bean 定义，注意此时还没有 Bean 进行实例化。 BeanPostProcessor 则更直接的作用于 Bean实例生成过程中的修改。

如图：

Spring Boot 启动流程

为什么 SpringApplication.run 可以启动一个 Web 应用？步骤如下：

初始化 SpringApplication 信息。
加载配置文件（application.properties）、环境变量。
创建 Spring 上下文。
预初始化上下文，读取配置类，BeanDefinition。
刷新容器，加载 IOC 容器。
加载自动配置类，解析@Import。
启动 Web 服务器，onRefresh()。

将启动类作为配置类进行读取，其中会启动 Spring 事件监听，也会发布很多事件（9次）。

详细如图：

Spring Boot 自动配置

Spring Boot 自动配置是 Spring Boot 框架的一项核心特性，它可以基于应用程序的依赖关系和配置信息，自动配置应用程序所需的 Spring Bean。Spring Boot 自动配置是通过条件化配置实现的，这意味着只有在特定条件下才会应用这些配置。这些条件可以是应用程序的依赖关系、配置值、环境变量等等。

loadFactoryNames() 方法的作用是：加载所有使用了 @EnableAutoConfiguration 注解的自动配置类的全限定类名，并返回一个 List 类型的对象，其中包含了所有的候选自动配置类的全限定类名。

public static List<String> loadFactoryNames(Class<?> factoryType, @Nullable ClassLoader classLoader) {
  ClassLoader classLoaderToUse = classLoader;
  if (classLoaderToUse == null) {
    classLoaderToUse = SpringFactoriesLoader.class.getClassLoader();
  }

  String factoryTypeName = factoryType.getName();
  return (List)loadSpringFactories(classLoaderToUse).getOrDefault(factoryTypeName, Collections.emptyList());
}

debug 如图：

loadSpringFactories 方法是去 "META-INF/spring.factories" 真正的获取自动配置。

SpringBoot 自动配置就是基于SpringFactories 机制获取对应依赖META-INF目录下的 spring.factories 文件中的需要自动配置的类的全限定名信息，然后根据这些信息将我们需要的使用的 Bean 对象放到 IOC 容器中，当我们需要使用时，通过依赖注入机制直接注入使用即可。当然如果再追问具体的实现细节，可以根据我们的分析流程讲讲具体的代码实现。

Spring Boot 循环依赖

循环依赖：多个对象之间存在循环的引用关系，在初始化过程当中，就会出现"先有蛋还是先有鸡"的问题。

1、一种是使用@Lazy注解：解决构造方法造成的循环依赖问题。

2、另一种是使用三级缓存

一级缓存：缓存最终的单例池对象：

private final Map<String,Object>singletonObjects=neWConcurrentHashMap<>(256);

二级缓存：缓存初始化的对象，对于对象之间的普通引用，二级缓存会保存 new 出来的不完整对象，这样当单例池中找到不依赖的属性时，就可以先从二级缓存中获取到不完整对象，完成对象创建，在后续的依赖注入过程中，将单例池中对象的引用关系调整完成。
```
private final Map<String,Object>:earlySingletonObjects=newConcurrentHashMap<>(16);
```
三级缓存：缓存对象的ObjectFactory，如果引用的对象配置了AOP,那在单例池中最终就会需要注入动态代理对象，而不是原对象。而生成动态代理是要在对象初始化完成之后才开始的。于是Spig增加三级缓存，保存所有对象的动态代理配置信息。在发现有循环依赖时，将这个对象的动态代理信息获取出来，提前进行AOP,生成动态代理。
```
private final Map<String,ObjectFactory<?>>singletonFactories=newHashMap<>(16)
```

核心代码就在 org.springframework.beans.factory.support.DefaultSingletonBeanRegistry 的getSingleton,方法当中。

@Nullable
protected Object getSingleton(String beanName, boolean allowEarlyReference) {
  // 一级缓存
  Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
  if (singletonObject == null && this.isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
    // 二级缓存
    singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName);
    if (singletonObject == null && allowEarlyReference) {
      synchronized(this.singletonObjects) {
        // 双重检测锁
        singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
        if (singletonObject == null) {
          singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName);
          if (singletonObject == null) {
            ObjectFactory<?> singletonFactory = (ObjectFactory)this.singletonFactories.get(beanName);
            if (singletonFactory != null) {
              // 三级缓存
              singletonObject = singletonFactory.getObject();
              this.earlySingletonObjects.put(beanName, singletonObject);
              this.singletonFactories.remove(beanName);
            }
          }
        }
      }
    }
  }

  return singletonObject;
}

三级缓存不单单是解决循环依赖，但是在循环依赖中很有作用。

参考文章

SpringBean 生成流程详解：https://blog.csdn.net/u011709538/article/details/129303025
了解 SpringBoot 启动过程：https://cloud.tencent.com/developer/article/2131866
SpringBoot 自动配置：https://juejin.cn/post/7046554366068654094
SpringBoot 自动配置原理详解：https://juejin.cn/post/7228780174312751161

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