深度解析 Spring 源码：三级缓存机制探究

在Spring框架中，Bean定义的注册过程通常是在容器启动时进行的，这个过程涉及到Bean的加载、注册以及可能的依赖解析。为了提高性能，Spring采用了缓存机制，即三级缓存。

1. 单例缓存（Singleton Cache）：用于存储已经创建的单例Bean。
2. 原型缓存（Prototype Cache）：用于存储已经创建的原型Bean的共享原型实例。
3. 缓存的工厂（Cache of Factory Beans）：用于存储已经创建的工厂Bean实例。

以下是Spring源码中的部分关键函数，展示了三级缓存的使用方式：

public class DefaultSingletonBeanRegistry {
    // 缓存创建好的单例Bean
    private final Map<String, Object> singletonObjects = new ConcurrentHashMap<>();
 
    // 缓存正在创建的单例Bean的工厂
    private final Map<String, ObjectFactory<?>> singletonFactories = new HashMap<>();
 
    // 标记单例Bean是否在创建中
    private final Set<String> singletonsCurrentlyInCreation = Collections.newSetFromMap(new ConcurrentHashMap<>(16));
 
    // 获取单例Bean，如果未创建，则标记为正在创建，创建后添加到缓存
    public Object getSingleton(String beanName) {
        // ...
        synchronized (this.singletonObjects) {
            // 检查是否已经创建
            Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
            if (singletonObject == null && !this.singletonsCurrentlyInDestruction.contains(beanName)) {
                // 标记为正在创建
                beforeSingletonCreation(beanName);
                try {
                    // 真正的创建逻辑
                    singletonObject = singletonFactory.getObject();
                    // 将创建好的Bean添加到缓存
                    addSingleton(beanName, singletonObject);
                }
                // ...
            }
            return (singletonObject != NULL_OBJECT ? singletonObject : null);
        }
    }
 
    // 添加单例Bean到缓存
    protected void addSingleton(String beanName, Object singletonObject) {
        synchronized (this.singletonObjects) {
            this.singletonObjects.put(beanName, singletonObject);
            this.singletonsCurrentlyInCreation.remove(beanName);
            // 可能的依赖解析和初始化操作
            // ...
        }
    }
 
    // 其他方法略...
}

在这个例子中，getSingleton方法展示了如何从三级缓存中获取单例Bean。如果缓存中不存在，它会标记该Bean为“正在创建”，并且在Bean创建后将其添加到缓存中。这样，后续的请求就可以直接从缓存中获取Bean，从而提高了容器的启动速度和运行效率。