Spring IOC容器併發條件下，可能發生死鎖

1.背景

上週在生產環境應用啟動時，發生應用頻頻發生死鎖的現象。原因是因為 spring ioc 容器還未初始化完成，就有工作執行緒呼叫 context.getbean() 來獲取容器裡的物件。具體產生死鎖的原因條件有：

1. 應用啟動的時候 main 執行緒進行 spring 容器初始化。

2. 容器初始化的過程中有工作執行緒也起來了並開始工作。

3. 工作執行緒**裡顯式呼叫 spring ioc 容器的 context.getbean(string beanname) 。

4. 工作執行緒顯式獲取的 bean 未例項化，且裡存在直接或者間接的註解注入方式的情況。

以上情況都符合，那工作執行緒和 main 執行緒可能發生死鎖。

2.具體原因分析

spring ioc 容器組合裡有兩個重要的 map ：

/** map of bean definition objects, keyed by bean name */

privatefinalmap

beandefinitionmap

= collectionfactory.createconcurrentmapifpossible (16);

//bean definition 是 spring 容器裡描述 bean 物件的元資料（ bean 的建立等就是基於此來建立）。 spring 容器初始化例項之前需要先把配置檔案的 bean 定義都轉化成內部的統一描述物件 beandefinition 。該 beandefinitionmap 用於儲存這些資料。

/** cache of singleton objects: bean name

-->

bean instance */

privatefinalmap

singletonobjects

= collectionfactory.createconcurrentmapifpossible (16);

//spring 容器用於 cache 住 spring 容器初始化的單例物件

以上兩個物件為了保證資料的一致性，在操作的時候很多時候會進行加鎖。如以下兩個過程。

過程一： spring容器初始化

spring 容器初始化的時候會例項化所有單例物件（ preinstantiatesingletons ），這個過程中會對上面兩個物件加鎖，以防止併發。先對 beandefinitionmap 加鎖，防止元資料被修改，然後在每次例項化單例物件的時候對 singletonobjects 加鎖，防止併發修改。

過程二：根據 spring容器獲取乙個單例物件。

呼叫 spring 容器的 context.getbean （ beanname ），如果該 bean 是單例且還未例項化，這個時候就需要進行例項化，如果該 bean 直接或間接存在註解方式的 bean 注入的時候，過程中也會對以上兩個物件進行加鎖防止併發。先對 singleobjects 加鎖，從改 map 裡找是否有存在 beanname 的物件，沒有的話在建立該 bean 的過程中會對 beandefinitionmap 加鎖。

可以看出以上過程一和過程二對兩個物件的鎖順序是不一致的，所以併發執行就可能會發生死鎖。

在本機寫了乙個簡單的實驗，死鎖的執行緒棧資訊可以證明這一點，具體如下：

**十分簡單，如下：

package com.alibaba.test;
public class deadlocktest 
public void getbean() 
/*** @param args
*/public static void main(string args) 
//get bean 工作執行緒
class getbean implements runnable catch (interruptedexception e) 
// todo auto-generated method stub}}
}

其中mybean定義如下（一定要用註解的注入方式，才會有可能發生死鎖!）：

package com.alibaba.test;
import org.springframework.beans.factory.annotation.autowired;
public class mybean 
public void setotherbean(otherbean otherbean) 
public void sayhello() 
}

mybean.xml:

<?xml version="1.0" encoding="gb2312"?>

以上**經過除錯控制，即會發生思索，控制如下：

1.main執行緒在defaultlistablebeanfactory.preinstantiatesingletons 方法的

synchronized (this.beandefinitionmap) 裡加個斷點

2.getbean工作執行緒在defaultsingletonbeanregistry.getsingleton(string beanname, objectfactory singletonfactory)方法的

synchronized (this.singletonobjects) 裡加個斷點。

3.等1，2斷點都進去之後，再觸發繼續執行，就會發生死鎖。

結論也許可以算是 spring 的 bug ，也許可以算我們使用不當。

總之，有兩點需要注意：

1. 盡量避免顯式呼叫 ioc 容器，注入工作由容器自己來完成。

2. 盡量在容器初始化完，開始對外服務。

Spring IOC容器併發條件下，可能發生死鎖

Minor GC ，Full GC 觸發條件

Minor GC ，Full GC 觸發條件

高併發條件下的快取穿透問題

Spring IOC容器併發條件下，可能發生死鎖

Minor GC ，Full GC 觸發條件

Minor GC ，Full GC 觸發條件

高併發條件下的快取穿透問題

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