2023面试笔记四

1、gc导致的cpu冲高

排查是否为gc导致，看如下两点：

gc频率和耗时
内存占用率

（1）gc频率和耗时有两种手段看：

第一种：根据gc日志的打印时间，可确定每次gc间隔的时间和耗时：

使用这种方式的前提是配置了gc日志的打印，参考jvm参数如下：

-XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps -XX:+PrintHeapAtGC -Xloggc:../../logs/gc.log

第二种：使用如下命令，可每隔5s打印一次gc情况，从打印结果可以判断gc频率，在通过YGCT/YGC和FGCT/FGC可以计算出每次gc的耗时。

jstat -gc <java_pid> 5000

Jstat是JDK自带的一个轻量级小工具。它位于java的bin目录下，主要利用JVM内建的指令对Java应用程序的资源和性能进行实时的命令行的监控，包括了对Heap size和垃圾回收状况的监控。

命令用法：jstat [-命令选项] [pid] [间隔时间/毫秒] [查询次数]

若gc频率低，且耗时短，则基本可以排除是gc导致的cpu冲高问题。

S0C：年轻代中 To Survivor 的容量（单位 KB）；
S1C：年轻代中 From Survivor 的容量（单位 KB）；
S0U：年轻代中 To Survivor 目前已使用空间（单位 KB）；
S1U：年轻代中 From Survivor 目前已使用空间（单位 KB）；
EC：年轻代中 Eden 的容量（单位 KB）；
EU：年轻代中 Eden 目前已使用空间（单位 KB）；
OC：老年代的容量（单位 KB）；
OU：老年代目前已使用空间（单位 KB）；
MC：Metaspace 的容量（单位 KB）；
MU：Metaspace 目前已使用空间（单位 KB）；
CCSC：压缩类空间大小
CCSU：压缩类空间使用大小
YGC：从应用程序启动到采样时年轻代中 gc 次数；
YGCT：从应用程序启动到采样时年轻代中 gc 所用时间 (s)；
FGC：从应用程序启动到采样时 old 代（全 gc）gc 次数；
FGCT：从应用程序启动到采样时 old 代（全 gc）gc 所用时间 (s)；
GCT：从应用程序启动到采样时 gc 用的总时间 (s)

（2）jvm内存占用

使用jmap命令导出dump文件

jmap -dump:format=b,file=/tmp/1/dump.hprof 3618

也可以通过arthas工具，导出dump文件

heapdump /tmp/1/dump.hprof

通过堆栈信息分析占用内存的对象是哪些代码。

2、aqs

AbstractQueuedSynchronizer 抽象队列同步器。

抢到资源的线程直接使用处理业务逻辑，抢不到资源的必然涉及一种排队等候机制。抢占资源失败的线程继续去等待(类似银行业务办理窗口都满了，暂时没有受理窗口的顾客只能去候客区排队等候)，但等候线程仍然保留获取锁的可能且获取锁流程仍在继续(候客区的顾客也在等着叫号，轮到了再去受理窗口办理业务)。

既然说到了排队等候机制，那么就一定会有某种队列形成，这样的队列是什么数据结构呢?

如果共享资源被占用，就需要一定的阻塞等待唤醒机制来保证锁分配。这个机制主要用的是CLH队列的变体实现的，将暂时获取不到锁的线程加入到队列中，这个队列就是AQS的抽象表现。它将请求共享资源的线程封装成队列的结点(Node)，通过CAS、自旋以及LockSupportpark)的方式，维护state变量的状态，使并发达到同步的控制效果。
总结：state变量+CLH变种的双端队列(FIFO)

2.1、aqs是什么

AQS同步器是Java并发编程的基础，从资源共享的角度分成独占和共享两种模式，像ReentrantLock、ThreadPoolExecutor、CountDownLatch等都是基于AQS来实现的，如图：

在这里插入图片描述

2.2、AQS同步队列的基本结构

AQS维护了一个头节点（head）和一个尾节点（tail）结构的双向链表，当一个线程获取锁失败时，会将该线程打包成一个Node节点，挂到同步队列尾节点

private transient volatile Node head;//同步队列头结点
private transient volatile Node tail;//同步队列尾结点
private volatile int state;//同步状态

在这里插入图片描述

2.3、从ReentrantLock开始

 * A reentrant mutual exclusion {@link Lock} with the same basic
public class ReentrantLock implements Lock, java.io.Serializable {
    private static final long serialVersionUID = 7373984872572414699L;
    /** Synchronizer providing all implementation mechanics */
    private final Sync sync;

     * Base of synchronization control for this lock. Subclassed
    abstract static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {

     * Sync object for non-fair locks
    static final class NonfairSync extends Sync {

     * Sync object for fair locks
    static final class FairSync extends Sync {

     * Creates an instance of {@code ReentrantLock}.
    public ReentrantLock() {
        sync = new NonfairSync();
    }

     * Creates an instance of {@code ReentrantLock} with the
    public ReentrantLock(boolean fair) {
        sync = fair ? new FairSync() : new NonfairSync();
    }

     * Acquires the lock.
    public void lock() {
        sync.lock();//<------------------------注意，我们从这里入手
    }
        
    * Attempts to release this lock.
    public void unlock() {
        sync.release(1);
    }
    ...
}

从最简单的lock方法开始看看公平和非公平，先浏览下AbstractQueuedSynchronizer，FairSync，NonfairSync类的源码。

public abstract class AbstractQueuedSynchronizer
    extends AbstractOwnableSynchronizer
    implements java.io.Serializable {

	...

     * Acquires in exclusive mode, ignoring interrupts.  Implemented
    public final void acquire(int arg) {//公平锁或非公平锁都会调用这方法
        if (!tryAcquire(arg) &&//0.
            acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))//1. 2.
            selfInterrupt();//3.
    }
    
    //0.
    * Attempts to acquire in exclusive mode. This method should query
    protected boolean tryAcquire(int arg) {//取决于公平锁或非公平锁的实现
        throw new UnsupportedOperationException();
    }
	
    
    //1.
    * Acquires in exclusive uninterruptible mode for thread already in
    final boolean acquireQueued(final Node node, int arg) {
        boolean failed = true;
        try {
            boolean interrupted = false;
            for (;;) {
                final Node p = node.predecessor();
                if (p == head && tryAcquire(arg)) {
                    setHead(node);
                    p.next = null; // help GC
                    failed = false;
                    return interrupted;
                }
                if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
                    parkAndCheckInterrupt())
                    interrupted = true;
            }
        } finally {
            if (failed)
                cancelAcquire(node);
        }
    }
    
    //2.
    * Creates and enqueues node for current thread and given mode.
    private Node addWaiter(Node mode) {
        Node node = new Node(Thread.currentThread(), mode);
        // Try the fast path of enq; backup to full enq on failure
        Node pred = tail;
        if (pred != null) {
            node.prev = pred;
            if (compareAndSetTail(pred, node)) {
                pred.next = node;
                return node;
            }
        }
        enq(node);
        return node;
    }
    
    //3.
    static void selfInterrupt() {
        Thread.currentThread().interrupt();
    }
    
    //这个方法将会被公平锁的tryAcquire()调用
    * Queries whether any threads have been waiting to acquire longer
    public final boolean hasQueuedPredecessors() {
        // The correctness of this depends on head being initialized
        // before tail and on head.next being accurate if the current
        // thread is first in queue.
        Node t = tail; // Read fields in reverse initialization order
        Node h = head;
        Node s;
        return h != t &&
            ((s = h.next) == null || s.thread != Thread.currentThread());
    }
    
    
	...         
}

public class ReentrantLock implements Lock, java.io.Serializable {
    
    ...
    
    //非公平锁与公平锁的公共父类
     * Base of synchronization control for this lock. Subclassed
    abstract static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
    
    	...
        final boolean nonfairTryAcquire(int acquires) {
            final Thread current = Thread.currentThread();
            int c = getState();
            if (c == 0) {
                if (compareAndSetState(0, acquires)) {
                    setExclusiveOwnerThread(current);
                    return true;
                }
            }
            else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {
                int nextc = c + acquires;
                if (nextc < 0) // overflow
                    throw new Error("Maximum lock count exceeded");
                setState(nextc);
                return true;
            }
            return false;
        } 
        ...
    
    }
        
    //非公平锁
	static final class NonfairSync extends Sync {
        private static final long serialVersionUID = 7316153563782823691L;

        /**
         * Performs lock.  Try immediate barge, backing up to normal
         * acquire on failure.
         */
        final void lock() {//<---ReentrantLock初始化为非公平锁时，ReentrantLock.lock()将会调用这
            if (compareAndSetState(0, 1))
                setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());
            else
                acquire(1);//调用父类AbstractQueuedSynchronizer的acquire()
        }

        //acquire()将会间接调用该方法
        protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
            return nonfairTryAcquire(acquires);//调用父类Sync的nonfairTryAcquire()
        }
    }
    
    * Sync object for fair locks
    static final class FairSync extends Sync {
        private static final long serialVersionUID = -3000897897090466540L;

        final void lock() {//<---ReentrantLock初始化为非公平锁时，ReentrantLock.lock()将会调用这
            acquire(1);调用父类AbstractQueuedSynchronizer的acquire()
        }

        //acquire()将会间接调用该方法
         * Fair version of tryAcquire.  Don't grant access unless
        protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
            final Thread current = Thread.currentThread();
            int c = getState();
            if (c == 0) {
                if (!hasQueuedPredecessors() &&//<---公平锁与非公平锁的唯一区别，公平锁调用hasQueuedPredecessors()，而非公平锁没有调用
                    							//hasQueuedPredecessors()在父类AbstractQueuedSynchronizer定义
                    compareAndSetState(0, acquires)) {
                    setExclusiveOwnerThread(current);
                    return true;
                }
            }
            else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {
                int nextc = c + acquires;
                if (nextc < 0)
                    throw new Error("Maximum lock count exceeded");
                setState(nextc);
                return true;
            }
            return false;
        }
    }
    
	...

}

可以明显看出公平锁与非公平锁的lock()方法唯一的区别就在于公平锁在获取同步状态时多了一个限制条件：hasQueuedPredecessors()

hasQueuedPredecessors是公平锁加锁时判断等待队列中是否存在有效节点的方法

hasQueuedPredecessors()中判断了是否需要排队，导致公平锁和非公平锁的差异如下：

公平锁：公平锁讲究先来先到，线程在获取锁时，如果这个锁的等待队列中已经有线程在等待，那么当前线程就会进入等待队列中;

非公平锁：不管是否有等待队列，如果可以获取锁，则立刻占有锁对象。也就是说队列的第一个排队线程在unpark()，之后还是需要竞争锁（存在线程竞争的情况下)
在这里插入图片描述

接下来讲述非公平锁的lock()

整个ReentrantLock 的加锁过程，可以分为三个阶段：

尝试加锁；
加锁失败，线程入队列；
线程入队列后，进入阻赛状态。

ReentrantLock默认是选用非公平锁。

public class ReentrantLock implements Lock, java.io.Serializable {
    
    ...
        
    * Acquires the lock.
    public void lock() {
        sync.lock();//<------------------------注意，我们从这里入手,线程A
    }
    
    abstract static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
        
        ...

        //被NonfairSync的tryAcquire()调用
        final boolean nonfairTryAcquire(int acquires) {
            final Thread current = Thread.currentThread();
            int c = getState();
            if (c == 0) {
                if (compareAndSetState(0, acquires)) {
                    setExclusiveOwnerThread(current);
                    return true;
                }
            }
            else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {
                int nextc = c + acquires;
                if (nextc < 0) // overflow
                    throw new Error("Maximum lock count exceeded");
                setState(nextc);
                return true;
            }
            return false;
        }
        ...

    }
    
    
	//非公平锁
	static final class NonfairSync extends Sync {
        private static final long serialVersionUID = 7316153563782823691L;

        /**
         * Performs lock.  Try immediate barge, backing up to normal
         * acquire on failure.
         */
        final void lock() {//<----线程A的lock.lock()调用该方法
            if (compareAndSetState(0, 1))//AbstractQueuedSynchronizer的方法,刚开始这方法返回true
                setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());//设置独占的所有者线程，显然一开始是线程A
            else
                acquire(1);//稍后紧接着的线程B将会调用该方法。
        }

        //acquire()将会间接调用该方法
        protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
            return nonfairTryAcquire(acquires);//调用父类Sync的nonfairTryAcquire()
        }
        

        
    }
    
    ...
}

public class ReentrantLock implements Lock, java.io.Serializable {
    
    ...
        
    * Acquires the lock.
    public void lock() {
        sync.lock();//<------------------------注意，我们从这里入手,线程B
    }
    
	//非公平锁
	static final class NonfairSync extends Sync {
        private static final long serialVersionUID = 7316153563782823691L;

        /**
         * Performs lock.  Try immediate barge, backing up to normal
         * acquire on failure.
         */
        final void lock() {//<-------------------------线程B的lock.lock()调用该方法
            if (compareAndSetState(0, 1))//这是预定线程A还在工作，这里返回false
                setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());//
            else
                acquire(1);//线程B将会调用该方法，该方法在AbstractQueuedSynchronizer，
            			   //它会调用本类的tryAcquire()方法
        }

        //acquire()将会间接调用该方法
        protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
            return nonfairTryAcquire(acquires);//调用父类Sync的nonfairTryAcquire()
        }
    }

    //非公平锁与公平锁的公共父类
     * Base of synchronization control for this lock. Subclassed
    abstract static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
    
        //acquire()将会间接调用该方法
    	...
        final boolean nonfairTryAcquire(int acquires) {
            final Thread current = Thread.currentThread();//这里是线程B
            int c = getState();//线程A还在工作，c=>1
            if (c == 0) {//false
                if (compareAndSetState(0, acquires)) {
                    setExclusiveOwnerThread(current);
                    return true;
                }
            }
            else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {//(线程B == 线程A) => false
                int nextc = c + acquires;//+1
                if (nextc < 0) // overflow
                    throw new Error("Maximum lock count exceeded");
                setState(nextc);
                return true;
            }
            return false;//最终返回false
        } 
        ...
    
    }
    
    ...
}

public abstract class AbstractQueuedSynchronizer
    extends AbstractOwnableSynchronizer
    implements java.io.Serializable {

	...

     * Acquires in exclusive mode, ignoring interrupts.  Implemented
    public final void acquire(int arg) {
        if (!tryAcquire(arg) &&//线程B调用非公平锁的tryAcquire(), 最终返回false，加上!,也就是true,也就是还要执行下面两行语句
            acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))//下一节论述
            selfInterrupt();
    }
    
    ...
}

public abstract class AbstractQueuedSynchronizer
    extends AbstractOwnableSynchronizer
    implements java.io.Serializable {

	...

     * Acquires in exclusive mode, ignoring interrupts.  Implemented
    public final void acquire(int arg) {
        if (!tryAcquire(arg) &&//线程B调用非公平锁的tryAcquire(), 最终返回false，加上!,也就是true,也就是还要执行下面两行语句
            acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))//线程B加入等待队列
            selfInterrupt();//下一节论述
    }
    
    private Node addWaiter(Node mode) {
        Node node = new Node(Thread.currentThread(), mode);
        // Try the fast path of enq; backup to full enq on failure
        Node pred = tail;
        if (pred != null) {//根据上面一句注释，本语句块的意义是将新节点快速添加至队尾
            node.prev = pred;
            if (compareAndSetTail(pred, node)) {
                pred.next = node;
                return node;
            }
        }
        enq(node);//快速添加至队尾失败，则用这方法调用（可能链表为空，才调用该方法）
        return node;
    }
    
    //Inserts node into queue, initializing if necessary.
    private Node enq(final Node node) {
        for (;;) {
            Node t = tail;
            if (t == null) { // Must initialize
                if (compareAndSetHead(new Node()))//插入一个哨兵节点（或称傀儡节点）
                    tail = head;
            } else {
                node.prev = t;
                if (compareAndSetTail(t, node)) {//真正插入我们需要的节点，也就是包含线程B引用的节点
                    t.next = node;
                    return t;
                }
            }
        }
    }
    
    //CAS head field. Used only by enq.
    private final boolean compareAndSetHead(Node update) {
        return unsafe.compareAndSwapObject(this, headOffset, null, update);
    }

    //CAS tail field. Used only by enq.
    private final boolean compareAndSetTail(Node expect, Node update) {
        return unsafe.compareAndSwapObject(this, tailOffset, expect, update);
    }

    
    ...
}

另外

假设线程B，C还没启动，正在工作线程A重新尝试获得锁，也就是调用lock.lock()多一次

    //非公平锁与公平锁的公共父类fa
     * Base of synchronization control for this lock. Subclassed
    abstract static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
    
    	...
        final boolean nonfairTryAcquire(int acquires) {
            final Thread current = Thread.currentThread();//这里是线程A
            int c = getState();//线程A还在工作，c=>1；如果线程A恰好运行到在这工作完了，c=>0，这时它又要申请锁的话
            if (c == 0) {//线程A正在工作为false;如果线程A恰好工作完，c=>0，这时它又要申请锁的话,则为true
                if (compareAndSetState(0, acquires)) {//线程A重新获得锁
                    setExclusiveOwnerThread(current);//这里相当于NonfairSync.lock()另一重设置吧！
                    return true;
                }
            }
            else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {//(线程A == 线程A) => true
                int nextc = c + acquires;//1+1=>nextc=2
                if (nextc < 0) // overflow
                    throw new Error("Maximum lock count exceeded");
                setState(nextc);//state=2,说明要unlock多两次吧（现在盲猜）
                return true;//返回true
            }
            return false;
        } 
        ...
    
    }

在这里插入图片描述

双向链表中，第一个节点为虚节点(也叫哨兵节点)，其实并不存储任何信息，只是占位。真正的第一个有数据的节点，是从第二个节点开始的。

接下来讨论ReentrantLock.unLock()方法。假设线程A工作结束，调用unLock()，释放锁占用。

public class ReentrantLock implements Lock, java.io.Serializable {
    
    private final Sync sync;

    abstract static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
        
        ...
        // unlock()间接调用本方法，releases传入1
        protected final boolean tryRelease(int releases) {

            int c = getState() - releases;//c为0

            if (Thread.currentThread() != getExclusiveOwnerThread())
                throw new IllegalMonitorStateException();
            boolean free = false;
            if (c == 0) {//c为0，条件为ture，执行if语句块
                free = true;
                // 设置当前占用锁线程为null
                setExclusiveOwnerThread(null);
            }

            setState(c);
            return free;//最后返回true
        }
    	...
    
    }
    
    static final class NonfairSync extends Sync {...}
    
    public ReentrantLock() {
        sync = new NonfairSync();//我们使用的非公平锁
    }
    					//注意！注意！注意！
    public void unlock() {//<----------从这开始，假设线程A工作结束，调用unLock()，释放锁占用

        sync.release(1);//在AbstractQueuedSynchronizer类定义
    }
    
    ...
 
}

public abstract class AbstractQueuedSynchronizer
    extends AbstractOwnableSynchronizer
    implements java.io.Serializable {

    ...
    //1.
    public final boolean release(int arg) {
        //2.
        if (tryRelease(arg)) {//该方法看子类NonfairSync实现，最后返回true
            Node h = head;//返回傀儡节点
            if (h != null && h.waitStatus != 0)//傀儡节点非空，且状态为-1，条件为true，执行if语句
                //7.
                unparkSuccessor(h);
            return true;
        }
        return false;//返回true,false都无所谓了，unlock方法只是简单调用release方法，对返回结果没要求
    }
    
    /**
     * The synchronization state.
     */
    private volatile int state;

    //3.
    protected final int getState() {
        return state;
    }

    //6.
    protected final void setState(int newState) {
        state = newState;
    }
    
    //7. Wakes up node's successor, if one exists.
    //传入傀儡节点
    private void unparkSuccessor(Node node) {
        /*
         * If status is negative (i.e., possibly needing signal) try
         * to clear in anticipation of signalling.  It is OK if this
         * fails or if status is changed by waiting thread.
         */
        int ws = node.waitStatus;//傀儡节点waitStatus为-1
        if (ws < 0)//ws为-1，条件成立，执行if语块
            compareAndSetWaitStatus(node, ws, 0);//8.将傀儡节点waitStatus由-1变为0

        /*
         * Thread to unpark is held in successor, which is normally
         * just the next node.  But if cancelled or apparently null,
         * traverse backwards from tail to find the actual
         * non-cancelled successor.
         */
        Node s = node.next;//傀儡节点的下一节点,也就是带有线程B的节点
        if (s == null || s.waitStatus > 0) {//s非空，s.waitStatus非0，条件为false，不执行if语块
            s = null;
            for (Node t = tail; t != null && t != node; t = t.prev)
                if (t.waitStatus <= 0)
                    s = t;
        }
        if (s != null)//s非空，条件为true，不执行if语块
            LockSupport.unpark(s.thread);//唤醒线程B。运行到这里，线程A的工作基本告一段落了。
    }
    
    //8.
    private static final boolean compareAndSetWaitStatus(Node node,
                                                         int expect,
                                                         int update) {
        return unsafe.compareAndSwapInt(node, waitStatusOffset,
                                        expect, update);
    }
    
    
}

线程A结束工作，调用unlock()的tryRelease()后的状态，state由1变为0，exclusiveOwnerThread由线程A变为null。

在这里插入图片描述

线程B被唤醒，即从原先park()的方法继续运行

public abstract class AbstractQueuedSynchronizer
    extends AbstractOwnableSynchronizer
    implements java.io.Serializable {

     private final boolean parkAndCheckInterrupt() {
        LockSupport.park(this);//线程B从阻塞到非阻塞，继续执行
        return Thread.interrupted();//线程B没有被中断，返回false
    }
    
	...
 
    //Acquires in exclusive uninterruptible mode for thread already inqueue. 
    //Used by condition wait methods as well as acquire.
    //
    //return true if interrupted while waiting
    final boolean acquireQueued(final Node node, int arg) {
        boolean failed = true;
        try {
            boolean interrupted = false;
            for (;;) {
                final Node p = node.predecessor();//线程B所在的节点的前一节点是傀儡节点
                //傀儡节点是头节点，tryAcquire()的说明请移步至#21_AQS源码深度解读03
                //tryAcquire()返回true,线程B成功上位
                if (p == head && tryAcquire(arg)) {
                    setHead(node);//1.将附带线程B的节点的变成新的傀儡节点
                    p.next = null; // help GC//置空原傀儡指针与新的傀儡节点之间的前后驱指针，方便GC回收
                    failed = false;
                    return interrupted;//返回false，跳到2.acquire()
                }
               
                if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) && 
                    //唤醒线程B继续工作，parkAndCheckInterrupt()返回false
                    //if语块不执行，跳到下一循环
                    parkAndCheckInterrupt())//<---------------------------------唤醒线程在这里继续运行
                    interrupted = true;
            }
        } finally {
            if (failed)
                cancelAcquire(node);
        }
    }
    
    //1. 
    private void setHead(Node node) {
        head = node;
        node.thread = null;
        node.prev = null;
    }
    
    //2.
    * Acquires in exclusive mode, ignoring interrupts.  Implemented
    public final void acquire(int arg) {
        if (!tryAcquire(arg) &&
            //acquireQueued()返回fasle,条件为false，if语块不执行，acquire()返回
            //也就是说，线程B成功获得锁，可以展开线程B自己的工作了。
            acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))
            selfInterrupt();//
    }
    
}

最后，线程B上位成功。
在这里插入图片描述

3、spring AOP

springboot1和springboot分别使用了spring4、spring5，对比不同版本aop执行的顺序

3.1、spring4下的aop测试案例

pom文件

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 https://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>1.5.9.RELEASE</version>
        <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
    </parent>
    <groupId>com.example</groupId>
    <artifactId>aoptest</artifactId>
    <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
    <name>aoptest</name>
    <description>Demo project for Spring Boot</description>
    <properties>
        <java.version>8</java.version>
    </properties>
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.aspectj</groupId>
            <artifactId>aspectjrt</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.aspectj</groupId>
            <artifactId>aspectjweaver</artifactId>
        </dependency>
    </dependencies>

    <build>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>

</project>

切面类

package com.example.aoptest.aspect;

import org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint;
import org.aspectj.lang.annotation.*;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Aspect
@Component
public class MyAspect {
    @Before("execution(* com.example.aoptest..*ServiceImpl.*(..))")
    public void beforeNotify() {
        System.out.println("********@Before我是前置通知");
    }

    @After("execution(* com.example.aoptest..*ServiceImpl.*(..))")
    public void afterNotify() {
        System.out.println("********@After我是后置通知");
    }

    @AfterReturning("execution(* com.example.aoptest..*ServiceImpl.*(..))")
    public void afterReturningNotify() {
        System.out.println("********@AfterReturning我是返回后通知");
    }

    @AfterThrowing(" execution(* com.example.aoptest..*ServiceImpl.*(..))")
    public void afterThrowingNotify() {
        System.out.println("********@AfterThrowing我是异常通知");
    }

    @Around(" execution(* com.example.aoptest..*ServiceImpl.*(..))")
    public Object around(ProceedingJoinPoint proceedingJoinPoint) throws Throwable {
        Object retvalue = null;
        System.out.println("我是环绕通知之前AAA");
        retvalue = proceedingJoinPoint.proceed();
        System.out.println("我是环绕通知之后BBB");
        return retvalue ;
    }
}

业务service

package com.example.aoptest.service.impl;

import com.example.aoptest.service.HelloService;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Component
public class HelloServiceImpl implements HelloService {
    @Override
    public void helloWorld() {
        System.out.println("=========hello world");
    }
}

测试类

package com.example.aoptest;

import com.example.aoptest.service.HelloService;
import org.junit.Test;
import org.junit.runner.RunWith;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;
import org.springframework.test.context.junit4.SpringRunner;

import javax.annotation.Resource;

@SpringBootTest
@RunWith(SpringRunner.class)
public class AopTest {

	@Resource
	private HelloService helloService;
	
	@Test
	public void testAop4() {

		helloService.helloWorld();
	}
}

aop执行顺序

我是环绕通知之前AAA
********@Before我是前置通知
=========hello world
我是环绕通知之后BBB
********@After我是后置通知
********@AfterReturning我是返回后通知

业务service发生异常的情况下aop执行顺序

我是环绕通知之前AAA
********@Before我是前置通知
********@After我是后置通知
********@AfterThrowing我是异常通知

java.lang.ArithmeticException: / by zero

3.2、spring5下的aop测试案例

修改pom文件中springboot版本为2.4.4

修改单元测试类

package com.example.aoptest;

import com.example.aoptest.service.HelloService;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;

import javax.annotation.Resource;

@SpringBootTest
public class AopTest {

	@Resource
	private HelloService helloService;
	
	@Test
	public void testAop4() {
		helloService.helloWorld();
	}
}

aop执行顺序

我是环绕通知之前AAA
********@Before我是前置通知
=========hello world
********@AfterReturning我是返回后通知
********@After我是后置通知
我是环绕通知之后BBB

业务service发生异常的情况下aop执行顺序

我是环绕通知之前AAA
********@Before我是前置通知
********@AfterThrowing我是异常通知
********@After我是后置通知

java.lang.ArithmeticException: / by zero

4、spring循环依赖

spring默认的单例(Singleton)的场景是支持循环依赖

spring内部通过3级缓存来解决循环依赖 - DefaultSingletonBeanRegistry

只有单例的bean会通过三级缓存提前暴露来解决循环依赖的问题，而非单例的bean，每次从容器中获取都是一个新的对象，都会重新创建，所以非单例的bean是没有缓存的，不会将其放到三级缓存中。

第一级缓存（也叫单例池）singletonObjects：存放已经经历了完整生命周期的Bean对象。

第二级缓存：earlySingletonObjects，存放早期暴露出来的Bean对象，Bean的生命周期未结束（属性还未填充完。

第三级缓存：Map<String, ObjectFactory<?>> singletonFactories，存放可以生成Bean的工厂。

4.1、哪些循环依赖Spring无法解决

prototype 类型的循环依赖
constructor 注入的循环依赖
@Async 标记的类产生的代理 bean 发生循环依赖（@Async 标记产生的循环依赖本地可能正常，打包启动报错）

4.2、spring循环依赖debug前置知识

实例化 - 内存中申请一块内存空间，如同租赁好房子，自己的家当还未搬来。

初始化属性填充 - 完成属性的各种赋值，如同装修，家具，家电进场。

3个Map和四大方法，总体相关对象

在这里插入图片描述

package org.springframework.beans.factory.support;

...

public class DefaultSingletonBeanRegistry extends SimpleAliasRegistry implements SingletonBeanRegistry {

	...

	/** 
	单例对象的缓存:bean名称—bean实例，即:所谓的单例池。
	表示已经经历了完整生命周期的Bean对象
	第一级缓存
	*/
	private final Map<String, Object> singletonObjects = new ConcurrentHashMap<>(256);

	/**
	早期的单例对象的高速缓存: bean名称—bean实例。
	表示 Bean的生命周期还没走完（Bean的属性还未填充）就把这个 Bean存入该缓存中也就是实例化但未初始化的 bean放入该缓存里
	第二级缓存
	*/
	private final Map<String, Object> earlySingletonObjects = new HashMap<>(16);

	/**
	单例工厂的高速缓存:bean名称—ObjectFactory
	表示存放生成 bean的工厂
	第三级缓存
	*/
	private final Map<String, ObjectFactory<?>> singletonFactories = new HashMap<>(16);
 
    ...
    
}

A / B两对象在三级缓存中的迁移说明

A创建过程中需要B，于是A将自己放到三级缓里面，去实例化B。
B实例化的时候发现需要A，于是B先查一级缓存，没有，再查二级缓存，还是没有，再查三级缓存，找到了A然后把三级缓存里面的这个A放到二级缓存里面，并删除三级缓存里面的A。
B顺利初始化完毕，将自己放到一级缓存里面（此时B里面的A依然是创建中状态)，然后回来接着创建A，此时B已经创建结束，直接从一级缓存里面拿到B，然后完成创建，并将A自己放到一级缓存里面。

Spring为了解决单例的循坏依赖问题，使用了三级缓存：

其中一级缓存为单例池(singletonObjects)。

二级缓存为提前曝光对象(earlySingletonObjects)。

三级级存为提前曝光对象工厂(singletonFactories) 。

假设A、B循环引用，实例化A的时候就将其放入三级缓存中，接着填充属性的时候，发现依赖了B，同样的流程也是实例化后放入三级缓存，接着去填充属性时又发现自己依赖A，这时候从缓存中查找到早期暴露的A，没有AOP代理的话，直接将A的原始对象注入B，完成B的初始化后，进行属性填充和初始化，这时候B完成后，就去完成剩下的A的步骤，如果有AOP代理，就进行AOP处理获取代理后的对象A，注入B，走剩下的流程。

在这里插入图片描述

4.3 debug循环依赖源码(注解)

4.3.1 源码跟踪

进入SpringApplication.run，源码一

	/**
	 * Run the Spring application, creating and refreshing a new
	 * {@link ApplicationContext}.
	 * @param args the application arguments (usually passed from a Java main method)
	 * @return a running {@link ApplicationContext}
	 */
	public ConfigurableApplicationContext run(String... args) {
		StopWatch stopWatch = new StopWatch();
		stopWatch.start();
		DefaultBootstrapContext bootstrapContext = createBootstrapContext();
		ConfigurableApplicationContext context = null;
		configureHeadlessProperty();
		SpringApplicationRunListeners listeners = getRunListeners(args);
		listeners.starting(bootstrapContext, this.mainApplicationClass);
		try {
			ApplicationArguments applicationArguments = new DefaultApplicationArguments(args);
			ConfigurableEnvironment environment = prepareEnvironment(listeners, bootstrapContext, applicationArguments);
			configureIgnoreBeanInfo(environment);
			Banner printedBanner = printBanner(environment);
			context = createApplicationContext();
			context.setApplicationStartup(this.applicationStartup);
			prepareContext(bootstrapContext, context, environment, listeners, applicationArguments, printedBanner);
			refreshContext(context); // 这一步创建了循环依赖对象
			afterRefresh(context, applicationArguments);
			stopWatch.stop();
			if (this.logStartupInfo) {
				new StartupInfoLogger(this.mainApplicationClass).logStarted(getApplicationLog(), stopWatch);
			}
			listeners.started(context);
			callRunners(context, applicationArguments);
		}
		catch (Throwable ex) {
			handleRunFailure(context, ex, listeners);
			throw new IllegalStateException(ex);
		}

		try {
			listeners.running(context);
		}
		catch (Throwable ex) {
			handleRunFailure(context, ex, null);
			throw new IllegalStateException(ex);
		}
		return context;
	}

进入refreshContext(context)，经过几次断点，最终进入refresh()方法，源码二

@Override
	public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
		synchronized (this.startupShutdownMonitor) {
			StartupStep contextRefresh = this.applicationStartup.start("spring.context.refresh");

			// Prepare this context for refreshing.
			prepareRefresh();

			// Tell the subclass to refresh the internal bean factory.
			ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();

			// Prepare the bean factory for use in this context.
			prepareBeanFactory(beanFactory);

			try {
				// Allows post-processing of the bean factory in context subclasses.
				postProcessBeanFactory(beanFactory);

				StartupStep beanPostProcess = this.applicationStartup.start("spring.context.beans.post-process");
				// Invoke factory processors registered as beans in the context.
				invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);

				// Register bean processors that intercept bean creation.
				registerBeanPostProcessors(beanFactory);
				beanPostProcess.end();

				// Initialize message source for this context.
				initMessageSource();

				// Initialize event multicaster for this context.
				initApplicationEventMulticaster();

				// Initialize other special beans in specific context subclasses.
				onRefresh();

				// Check for listener beans and register them.
				registerListeners();

				// 重点关注点是这里
				// Instantiate all remaining (non-lazy-init) singletons.
				finishBeanFactoryInitialization(beanFactory); // 这一步创建了循环依赖对象

				// Last step: publish corresponding event.
				finishRefresh();
			}

			catch (BeansException ex) {
				if (logger.isWarnEnabled()) {
					logger.warn("Exception encountered during context initialization - " +
							"cancelling refresh attempt: " + ex);
				}

				// Destroy already created singletons to avoid dangling resources.
				destroyBeans();

				// Reset 'active' flag.
				cancelRefresh(ex);

				// Propagate exception to caller.
				throw ex;
			}

			finally {
				// Reset common introspection caches in Spring's core, since we
				// might not ever need metadata for singleton beans anymore...
				resetCommonCaches();
				contextRefresh.end();
			}
		}
	}

finishBeanFactoryInitialization(beanFactory)，源码三

/**
	 * Finish the initialization of this context's bean factory,
	 * initializing all remaining singleton beans.
	 */
	protected void finishBeanFactoryInitialization(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) {
		// Initialize conversion service for this context.
		if (beanFactory.containsBean(CONVERSION_SERVICE_BEAN_NAME) &&
				beanFactory.isTypeMatch(CONVERSION_SERVICE_BEAN_NAME, ConversionService.class)) {
			beanFactory.setConversionService(
					beanFactory.getBean(CONVERSION_SERVICE_BEAN_NAME, ConversionService.class));
		}

		// Register a default embedded value resolver if no BeanFactoryPostProcessor
		// (such as a PropertySourcesPlaceholderConfigurer bean) registered any before:
		// at this point, primarily for resolution in annotation attribute values.
		if (!beanFactory.hasEmbeddedValueResolver()) {
			beanFactory.addEmbeddedValueResolver(strVal -> getEnvironment().resolvePlaceholders(strVal));
		}

		// Initialize LoadTimeWeaverAware beans early to allow for registering their transformers early.
		String[] weaverAwareNames = beanFactory.getBeanNamesForType(LoadTimeWeaverAware.class, false, false);
		for (String weaverAwareName : weaverAwareNames) {
			getBean(weaverAwareName);
		}

		// Stop using the temporary ClassLoader for type matching.
		beanFactory.setTempClassLoader(null);

		// Allow for caching all bean definition metadata, not expecting further changes.
		beanFactory.freezeConfiguration();

		// Instantiate all remaining (non-lazy-init) singletons.
		beanFactory.preInstantiateSingletons(); // 这一步创建了循环依赖对象
	}

进入beanFactory.preInstantiateSingletons()，源码四

@Override
	public void preInstantiateSingletons() throws BeansException {
		if (logger.isTraceEnabled()) {
			logger.trace("Pre-instantiating singletons in " + this);
		}

		// Iterate over a copy to allow for init methods which in turn register new bean definitions.
		// While this may not be part of the regular factory bootstrap, it does otherwise work fine.
		List<String> beanNames = new ArrayList<>(this.beanDefinitionNames);

		// 这里要注意beanNames有很多，找到创建a、b实例的循环，再继续向下debug
		// Trigger initialization of all non-lazy singleton beans...
		for (String beanName : beanNames) {
			RootBeanDefinition bd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName);
			if (!bd.isAbstract() && bd.isSingleton() && !bd.isLazyInit()) {
				// 对象类型是不是FactoryBean
				if (isFactoryBean(beanName)) {
					Object bean = getBean(FACTORY_BEAN_PREFIX + beanName);
					if (bean instanceof FactoryBean) {
						FactoryBean<?> factory = (FactoryBean<?>) bean;
						boolean isEagerInit;
						if (System.getSecurityManager() != null && factory instanceof SmartFactoryBean) {
							isEagerInit = AccessController.doPrivileged(
									(PrivilegedAction<Boolean>) ((SmartFactoryBean<?>) factory)::isEagerInit,
									getAccessControlContext());
						}
						else {
							isEagerInit = (factory instanceof SmartFactoryBean &&
									((SmartFactoryBean<?>) factory).isEagerInit());
						}
						if (isEagerInit) {
							getBean(beanName);
						}
					}
				}
				else {
					getBean(beanName);
				}
			}
		}

		// Trigger post-initialization callback for all applicable beans...
		for (String beanName : beanNames) {
			Object singletonInstance = getSingleton(beanName);
			if (singletonInstance instanceof SmartInitializingSingleton) {
				StartupStep smartInitialize = this.getApplicationStartup().start("spring.beans.smart-initialize")
						.tag("beanName", beanName);
				SmartInitializingSingleton smartSingleton = (SmartInitializingSingleton) singletonInstance;
				if (System.getSecurityManager() != null) {
					AccessController.doPrivileged((PrivilegedAction<Object>) () -> {
						smartSingleton.afterSingletonsInstantiated();
						return null;
					}, getAccessControlContext());
				}
				else {
					smartSingleton.afterSingletonsInstantiated();
				}
				smartInitialize.end();
			}
		}
	}

a的类型不是FactoryBean，走else进入getBean(beanName)，源码五

protected <T> T doGetBean(
			String name, @Nullable Class<T> requiredType, @Nullable Object[] args, boolean typeCheckOnly)
			throws BeansException {

		String beanName = transformedBeanName(name);
		Object beanInstance;

		// Eagerly check singleton cache for manually registered singletons.
		Object sharedInstance = getSingleton(beanName);  // 第一个getSingleton
		if (sharedInstance != null && args == null) {
			beanInstance = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, null);
		}

		else {
			......

			if (!typeCheckOnly) {
				markBeanAsCreated(beanName);
			}

			StartupStep beanCreation = this.applicationStartup.start("spring.beans.instantiate")
					.tag("beanName", name);
			try {
				if (requiredType != null) {
					beanCreation.tag("beanType", requiredType::toString);
				}
				RootBeanDefinition mbd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName);
				checkMergedBeanDefinition(mbd, beanName, args);

				// Guarantee initialization of beans that the current bean depends on.
				String[] dependsOn = mbd.getDependsOn();
				if (dependsOn != null) {
					for (String dep : dependsOn) {
						if (isDependent(beanName, dep)) {
							throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName,
									"Circular depends-on relationship between '" + beanName + "' and '" + dep + "'");
						}
						registerDependentBean(dep, beanName);
						try {
							getBean(dep);
						}
						catch (NoSuchBeanDefinitionException ex) {
							throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName,
									"'" + beanName + "' depends on missing bean '" + dep + "'", ex);
						}
					}
				}

				// Create bean instance.
				if (mbd.isSingleton()) {
					// 第二个getSingleton，注意和第一个getSingleton不相同，是重载方法
					sharedInstance = getSingleton(beanName, () -> {
						try {
							return createBean(beanName, mbd, args); 
						}
						catch (BeansException ex) {
							// Explicitly remove instance from singleton cache: It might have been put there
							// eagerly by the creation process, to allow for circular reference resolution.
							// Also remove any beans that received a temporary reference to the bean.
							destroySingleton(beanName);
							throw ex;
						}
					});
					beanInstance = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, mbd);
				}
				.......
			}
			catch (BeansException ex) {
				......
			}
			finally {
				beanCreation.end();
			}
		}
		return adaptBeanInstance(name, beanInstance, requiredType);
	}

第一个getSingleton，源码六

	@Override
	@Nullable
	public Object getSingleton(String beanName) {
		return getSingleton(beanName, true);
	}

继续进入getSingleton，源码七

/**
	 * Return the (raw) singleton object registered under the given name.
	 * <p>Checks already instantiated singletons and also allows for an early
	 * reference to a currently created singleton (resolving a circular reference).
	 * @param beanName the name of the bean to look for
	 * @param allowEarlyReference whether early references should be created or not
	 * @return the registered singleton object, or {@code null} if none found
	 */
	@Nullable
	protected Object getSingleton(String beanName, boolean allowEarlyReference) {
		// 1级缓存
		// Quick check for existing instance without full singleton lock
		Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
		// 1级缓存拿不到，则去2级缓存拿
		// 不要忽略isSingletonCurrentlyInCreation这个方法，得益于这个方法，我们才能终止循环，下文会详解
		if (singletonObject == null && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
			// 2级缓存
			singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName);
			// 注意，如果allowEarlyReference是false，则不会进入
			if (singletonObject == null && allowEarlyReference) {
				synchronized (this.singletonObjects) {
					// Consistent creation of early reference within full singleton lock
					singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
					if (singletonObject == null) {
						singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName);
						if (singletonObject == null) {
							// 则从3级缓存加载，最后移动到2级缓存
							ObjectFactory<?> singletonFactory = this.singletonFactories.get(beanName);
							if (singletonFactory != null) {
								// 调用3级缓存，getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean)
								singletonObject = singletonFactory.getObject();
								// 放入2级缓存
								this.earlySingletonObjects.put(beanName, singletonObject);
								// 从3级缓存移除
								this.singletonFactories.remove(beanName);
							}
						}
					}
				}
			}
		}
		return singletonObject;
	}

第二个getSingleton，源码八

/**
	 * Return the (raw) singleton object registered under the given name,
	 * creating and registering a new one if none registered yet.
	 * @param beanName the name of the bean
	 * @param singletonFactory the ObjectFactory to lazily create the singleton
	 * with, if necessary
	 * @return the registered singleton object
	 */
	public Object getSingleton(String beanName, ObjectFactory<?> singletonFactory) {
		Assert.notNull(beanName, "Bean name must not be null");
		synchronized (this.singletonObjects) {
			Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
			if (singletonObject == null) {
				if (this.singletonsCurrentlyInDestruction) {
					throw new BeanCreationNotAllowedException(beanName,
							"Singleton bean creation not allowed while singletons of this factory are in destruction " +
							"(Do not request a bean from a BeanFactory in a destroy method implementation!)");
				}
				if (logger.isDebugEnabled()) {
					logger.debug("Creating shared instance of singleton bean '" + beanName + "'");
				}
				// beforeSingletonCreation设置第一个getSingleton方法中的isSingletonCurrentlyInCreation数据(4.3.2)
				beforeSingletonCreation(beanName);
				boolean newSingleton = false;
				boolean recordSuppressedExceptions = (this.suppressedExceptions == null);
				if (recordSuppressedExceptions) {
					this.suppressedExceptions = new LinkedHashSet<>();
				}
				try {
					singletonObject = singletonFactory.getObject();
					newSingleton = true;
				}
				catch (IllegalStateException ex) {
					// Has the singleton object implicitly appeared in the meantime ->
					// if yes, proceed with it since the exception indicates that state.
					singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
					if (singletonObject == null) {
						throw ex;
					}
				}
				catch (BeanCreationException ex) {
					if (recordSuppressedExceptions) {
						for (Exception suppressedException : this.suppressedExceptions) {
							ex.addRelatedCause(suppressedException);
						}
					}
					throw ex;
				}
				finally {
					if (recordSuppressedExceptions) {
						this.suppressedExceptions = null;
					}
					// 没看懂这一步作用是什么
					afterSingletonCreation(beanName);
				}
				if (newSingleton) {
					addSingleton(beanName, singletonObject);
				}
			}
			return singletonObject;
		}
	}

第二个getSingleton调用createBean，在createBean中调用doCreateBean，实际创建bean，源码九

/**
	 * Actually create the specified bean. Pre-creation processing has already happened
	 * at this point, e.g. checking {@code postProcessBeforeInstantiation} callbacks.
	 * <p>Differentiates between default bean instantiation, use of a
	 * factory method, and autowiring a constructor.
	 * @param beanName the name of the bean
	 * @param mbd the merged bean definition for the bean
	 * @param args explicit arguments to use for constructor or factory method invocation
	 * @return a new instance of the bean
	 * @throws BeanCreationException if the bean could not be created
	 * @see #instantiateBean
	 * @see #instantiateUsingFactoryMethod
	 * @see #autowireConstructor
	 */
	protected Object doCreateBean(String beanName, RootBeanDefinition mbd, @Nullable Object[] args)
			throws BeanCreationException {
		......

		// 如果是循环引用，在为bean填充属性前，先走addSingletonFactory放入三级缓存
		// Eagerly cache singletons to be able to resolve circular references
		// even when triggered by lifecycle interfaces like BeanFactoryAware.
		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");
			}
			// 放入三级缓存
			addSingletonFactory(beanName, () -> getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean));
		}

		// Initialize the bean instance.
		Object exposedObject = bean;
		try {
			// 填充bean的属性
			populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);
			exposedObject = initializeBean(beanName, exposedObject, mbd);
		}
		catch (Throwable ex) {
			......
		}

		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.");
					}
				}
			}
		}

		// Register bean as disposable.
		try {
			registerDisposableBeanIfNecessary(beanName, bean, mbd);
		}
		catch (BeanDefinitionValidationException ex) {
			throw new BeanCreationException(
					mbd.getResourceDescription(), beanName, "Invalid destruction signature", ex);
		}

		return exposedObject;
	}

创建bean的时候先放入三级缓存addSingletonFactory，源码十

/**
	 * Add the given singleton factory for building the specified singleton
	 * if necessary.
	 * <p>To be called for eager registration of singletons, e.g. to be able to
	 * resolve circular references.
	 * @param beanName the name of the bean
	 * @param singletonFactory the factory for the singleton object
	 */
	protected void addSingletonFactory(String beanName, ObjectFactory<?> singletonFactory) {
		Assert.notNull(singletonFactory, "Singleton factory must not be null");
		synchronized (this.singletonObjects) {
			if (!this.singletonObjects.containsKey(beanName)) {
				// 放入三级缓存
				this.singletonFactories.put(beanName, singletonFactory);
				// 从二级缓存移除
				this.earlySingletonObjects.remove(beanName);
				// 放入registeredSingletons中
				this.registeredSingletons.add(beanName);
			}
		}
	}

然后填充bean的属性populateBean，源码十一

/**
	 * Populate the bean instance in the given BeanWrapper with the property values
	 * from the bean definition.
	 * @param beanName the name of the bean
	 * @param mbd the bean definition for the bean
	 * @param bw the BeanWrapper with bean instance
	 */
	@SuppressWarnings("deprecation")  // for postProcessPropertyValues
	protected void populateBean(String beanName, RootBeanDefinition mbd, @Nullable BeanWrapper bw) {
		......

		PropertyDescriptor[] filteredPds = null;
		if (hasInstAwareBpps) {
			if (pvs == null) {
				pvs = mbd.getPropertyValues();
			}
			for (InstantiationAwareBeanPostProcessor bp : getBeanPostProcessorCache().instantiationAware) {
				// 在这里会对@Autowire标记的属性进行依赖注入
				PropertyValues pvsToUse = bp.postProcessProperties(pvs, bw.getWrappedInstance(), beanName);
				if (pvsToUse == null) {
					if (filteredPds == null) {
						filteredPds = filterPropertyDescriptorsForDependencyCheck(bw, mbd.allowCaching);
					}
					// 对解析完但未设置的属性再进行处理
					pvsToUse = bp.postProcessPropertyValues(pvs, filteredPds, bw.getWrappedInstance(), beanName);
					if (pvsToUse == null) {
						return;
					}
				}
				pvs = pvsToUse;
			}
		}
		if (needsDepCheck) {
			if (filteredPds == null) {
				filteredPds = filterPropertyDescriptorsForDependencyCheck(bw, mbd.allowCaching);
			}
			checkDependencies(beanName, mbd, filteredPds, pvs);
		}

		if (pvs != null) {
			applyPropertyValues(beanName, mbd, bw, pvs);
		}
	}

postProcessPropertyValues这个方法为一个默认的钩子方法，有默认的实现。直接返回null，源码十二

@Nullable
	default PropertyValues postProcessProperties(PropertyValues pvs, Object bean, String beanName)
			throws BeansException {

		return null;
	}

调用AutowiredAnnotationBeanPostProcessor的postProcessProperties()方法，在方法中，首先获取类中@Autowired注解的元信息，再通过inject()方法从容器中获取对象利用反射进行注入，如果容器中不包含该Bean，则同样使用getBean()方法进行获取，源码十三

@Override
	public PropertyValues postProcessProperties(PropertyValues pvs, Object bean, String beanName) {
		// 获取指定类中@Autowire相关注解的元信息
		InjectionMetadata metadata = findAutowiringMetadata(beanName, bean.getClass(), pvs);
		try {
			// 对bean的属性进行自动注入
			metadata.inject(bean, beanName, pvs);
		}
		catch (BeanCreationException ex) {
			throw ex;
		}
		catch (Throwable ex) {
			throw new BeanCreationException(beanName, "Injection of autowired dependencies failed", ex);
		}
		return pvs;
	}

源码八中的addSingleton也就是4.2中的图例的最后一步addSingleton，从二、三级缓存移动到一级缓存，源码十四

/**
	 * Add the given singleton object to the singleton cache of this factory.
	 * <p>To be called for eager registration of singletons.
	 * @param beanName the name of the bean
	 * @param singletonObject the singleton object
	 */
	protected void addSingleton(String beanName, Object singletonObject) {
		synchronized (this.singletonObjects) {
			// 放入一级缓存
			this.singletonObjects.put(beanName, singletonObject);
			// 从三级缓存移除
			this.singletonFactories.remove(beanName);
			// 从二级缓存移除
			this.earlySingletonObjects.remove(beanName);
			// 放入registeredSingletons中
			this.registeredSingletons.add(beanName);
		}
	}

4.3.2两个需要注意的点

isSingletonCurrentlyInCreation循环终止条件判断

singletonsCurrentlyInCreation是一个Set集合，存放正在创建的bean，在Bean开始创建时放入

4.3.1第一个getSingleton中的singletonsCurrentlyInCreation源码如下，如果一个bean存在于该set中，则开始调用第3级缓存中的方法，产生bean。

/**
	 * Return whether the specified singleton bean is currently in creation
	 * (within the entire factory).
	 * @param beanName the name of the bean
	 */
	public boolean isSingletonCurrentlyInCreation(String beanName) {
		return this.singletonsCurrentlyInCreation.contains(beanName);
	}

singletonsCurrentlyInCreation中的数据来自于第二个getSingleton中调用的beforeSingletonCreation

/**
	 * Callback before singleton creation.
	 * <p>The default implementation register the singleton as currently in creation.
	 * @param beanName the name of the singleton about to be created
	 * @see #isSingletonCurrentlyInCreation
	 */
	protected void beforeSingletonCreation(String beanName) {
		// 如果inCreationCheckExclusions中不包含就添加
		if (!this.inCreationCheckExclusions.contains(beanName) && !this.singletonsCurrentlyInCreation.add(beanName)) {
			throw new BeanCurrentlyInCreationException(beanName);
		}
	}

第二个getSingleton中调用的afterSingletonCreation(beanName)，如果不包含没必要remove，如果包含beanName，取反为false，后面的移除也不会走，没看懂作用是什么

/**
	 * Callback after singleton creation.
	 * <p>The default implementation marks the singleton as not in creation anymore.
	 * @param beanName the name of the singleton that has been created
	 * @see #isSingletonCurrentlyInCreation
	 */
	protected void afterSingletonCreation(String beanName) {
		if (!this.inCreationCheckExclusions.contains(beanName) && !this.singletonsCurrentlyInCreation.remove(beanName)) {
			throw new IllegalStateException("Singleton '" + beanName + "' isn't currently in creation");
		}
	}

allowEarlyReference

boolean类型的变量，
注意，根据上面的代码，只有allowEarlyReference为true，才能调用第3级缓存！
而调用完第3级缓存，马上会移动到第2级缓存！

而只有一个地方该参数是true：

在这里插入图片描述

而这唯一传参true的地方就在4.3.1源码六。

所以这就说明了，当递归创建bean的时候，如果发现成环了，那么就开始调用第三级缓存。
所以并不是所有的bean都会用到第3级缓存，甚至只是少数bean才会用到。

5、redis分布式锁

5.1 第一版

Redis具有极高的性能，且其命令对分布式锁支持友好，借助SET命令即可实现加锁处理。

EX seconds – Set the specified expire time, in seconds.
PX milliseconds – Set the specified expire time, in milliseconds.
NX – Only set the key if it does not already exist.
XX – Only set the key if it already exist.

在Java层面

public static final String REDIS_LOCK = "redis_lock";

@Autowired
private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;

public void m(){
    String value = UUID.randomUUID().toString() + Thread.currentThread().getName();

    Boolean flag = stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(REDIS_LOCK, value);


    if(!flag) {
        return "抢锁失败";
    }
 
    ...//业务逻辑
    
    stringRedisTemplate.delete(REDIS_LOCK);
}

5.2 第二版

上面Java源码分布式锁问题：出现异常的话，可能无法释放锁，必须要在代码层面finally释放锁。

解决方法：try…finally…

public static final String REDIS_LOCK = "redis_lock";

@Autowired
private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;

public void m(){
    String value = UUID.randomUUID().toString() + Thread.currentThread().getName();

    try{
		Boolean flag = stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(REDIS_LOCK, value);

   		if(!flag) {
        	return "抢锁失败";
	    }
        
    	...//业务逻辑
            
    }finally{
	    stringRedisTemplate.delete(REDIS_LOCK);   
    }
}

5.3 第三版

另一个问题：部署了微服务jar包的机器挂了，代码层面根本没有走到finally这块，没办法保证解锁，这个key没有被删除，需要加入一个过期时间限定key。

public static final String REDIS_LOCK = "redis_lock";

@Autowired
private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;

public void m(){
    String value = UUID.randomUUID().toString() + Thread.currentThread().getName();

    try{
		Boolean flag = stringRedisTemplate.opsForValue()//使用另一个带有设置超时操作的方法
            .setIfAbsent(REDIS_LOCK, value, 10L, TimeUnit.SECONDS);
		//设定时间
        //stringRedisTemplate.expire(REDIS_LOCK, 10L, TimeUnit.SECONDS);
        
   		if(!flag) {
        	return "抢锁失败";
	    }
        
    	...//业务逻辑
            
    }finally{
	    stringRedisTemplate.delete(REDIS_LOCK);   
    }
}

5.4 第四版

另一个新问题：张冠李戴，删除了别人的锁

在这里插入图片描述

解决方法：只能自己删除自己的，不许动别人的。

public static final String REDIS_LOCK = "redis_lock";

@Autowired
private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;

public void m(){
    String value = UUID.randomUUID().toString() + Thread.currentThread().getName();

    try{
		Boolean flag = stringRedisTemplate.opsForValue()//使用另一个带有设置超时操作的方法
            .setIfAbsent(REDIS_LOCK, value, 10L, TimeUnit.SECONDS);
		//设定时间
        //stringRedisTemplate.expire(REDIS_LOCK, 10L, TimeUnit.SECONDS);
        
   		if(!flag) {
        	return "抢锁失败";
	    }
        
    	...//业务逻辑
            
    }finally{
        if(stringRedisTemplate.opsForValue().get(REDIS_LOCK).equals(value)) {
            stringRedisTemplate.delete(REDIS_LOCK);
        }
    }
}

新的问题，finally块的判断 + del删除操作不是原子性的

用lua脚本或者用redis自身的事务

事务介绍

可以一次执行多个命令，本质是一组命令的集合。一个事务中的所有命令都会序列化，按顺序地串行化执行而不会被其它命令插入，不许加塞。

一个队列中，一次性、顺序性、排他性的执行一系列命令。

命令	描述
DISCARD	取消事务，放弃执行事务块内的所有命令。
EXEC	执行所有事务块内的命令。
MULTI	标记一个事务块的开始。
UNWATCH	取消 WATCH 命令对所有 key 的监视。
WATCH key [key …]	监视一个(或多个) key ，如果在事务执行之前这个(或这些) key 被其他命令所改动，那么事务将被打断。

官网文档http://www.redis.cn/topics/transactions.html

5.5 第五版

用redis自身的事务解决第四版的问题

public static final String REDIS_LOCK = "redis_lock";

@Autowired
private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;

public void m(){
    String value = UUID.randomUUID().toString() + Thread.currentThread().getName();

    try{
		Boolean flag = stringRedisTemplate.opsForValue()//使用另一个带有设置超时操作的方法
            .setIfAbsent(REDIS_LOCK, value, 10L, TimeUnit.SECONDS);
		//设定时间
        //stringRedisTemplate.expire(REDIS_LOCK, 10L, TimeUnit.SECONDS);
        
   		if(!flag) {
        	return "抢锁失败";
	    }
        
    	...//业务逻辑
            
    }finally{
        while(true){
            stringRedisTemplate.watch(REDIS_LOCK);
            if(stringRedisTemplate.opsForValue().get(REDIS_LOCK).equalsIgnoreCase(value)){
                stringRedisTemplate.setEnableTransactionSupport(true);
                stringRedisTemplate.multi();
                stringRedisTemplate.delete(REDIS_LOCK);
                List<Object> list = stringRedisTemplate.exec();
                if (list == null) {
                    continue;
                }
            }
            stringRedisTemplate.unwatch();
            break;
        } 
    }
}

5.6 第六版

第五版任然有两个问题

1、如何确保RedisLock过期时间大于业务执行时间

2、redis集群模式下master设置锁成功会立即返回，如果在这个信息同步下发给其他slave之前，master宕机，master降级为slave，这个锁信息就会丢失。

Redis分布式锁如何续期？

集群 + CAP对比ZooKeeper 对比ZooKeeper，重点，CAP

Redis - AP -redis异步复制造成的锁丢失，比如：主节点没来的及把刚刚set进来这条数据给从节点，就挂了。
ZooKeeper - CP
CAP

C：Consistency（强一致性）
A：Availability（可用性）
P：Partition tolerance（分区容错性）
综上所述

Redis集群环境下，我们自己写的也不OK，直接上RedLock之Redisson落地实现。

public static final String REDIS_LOCK = "REDIS_LOCK";

@Autowired
private Redisson redisson;

@GetMapping("/doSomething")
public String doSomething(){

    RLock redissonLock = redisson.getLock(REDIS_LOCK);
    redissonLock.lock();
    try {
        //doSomething
    }finally {
    	//添加后，更保险
		if(redissonLock.isLocked() && redissonLock.isHeldByCurrentThread()) {
    		redissonLock.unlock();
    	}
    }
}

可避免如下异常：

IllegalMonitorStateException: attempt to unlock lock，not loked by current thread by node id:da6385f-81a5-4e6c-b8c0

6、redis内存设置

redis默认内存多少可以用？

如果不设置最大内存大小或者设置最大内存大小为0，在64位操作系统下不限制内存大小，在32位操作系统下最多使用3GB内存

一般生产上你如何配置？

一般推荐Redis设置内存为最大物理内存的四分之三。

如何修改redis内存设置

修改配置文件redis.conf的maxmemory参数，如：

maxmemory 104857600

通过命令修改

config set maxmemory 1024
config get maxmemory

什么命令查看redis内存使用情况?

info memory

真要打满了会怎么样？如果Redis内存使用超出了设置的最大值会怎样?

(error) OOM command not allowed when used memory > 'maxmemory'.

如果一个键是过期的，那它到了过期时间之后是不是马上就从内存中被被删除呢？

三种不同的删除策略

定时删除 - 总结：对CPU不友好，用处理器性能换取存储空间（拿时间换空间）
惰性删除 - 总结：对memory不友好，用存储空间换取处理器性能（拿空间换时间）
定期删除 - 定期抽样key，判断是否过期（存在漏网之鱼）

定时删除

Redis不可能时时刻刻遍历所有被设置了生存时间的key，来检测数据是否已经到达过期时间，然后对它进行删除。

立即删除能保证内存中数据的最大新鲜度，因为它保证过期键值会在过期后马上被删除，其所占用的内存也会随之释放。但是立即删除对cpu是最不友好的。因为删除操作会占用cpu的时间，如果刚好碰上了cpu很忙的时候，比如正在做交集或排序等计算的时候，就会给cpu造成额外的压力，让CPU心累，时时需要删除，忙死。

这会产生大量的性能消耗，同时也会影响数据的读取操作。

惰性删除

数据到达过期时间，不做处理。等下次访问该数据时，

如果未过期，返回数据；

发现已过期，删除，返回不存在。

惰性删除策略的缺点是，它对内存是最不友好的。

如果一个键已经过期，而这个键又仍然保留在数据库中，那么只要这个过期键不被删除，它所占用的内存就不会释放。

在使用惰性删除策略时，如果数据库中有非常多的过期键，而这些过期键又恰好没有被访问到的话，那么它们也许永远也不会被删除（除非用户手动执行FLUSHDB），我们甚至可以将这种情况看作是一种内存泄漏 – 无用的垃圾数据占用了大量的内存，而服务器却不会自己去释放它们，这对于运行状态非常依赖于内存的Redis服务器来说，肯定不是一个好消息。

定期删除

定期删除策略是前两种策略的折中：

定期删除策略每隔一段时间执行一次删除过期键操作，并通过限制删除操作执行的时长和频率来减少删除操作对CPU时间的影响。

周期性轮询Redis库中的时效性数据，来用随机抽取的策略，利用过期数据占比的方式控制删除频度

特点1：CPU性能占用设置有峰值，检测频度可自定义设置

特点2：内存压力不是很大，长期占用内存的冷数据会被持续清理

总结：周期性抽查存储空间（随机抽查，重点抽查）

看起来使用惰性删除+定期删除会比较好，但是仍然存在问题；

定期删除时，从来没有被抽查到
惰性删除时，也从来没有被点中使用过
上述2步骤====>大量过期的key堆积在内存中，导致redis内存空间紧张或者很快耗尽

7、redis内存淘汰策略

volatile-lru：当内存不足以容纳新写入数据时，在设置了过期时间的键空间中，移除最近最少使用的key。

allkeys-lru：当内存不足以容纳新写入数据时，在键空间中，移除最近最少使用的key（这个是最常用的）。

volatile-lfu：当内存不足以容纳新写入数据时，在过期密集的键中，使用LFU算法进行删除key。

allkeys-lfu：当内存不足以容纳新写入数据时，使用LFU算法移除所有的key。

volatile-random：当内存不足以容纳新写入数据时，在设置了过期的键中，随机删除一个key。

allkeys-random：当内存不足以容纳新写入数据时，随机删除一个或者多个key。

volatile-ttl：当内存不足以容纳新写入数据时，在设置了过期时间的键空间中，有更早过期时间的key优先移除。

noeviction：当内存不足以容纳新写入数据时，新写入操作会报错。

如何配置，修改

命令
- config set maxmemory-policy noeviction
- config get maxmemory
配置文件 - 配置文件redis.conf的maxmemory-policy参数

8、lru算法

LRU是Least Recently Used的缩写，即最近最少使用，是一种常用的页面置换算法，选择最近最久未使用的数据予以淘汰。

查找快、插入快、删除快，且还需要先后排序---------->什么样的数据结构可以满足这个问题？

你是否可以在O(1)时间复杂度内完成这两种操作？

如果一次就可以找到，你觉得什么数据结构最合适？

答案：LRU的算法核心是哈希链表

编码手写如何实现LRU

本质就是HashMap + DoubleLinkedList

时间复杂度是O(1)，哈希表+双向链表的结合体
借用LinkedHashMap完成lru算法

import java.util.LinkedHashMap;
import java.util.Map;

public class LRUCache {

    private LinkedHashMap<Integer, Integer> cache;

    public LRUCache(int capacity) {
        cache  = new LinkedHashMap<Integer, Integer>(capacity, 0.75f, true){
            @Override
            protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry eldest) {
                return super.size() > capacity;
            }
        };
    }

    public int get(int key) {
        return cache.get(key);
    }

    public void put(int key, int value) {
        cache.put(key, value);
    }

    @Override
    public String toString() {
        return cache.toString();
    }

    public static void main(String[] args) {
        LRUCache lru = new LRUCache(3);
        lru.put(1,4);
        lru.put(2,4);
        lru.put(3,4);
        System.out.println(lru);
        lru.put(4,4);
        System.out.println(lru);
        lru.put(3,4);
        lru.put(3,4);
        lru.put(3,4);
        lru.put(5,4);
        System.out.println(lru);
    }
}

手写lru算法

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class LRUCacheNoLinkedHashMap {

    class Node<K, V>{
        K key;
        V value;
        Node<K, V> prev;
        Node<K, V> next;

        public Node() {
            this.prev = this.next = null;
        }

        public Node(K key, V value) {
            this.key = key;
            this.value = value;
            this.prev = this.next = null;
        }
    }

    class DoubleLinkedList<K, V>{
        Node<K, V> head;
        Node<K, V> tail;

        public DoubleLinkedList() {
            this.head = new Node<>();
            this.tail = new Node<>();
            this.head.next = this.tail;
            this.tail.prev = this.head;
        }

        public void addHead(Node<K, V> node){
            node.next = this.head.next;
            node.prev = this.head;
            this.head.next.prev = node;
            this.head.next = node;
        }

        public void removeNode(Node<K, V> node){
            node.prev.next = node.next;
            node.next.prev = node.prev;
            node.next = null;
            node.prev = null;
        }

        public Node<K, V> getLast(){
            if (this.tail.prev == this.head){
                return null;
            }
            return this.tail.prev;
        }
    }

    private Integer cacheSize;

    private Map<Integer, Node<Integer, Integer>> map;

    private DoubleLinkedList<Integer, Integer> linkedList;

    public LRUCacheNoLinkedHashMap(int capacity) {
        this.cacheSize = capacity;
        map = new HashMap<>();
        linkedList = new DoubleLinkedList();
    }

    public int get(int key) {
        if (!map.containsKey(key)){
            return -1;
        }
        Node<Integer, Integer> node = map.get(key);
        linkedList.removeNode(node);
        linkedList.addHead(node);
        return node.value;
    }

    public void put(int key, int value) {
        if (map.containsKey(key)){
            Node<Integer, Integer> node = map.get(key);
            linkedList.removeNode(node);
            linkedList.addHead(node);
        } else {
            if (map.size() == cacheSize){
                Node<Integer, Integer> lastNode = linkedList.getLast();
                map.remove(lastNode.key);
                linkedList.removeNode(lastNode);
            }
            Node<Integer, Integer> node = new Node<>(key, value);
            linkedList.addHead(node);
            map.put(key, node);
        }
    }

    @Override
    public String toString() {
        return map.keySet().toString();
    }

    public static void main(String[] args) {
        LRUCacheNoLinkedHashMap lru = new LRUCacheNoLinkedHashMap(3);
        lru.put(1,4);
        lru.put(2,4);
        lru.put(3,4);
        System.out.println(lru);
        lru.put(4,4);
        System.out.println(lru);
        lru.put(3,4);
        lru.put(3,4);
        lru.put(3,4);
        lru.put(5,4);
        System.out.println(lru);
    }
}

9、lfu算法

LFU是Least Frequently Used的缩写，即最不频繁使用

因为 LFU 算法是根据数据访问的频率来选择被淘汰数据的，所以 LFU 算法会记录每个数据的访问次数。当一个数据被再次访问时，就会增加该数据的访问次数。

不过，访问次数和访问频率还不能完全等同。访问频率是指在一定时间内的访问次数，也就是说，在计算访问频率时，我们不仅需要记录访问次数，还要记录这些访问是在多长时间内执行的。否则，如果只记录访问次数的话，就缺少了时间维度的信息，进而就无法按照频率来淘汰数据了。

我来给你举个例子，假设数据 A 在 15 分钟内访问了 15 次，数据 B 在 5 分钟内访问了 10 次。如果只是按访问次数来统计的话，数据 A 的访问次数大于数据 B，所以淘汰数据时会优先淘汰数据 B。不过，如果按照访问频率来统计的话，数据 A 的访问频率是 1 分钟访问 1 次，而数据 B 的访问频率是 1 分钟访问 2 次，所以按访问频率淘汰数据的话，数据 A 应该被淘汰掉。

所以说，当要实现 LFU 算法时，我们需要能统计到数据的访问频率，而不是简单地记录数据访问次数就行。

LFU 是在 Redis 4.0 新增的淘汰策略，它涉及的巧妙之处在于，其复用了 redisObject 结构的 lru 字段，把这个字段「一分为二」，保存最后访问时间和访问次数
key 的访问次数不能只增不减，它需要根据时间间隔来做衰减，才能达到 LFU 的目的
每次在访问一个 key 时，会「懒惰」更新这个 key 的访问次数：先衰减访问次数，再更新访问次数
衰减访问次数，会根据时间间隔计算，间隔时间越久，衰减越厉害
因为 redisObject lru 字段宽度限制，这个访问次数是有上限的（8 bit 最大值 255），所以递增访问次数时，会根据「当前」访问次数和「概率」的方式做递增，访问次数越大，递增因子越大，递增概率越低
Redis 实现的 LFU 算法也是「近似」LFU，是在性能和内存方面平衡的结果