Java构造函数中的循环依赖

Question

我有以下课程。

public class B 
{
    public A a;

    public B()
    {
        a= new A();
        System.out.println("Creating B");
    }
}

和

public class A 
{
    public B b;

    public A()
    {
        b = new B();
        System.out.println("Creating A");
    }

    public static void main(String[] args) 
    {
        A a = new A();
    }
}

可以清楚地看到，类之间存在循环依赖关系。如果我尝试运行 A 类，我最终会得到一个StackOverflowError。

如果创建了一个依赖关系图，其中节点是类，那么这种依赖关系可以很容易地识别（至少对于具有少量节点的图）。那么为什么 JVM 至少在运行时没有识别出来呢？ JVM 至少可以在开始执行之前发出警告，而不是抛出 StackOverflowError。

[更新] 一些语言不能有循环依赖，因为那样的话源代码将无法构建。例如，see this question 和接受的答案。如果循环依赖是 C# 的一种设计味道，那么为什么它不是 Java 的呢？只是因为Java可以（编译循环依赖的代码）？

[update2] 最近发现jCarder。根据该网站，它通过动态检测 Java 字节码并在对象图中查找循环来发现潜在的死锁。谁能解释一下该工具是如何找到循环的？

Answer 1

A 类的构造函数调用 B 类的构造函数。B 类的构造函数调用 A 类的构造函数。你有一个无限递归调用，这就是为什么你最终得到一个 StackOverflowError。

Java支持类之间的循环依赖，这里的问题只与构造函数相互调用有关。

您可以尝试以下方法：

A a = new A();
B b = new B();

a.setB(b);
b.setA(a);

Answer 2

在 Java 中，在 2 个类之间建立循环关系是完全有效的（尽管可能会询问有关设计的问题），但是在您的情况下，您有每个实例在其构造函数中创建另一个实例的异常行为（这是 StackOverflowError 的实际原因）。

这种特定模式称为相互递归，其中您有 2 个方法 A 和 B（构造函数大多只是方法的一种特殊情况），A 调用 B，B 调用 A。检测它们之间的关系中的无限循环在琐碎的情况下（您提供的那个）有两种方法是可能的，但是为一般情况解决它类似于解决停止问题。鉴于解决停机问题是不可能的，即使是简单的情况，编译器通常也不会费心去尝试。

使用FindBugs 模式可能涵盖一些简单的情况，但并非对所有情况都正确。

Answer 3

不一定像您的示例中那样简单。我相信解决这个问题就等于解决halting problem，众所周知，这是不可能的。

Answer 4

如果你真的有这样的用例，你可以按需（懒惰地）创建对象并使用 getter：

public class B 
{
    private A a;

    public B()
    {
        System.out.println("Creating B");
    }

    public A getA()
    {
      if (a == null)
        a = new A();

      return a;
    }
}

（对于 A 类也是如此）。所以只有必要的对象才会被创建，如果你例如做：

a.getB().getA().getB().getA()

Answer 5

使用组合和构造函数注入依赖项的 getter/setter 类似的解决方法。需要注意的重要一点是对象不会为其他类创建实例，它们是传入（也称为注入）。

public interface A {}
public interface B {}

public class AProxy implements A {
    private A delegate;

    public void setDelegate(A a) {
        delegate = a;
    }

    // Any implementation methods delegate to 'delegate'
    // public void doStuff() { delegate.doStuff() }
}

public class AImpl implements A {
    private final B b;

    AImpl(B b) {
        this.b = b;
    }
}

public class BImpl implements B {
    private final A a;

    BImpl(A a) {
        this.a = a;
    }
}

public static void main(String[] args) {
    A proxy = new AProxy();
    B b = new BImpl(proxy);
    A a = new AImpl(b);
    proxy.setDelegate(a);
}