我們一起聊聊什么是Spring的循環依賴

作者：做好一個程序猿 2023-05-09 07:51:28

當我們使用構造方法進行注入時，就會遇到這種情況。如果您使用其它類型的注入，你應該不會遇到這個問題。因為它是在需要時才會被注入，而不是上下文加載被要求注入。

1. 什么是循環依賴？

一般場景是一個Bean A依賴Bean B,而Bean B也依賴Bean A ：Bean A → Bean B → Bean A當然我們也可以添加更多的依賴層次，比如：Bean A → Bean B → Bean C → Bean D → Bean E → Bean A

2. Spring中的循環依賴

當Spring上下文在加載所有的bean時，他會嘗試按照他們他們關聯關系的順序進行創建。比如，如果不存在循環依賴時，例如：Bean A → Bean B → Bean CSpring會先創建Bean C，再創建Bean B（并將Bean C注入到Bean B中），最后再創建Bean A(并將Bean B注入到Bean A中)。但是，如果我們存在循環依賴，Spring上下文不知道應該先創建哪個Bean,因為它們依賴于彼此。在這種情況下，Spring會在加載上下文時，拋出一個BeanCurrentlyInCreationException。當我們使用構造方法進行注入時，就會遇到這種情況。如果您使用其它類型的注入，你應該不會遇到這個問題。因為它是在需要時才會被注入，而不是上下文加載被要求注入。

3. 讓我們看一個例子

我們定義兩個Bean并且互相依賴（通過構造函數注入）。

package com.test.demo.service;

import org.springframework.stereotype.Component;

import javax.annotation.Resource;

@Component
public class A {

    private B b;

    public A (B b) {
        this.b = b;
    }
}

package com.test.demo.service;

import org.springframework.stereotype.Component;

import javax.annotation.Resource;

@Component
public class B {

    private A a ;

    public B(A a) {
        this.a = a;
    }
}

這個時候我們我們啟動項目就會發現項目啟動不起來，如下提示信息

/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_211.jdk/Contents/Home/bin/java -XX:TieredStopAtLevel=1 -noverify -Dspring.output.ansi.enabled=always -Dcom.sun.management.jmxremote -Dspring.jmx.enabled=true -Dspring.liveBeansView.mbeanDomain -Dspring.application.admin.enabled=true -javaagent:/private/var/folders/03/_9q6fw895913yznz6wq544_00000gn/T/AppTranslocation/332DF0A0-AF1B-49F1-8739-1BF4A9F4BAF7/d/IntelliJ IDEA.app/Contents/lib/idea_rt.jar=50456:/private/var/folders/03/_9q6fw895913yznz6wq544_00000gn/T/AppTranslocation/332DF0A0-AF1B-49F1-8739-1BF4A9F4BAF7/d/IntelliJ IDEA.app/Contents/bin -Dfile.encoding=UTF-8 -classpath /Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_211.jdk/Contents/Home/jre/lib/charsets.jar:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_211.jdk/Contents/Home/jre/lib/deploy.jar:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_211.jdk/Contents/Home/jre/lib/ext/cldrdata.jar:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_211.jdk/Contents/Home/jre/lib/ext/dnsns.jar:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_211.jdk/Contents/Home/jre/lib/ext/jaccess.jar:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_211.jdk/Contents/Home/jre/lib/ext/jfxrt.jar:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_211.jdk/Contents/Home/jre/lib/ext/localedata.jar:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_211.jdk/Contents/Home/jre/lib/ext/nashorn.jar:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_211.jdk/Contents/Home/jre/lib/ext/sunec.jar:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_211.jdk/Contents/Home/jre/lib/ext/sunjce_provider.jar:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_211.jdk/Contents/Home/jre/lib/ext/sunpkcs11.jar:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_211.jdk/Contents/Home/jre/lib/ext/zipfs.jar:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_211.jdk/Contents/Home/jre/lib/javaws.jar:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_211.jdk/Contents/Home/jre/lib/jce.jar:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_211.jdk/Contents/Home/jre/lib/jfr.jar:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_211.jdk/Contents/Home/jre/lib/jfxswt.jar:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_211.jdk/Contents/Home/jre/lib/jsse.jar:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_211.jdk/Contents/Home/jre/lib/management-agent.jar:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_211.jdk/Contents/Home/jre/lib/plugin.jar:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_211.jdk/Contents/Home/jre/lib/resources.jar:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_211.jdk/Contents/Home/jre/lib/rt.jar:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_211.jdk/Contents/Home/lib/ant-javafx.jar:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_211.jdk/Contents/Home/lib/dt.jar:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_211.jdk/Contents/Home/lib/javafx-mx.jar:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_211.jdk/Contents/Home/lib/jconsole.jar:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_211.jdk/Contents/Home/lib/packager.jar:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_211.jdk/Contents/Home/lib/sa-jdi.jar:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_211.jdk/Contents/Home/lib/tools.jar:/Users/haolonglong/IdeaProjects/project_boot/target/classes:/Users/haolonglong/.m2/repository/org/springframework/boot/spring-boot-starter-web/2.4.0-SNAPSHOT/spring-boot-starter-web-2.4.0-20200709.121446-178.jar:/Users/haolonglong/.m2/repository/org/springframework/boot/spring-boot-starter-json/2.4.0-SNAPSHOT/spring-boot-starter-json-2.4.0-20200709.121446-178.jar:/Users/haolonglong/.m2/repository/com/fasterxml/jackson/core/jackson-databind/2.11.1/jackson-databind-2.11.1.jar:/Users/haolonglong/.m2/repository/com/fasterxml/jackson/core/jackson-annotations/2.11.1/jackson-annotations-2.11.1.jar:/Users/haolonglong/.m2/repository/com/fasterxml/jackson/core/jackson-core/2.11.1/jackson-core-2.11.1.jar:/Users/haolonglong/.m2/repository/com/fasterxml/jackson/datatype/jackson-datatype-jdk8/2.11.1/jackson-datatype-jdk8-2.11.1.jar:/Users/haolonglong/.m2/repository/com/fasterxml/jackson/datatype/jackson-datatype-jsr310/2.11.1/jackson-datatype-jsr310-2.11.1.jar:/Users/haolonglong/.m2/repository/com/fasterxml/jackson/module/jackson-module-parameter-names/2.11.1/jackson-module-parameter-names-2.11.1.jar:/Users/haolonglong/.m2/repository/org/springframework/boot/spring-boot-starter-tomcat/2.4.0-SNAPSHOT/spring-boot-starter-tomcat-2.4.0-20200709.121446-178.jar:/Users/haolonglong/.m2/repository/org/apache/tomcat/embed/tomcat-embed-core/9.0.36/tomcat-embed-core-9.0.36.jar:/Users/haolonglong/.m2/repository/org/glassfish/jakarta.el/3.0.3/jakarta.el-3.0.3.jar:/Users/haolonglong/.m2/repository/org/apache/tomcat/embed/tomcat-embed-websocket/9.0.36/tomcat-embed-websocket-9.0.36.jar:/Users/haolonglong/.m2/repository/org/springframework/spring-web/5.3.0-M1/spring-web-5.3.0-M1.jar:/Users/haolonglong/.m2/repository/org/springframework/spring-beans/5.3.0-M1/spring-beans-5.3.0-M1.jar:/Users/haolonglong/.m2/repository/org/springframework/spring-webmvc/5.3.0-M1/spring-webmvc-5.3.0-M1.jar:/Users/haolonglong/.m2/repository/org/springframework/spring-aop/5.3.0-M1/spring-aop-5.3.0-M1.jar:/Users/haolonglong/.m2/repository/org/springframework/spring-context/5.3.0-M1/spring-context-5.3.0-M1.jar:/Users/haolonglong/.m2/repository/org/springframework/spring-expression/5.3.0-M1/spring-expression-5.3.0-M1.jar:/Users/haolonglong/.m2/repository/org/springframework/boot/spring-boot-starter/2.4.0-SNAPSHOT/spring-boot-starter-2.4.0-20200709.121446-178.jar:/Users/haolonglong/.m2/repository/org/springframework/boot/spring-boot/2.4.0-SNAPSHOT/spring-boot-2.4.0-20200709.121446-178.jar:/Users/haolonglong/.m2/repository/org/springframework/boot/spring-boot-autoconfigure/2.4.0-SNAPSHOT/spring-boot-autoconfigure-2.4.0-20200709.121446-178.jar:/Users/haolonglong/.m2/repository/org/springframework/boot/spring-boot-starter-logging/2.4.0-SNAPSHOT/spring-boot-starter-logging-2.4.0-20200709.121446-178.jar:/Users/haolonglong/.m2/repository/ch/qos/logback/logback-classic/1.2.3/logback-classic-1.2.3.jar:/Users/haolonglong/.m2/repository/ch/qos/logback/logback-core/1.2.3/logback-core-1.2.3.jar:/Users/haolonglong/.m2/repository/org/apache/logging/log4j/log4j-to-slf4j/2.13.3/log4j-to-slf4j-2.13.3.jar:/Users/haolonglong/.m2/repository/org/apache/logging/log4j/log4j-api/2.13.3/log4j-api-2.13.3.jar:/Users/haolonglong/.m2/repository/org/slf4j/jul-to-slf4j/1.7.30/jul-to-slf4j-1.7.30.jar:/Users/haolonglong/.m2/repository/jakarta/annotation/jakarta.annotation-api/1.3.5/jakarta.annotation-api-1.3.5.jar:/Users/haolonglong/.m2/repository/org/springframework/spring-core/5.3.0-M1/spring-core-5.3.0-M1.jar:/Users/haolonglong/.m2/repository/org/springframework/spring-jcl/5.3.0-M1/spring-jcl-5.3.0-M1.jar:/Users/haolonglong/.m2/repository/org/yaml/snakeyaml/1.26/snakeyaml-1.26.jar:/Users/haolonglong/.m2/repository/org/slf4j/slf4j-api/1.7.30/slf4j-api-1.7.30.jar com.test.demo.DemoApplication

  .   ____          _            __ _ _
 /\\ / ___'_ __ _ _(_)_ __  __ _ \ \ \ \
( ( )\___ | '_ | '_| | '_ \/ _` | \ \ \ \
 \\/  ___)| |_)| | | | | || (_| |  ) ) ) )
  '  |____| .__|_| |_|_| |_\__, | / / / /
 =========|_|==============|___/=/_/_/_/
 :: Spring Boot ::       (v2.4.0-SNAPSHOT)

2020-07-10 08:01:20.125  INFO 879 --- [           main] com.test.demo.DemoApplication            : Starting DemoApplication using Java 1.8.0_211 on localhost with PID 879 (/Users/haolonglong/IdeaProjects/project_boot/target/classes started by haolonglong in /Users/haolonglong/IdeaProjects/project_boot)
2020-07-10 08:01:20.128  INFO 879 --- [           main] com.test.demo.DemoApplication            : No active profile set, falling back to default profiles: default
2020-07-10 08:01:21.143  INFO 879 --- [           main] o.s.b.w.embedded.tomcat.TomcatWebServer  : Tomcat initialized with port(s): 8080 (http)
2020-07-10 08:01:21.155  INFO 879 --- [           main] o.apache.catalina.core.StandardService   : Starting service [Tomcat]
2020-07-10 08:01:21.155  INFO 879 --- [           main] org.apache.catalina.core.StandardEngine  : Starting Servlet engine: [Apache Tomcat/9.0.36]
2020-07-10 08:01:21.226  INFO 879 --- [           main] o.a.c.c.C.[Tomcat].[localhost].[/]       : Initializing Spring embedded WebApplicationContext
2020-07-10 08:01:21.226  INFO 879 --- [           main] w.s.c.ServletWebServerApplicationContext : Root WebApplicationContext: initialization completed in 1051 ms
2020-07-10 08:01:21.263  WARN 879 --- [           main] ConfigServletWebServerApplicationContext : Exception encountered during context initialization - cancelling refresh attempt: org.springframework.beans.factory.UnsatisfiedDependencyException: Error creating bean with name 'a' defined in file [/Users/haolonglong/IdeaProjects/project_boot/target/classes/com/test/demo/service/A.class]: Unsatisfied dependency expressed through constructor parameter 0; nested exception is org.springframework.beans.factory.UnsatisfiedDependencyException: Error creating bean with name 'b' defined in file [/Users/haolonglong/IdeaProjects/project_boot/target/classes/com/test/demo/service/B.class]: Unsatisfied dependency expressed through constructor parameter 0; nested exception is org.springframework.beans.factory.BeanCurrentlyInCreationException: Error creating bean with name 'a': Requested bean is currently in creation: Is there an unresolvable circular reference?
2020-07-10 08:01:21.265  INFO 879 --- [           main] o.apache.catalina.core.StandardService   : Stopping service [Tomcat]
2020-07-10 08:01:21.276  INFO 879 --- [           main] ConditionEvaluationReportLoggingListener : 

Error starting ApplicationContext. To display the conditions report re-run your application with 'debug' enabled.
2020-07-10 08:01:21.278 ERROR 879 --- [           main] o.s.b.d.LoggingFailureAnalysisReporter   : 

***************************
APPLICATION FAILED TO START
***************************

Description:

The dependencies of some of the beans in the application context form a cycle:

┌─────┐
|  a defined in file [/Users/haolonglong/IdeaProjects/project_boot/target/classes/com/test/demo/service/A.class]
↑     ↓
|  b defined in file [/Users/haolonglong/IdeaProjects/project_boot/target/classes/com/test/demo/service/B.class]
└─────┘



Process finished with exit code 1

4 解決方法

4.1 重新設計

當你有一個循環依賴，很可能你有一個設計問題并且各責任沒有得到很好的分離。你應該盡量正確地重新設計組件，以便它們的層次是精心設計的，也沒有必要循環依賴。如果不能重新設計組件（可能有很多的原因：遺留代碼，已經被測試并不能修改代碼，沒有足夠的時間或資源來完全重新設計......），但有一些變通方法來解決這個問題。

4.2 使用 @Lazy

解決Spring 循環依賴的一個簡單方法就是對一個Bean使用延時加載。也就是說：這個Bean并沒有完全的初始化完，實際上他注入的是一個代理，只有當他首次被使用的時候才會被完全的初始化。

package com.test.demo.service;

import org.springframework.context.annotation.Lazy;
import org.springframework.stereotype.Component;

import javax.annotation.Resource;

@Component
public class A {

    private B b;

    public A (@Lazy B b) {
        this.b = b;
    }
}

4.3 使用 Setter/Field 注入

其中最流行的解決方法，就是Spring文檔中建議，使用setter注入。簡單地說，你對你須要注入的bean是使用setter注入（或字段注入），而不是構造函數注入。通過這種方式創建Bean，實際上它此時的依賴并沒有被注入，只有在你須要的時候他才會被注入進來。

package com.test.demo.service;

import org.springframework.context.annotation.Lazy;
import org.springframework.stereotype.Component;

import javax.annotation.Resource;

@Component
public class A {

    private B b;

    public void setB(B b) {
        this.b = b;
    }

    public B getB() {
        return b;
    }
}

package com.test.demo.service;

import org.springframework.stereotype.Component;

import javax.annotation.Resource;

@Component
public class B {

    private A a ;

    public void setA(A a) {
        this.a = a;
    }

    public A getA() {
        return a;
    }
}

4.4 使用 @PostConstruct

打破循環的另一種方式是,在要注入的屬性（該屬性是一個bean）上使用 @Autowired ,并使用@PostConstruct 標注在另一個方法，且該方法里設置對其他的依賴。我們的Bean將修改成下面的代碼：

4.5 實現ApplicationContextAware and InitializingBean接口

如果一個Bean實現了ApplicationContextAware，該Bean可以訪問Spring上下文，并可以從那里獲取到其他的bean。實現InitializingBean接口，表明這個bean在所有的屬性設置完后做一些后置處理操作（調用的順序為init-method后調用）;在這種情況下，我們需要手動設置依賴。

@Component
public class CircularDependencyA implements ApplicationContextAware, InitializingBean {
 
    private CircularDependencyB circB;
 
    private ApplicationContext context;
 
    public CircularDependencyB getCircB() {
        return circB;
    }
 
    @Override
    public void afterPropertiesSet() throws Exception {
        circB = context.getBean(CircularDependencyB.class);
    }
 
    @Override
    public void setApplicationContext(final ApplicationContext ctx) throws BeansException {
        context = ctx;
    }
}

public class CircularDependencyB {
 
    private CircularDependencyA circA;
 
    private String message = "Hi!";
 
    @Autowired
    public void setCircA(CircularDependencyA circA) {
        this.circA = circA;
    }
 
    public String getMessage() {
        return message;
    }
}

同樣，我們可以運行之前的測試，看看有沒有異常拋出，程序結果是否是我們所期望的那樣。綜上，一般采用第三種setter的方式和第二種@Lazy延遲加載的策略

5 實現原理

5.1. 過程演示

關于Spring bean的創建，其本質上還是一個對象的創建，既然是對象，讀者朋友一定要明白一點就是，一個完整的對象包含兩部分：當前對象實例化和對象屬性的實例化。在Spring中，對象的實例化是通過反射實現的，而對象的屬性則是在對象實例化之后通過一定的方式設置的。這個過程可以按照如下方式進行理解：

然后我們看上面解決循環依賴注入的示例3

@Component
public class A {

    private B b;

    public void setB(B b) {
        this.b = b;
    }

    public B getB() {
        return b;
    }
}

可以看到，這里A和B中各自都以對方為自己的全局屬性。這里首先需要說明的一點是，Spring實例化bean是通過ApplicationContext.getBean()方法來進行的。如果要獲取的對象依賴了另一個對象，那么其首先會創建當前對象，然后通過遞歸的調用ApplicationContext.getBean()方法來獲取所依賴的對象，最后將獲取到的對象注入到當前對象中。這里我們以上面的首先初始化A對象實例為例進行講解。

首先Spring嘗試通過ApplicationContext.getBean()方法獲取A對象的實例，由于Spring容器中還沒有A對象實例，因而其會創建一個A對象，然后發現其依賴了B對象，因而會嘗試遞歸的通過ApplicationContext.getBean()方法獲取B對象的實例。
Spring容器中此時也沒有B對象的實例，因而其還是會先創建一個B對象的實例。需要注意這個時間點，此時A對象和B對象都已經創建了，并且保存在Spring容器中了，只不過A對象的屬性b和B對象的屬性a都還沒有設置進去。
在Spring創建B對象之后，Spring發現B對象依賴了屬性A，因而此時還是會嘗試遞歸的調用ApplicationContext.getBean()方法獲取A對象的實例，因為Spring中已經有一個A對象的實例，雖然只是半成品（其屬性b還未初始化），但其也還是目標bean，因而會將該A對象的實例返回。此時，B對象的屬性a就設置進去了。
然后還是ApplicationContext.getBean()方法遞歸的返回，也就是將B對象的實例返回，此時就會將該實例設置到A對象的屬性b中。
這個時候，注意A對象的屬性b和B對象的屬性a都已經設置了目標對象的實例了。讀者朋友可能會比較疑惑的是，前面在為對象B設置屬性a的時候，這個A類型屬性還是個半成品。但是需要注意的是，這個A是一個引用，其本質上還是最開始就實例化的A對象。而在上面這個遞歸過程的最后，Spring將獲取到的B對象實例設置到了A對象的屬性b中了，這里的A對象其實和前面設置到實例B中的半成品A對象是同一個對象，其引用地址是同一個，這里為A對象的b屬性設置了值，其實也就是為那個半成品的a屬性設置了值。下面我們通過一個流程圖來對這個過程進行講解：

圖中getBean()表示調用Spring的ApplicationContext.getBean()方法，而該方法中的參數，則表示我們要嘗試獲取的目標對象。圖中的黑色箭頭表示一開始的方法調用走向，走到最后，返回了Spring中緩存的A對象之后，表示遞歸調用返回了，此時使用綠色的箭頭表示。從圖中我們可以很清楚的看到，B對象的a屬性是在第三步中注入的半成品A對象，而A對象的b屬性是在第二步中注入的成品B對象，此時半成品的A對象也就變成了成品的A對象，因為其屬性已經設置完成了。

5.2 源碼解析

重點方法流程如下

對于Spring處理循環依賴問題的方式，我們這里通過上面的流程圖其實很容易就可以理解，需要注意的一個點就是，Spring是如何標記開始生成的A對象是一個半成品，并且是如何保存A對象的。

標記工作Spring是使用ApplicationContext的屬性Set<String> singletonsCurrentlyInCreation來保存的，
半成品的A對象則是通過Map<String, ObjectFactory<?>> singletonFactories來保存的，這里的ObjectFactory是一個工廠對象，可通過調用其getObject()方法來獲取目標對象。

在AbstractBeanFactory.doGetBean()方法中獲取對象的方法如下：

protected <T> T doGetBean(final String name, @Nullable final Class<T> requiredType,
  @Nullable final Object[] args, boolean typeCheckOnly) throws BeansException {
 // 嘗試通過bean名稱獲取目標bean對象，比如這里的A對象
 Object sharedInstance = getSingleton(beanName);
 
 // 我們這里的目標對象都是單例的
 if (mbd.isSingleton()) {
  // 這里就嘗試創建目標對象，第二個參數傳的就是一個ObjectFactory類型的對象，這里是使用Java8的lamada
  // 表達式書寫的，只要上面的getSingleton()方法返回值為空，則會調用這里的getSingleton()方法來創建
  // 目標對象
  sharedInstance = getSingleton(beanName, () -> {
   try {
    // 嘗試創建目標對象
    return createBean(beanName, mbd, args);
   } catch (BeansException ex) {
    throw ex;
   }
  });
 }
 return (T) bean;
}

這里的doGetBean()方法是非常關鍵的一個方法上面也主要有兩個步驟，

第一個步驟的getSingleton()方法的作用是嘗試從緩存中獲取目標對象，如果沒有獲取到，則嘗試獲取半成品的目標對象；如果第一個步驟沒有獲取到目標對象的實例，那么就進入第二個步驟，
第二個步驟的getSingleton()方法的作用是嘗試創建目標對象，并且為該對象注入其所依賴的屬性。這里其實就是主干邏輯，我們前面圖中已經標明，在整個過程中會調用三次doGetBean方法。
第一次調用的時候會嘗試獲取A對象實例，此時走的是第一個getSingleton()方法，由于沒有已經創建的A對象的成品或半成品，因而這里得到的是null，
然后就會調用第二個getSingleton()方法，創建A對象的實例，然后遞歸的調用doGetBean()方法，嘗試獲取B對象的實例以注入到A對象中，此時由于Spring容器中也沒有B對象的成品或半成品，因而還是會走到第二個getSingleton()方法，在該方法中創建B對象的實例，創建完成之后，嘗試獲取其所依賴的A的實例作為其屬性，因而還是會遞歸的調用doGetBean()方法。
此時需要注意的是，在前面由于已經有了一個半成品的A對象的實例，因而這個時候，再嘗試獲取A對象的實例的時候，會走第一個getSingleton()方法，在該方法中會得到一個半成品的A對象的實例。然后將該實例返回，并且將其注入到B對象的屬性a中，此時B對象實例化完成。然后將實例化完成的B對象遞歸的返回，此時就會將該實例注入到A對象中，這樣就得到了一個成品的A對象。

第一個getSingleton()方法

@Nullable
protected Object getSingleton(String beanName, boolean allowEarlyReference) {
 // 嘗試從緩存中獲取成品的目標對象，如果存在，則直接返回
 Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
 // 如果緩存中不存在目標對象，則判斷當前對象是否已經處于創建過程中，
    //在前面的講解中，第一次嘗試獲取A對象的實例之后，就會將A對象標記為正在創建中，
    //因而最后再嘗試獲取A對象的時候，這里的if判斷就會為true
 if (singletonObject == null && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
  synchronized (this.singletonObjects) {
   singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName);
   if (singletonObject == null && allowEarlyReference) {
    // 這里的singletonFactories是一個Map，其key是bean的名稱，
    //而值是一個ObjectFactory類型的對象，
    //這里對于A和B而言，調用圖其getObject()方法返回的就是A和B對象的實例，無論是否是半成品
    ObjectFactory<?> singletonFactory = this.singletonFactories.get(beanName);
    if (singletonFactory != null) {
     // 獲取目標對象的實例
     singletonObject = singletonFactory.getObject();
     this.earlySingletonObjects.put(beanName, singletonObject);
     this.singletonFactories.remove(beanName);
    }
   }
  }
 }
 return singletonObject;
}

這里我們會存在一個問題就是A的半成品實例是如何實例化的，然后是如何將其封裝為一個ObjectFactory類型的對象，并且將其放到上面的singletonFactories屬性中的。

這主要是在前面的第二個getSingleton()方法中，其最終會通過其傳入的第二個參數，從而調用

createBean()方法，該方法的最終調用是委托給了另一個doCreateBean()方法進行的，這里面有如下一段代碼：

protected Object doCreateBean(final String beanName, final RootBeanDefinition mbd, final @Nullable Object[] args)
 throws BeanCreationException {

 // 實例化當前嘗試獲取的bean對象，比如A對象和B對象都是在這里實例化的
 BeanWrapper instanceWrapper = null;
 if (mbd.isSingleton()) {
  instanceWrapper = this.factoryBeanInstanceCache.remove(beanName);
 }
 if (instanceWrapper == null) {
  instanceWrapper = createBeanInstance(beanName, mbd, args);
 }
 
 // 判斷Spring是否配置了支持提前暴露目標bean，也就是是否支持提前暴露半成品的bean
 boolean earlySingletonExposure = (mbd.isSingleton() && this.allowCircularReferences 
  && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName));
 if (earlySingletonExposure) {
  // 如果支持，為了解決循環依賴，再bean初始化完成前將創建實例的objectFactory加入工廠
  addSingletonFactory(beanName, () -> getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean));
 }

 try {
  // 在初始化實例之后，這里就是判斷當前bean是否依賴了其他的bean，如果依賴了，
  // 就會遞歸的調用getBean()方法嘗試獲取目標bean
  populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);
 } catch (Throwable ex) {
  // 省略...
 }
 
 return exposedObject;
}

到這里，Spring整個解決循環依賴問題的實現思路已經比較清楚了。對于整體過程，讀者朋友只要理解兩點：

Spring是通過遞歸的方式獲取目標bean及其所依賴的bean的；
Spring實例化一個bean的時候，是分兩步進行的，首先實例化目標bean，然后為其注入屬性。
結合這兩點，也就是說，Spring在實例化一個bean的時候，是首先遞歸的實例化其所依賴的所有bean，直到某個bean沒有依賴其他bean，此時就會將該實例返回，然后反遞歸的將獲取到的bean設置為各個上層bean的屬性的。

5.3 三級緩存分析

對于單例來說，在Spring容器整個生命周期內，有且只有一個對象，所以很容易想到這個對象應該存在Cache中，Spring為了解決單例的循環依賴問題，使用了三級緩存。

首先我們看源碼，三級緩存主要指：

/** Cache of singleton objects: bean name --> bean instance */
private final Map<String, Object> singletonObjects = new ConcurrentHashMap<String, Object>(256);

/** Cache of singleton factories: bean name --> ObjectFactory */
private final Map<String, ObjectFactory<?>> singletonFactories = new HashMap<String, ObjectFactory<?>>(16);

/** Cache of early singleton objects: bean name --> bean instance */
private final Map<String, Object> earlySingletonObjects = new HashMap<String, Object>(16);

這三級緩存分別指：

一級緩存：singletonObjects：存放完全實例化屬性賦值完成的Bean，直接可以使用。
二級緩存：earlySingletonObjects：存放早期Bean的引用，尚未屬性裝配的Bean。
三級緩存：singletonFactories：存放可以生成Bean的工廠，可以通過工廠獲取需要的bean。

我們在創建bean的時候，首先想到的是從cache中獲取這個單例的bean，這個緩存就是singletonObjects。主要調用方法就就是：getSingleton(String beanName, boolean allowEarlyReference)

分析getSingleton()的整個過程，Spring首先從一級緩存singletonObjects中獲取。如果獲取不到，并且對象正在創建中，就再從二級緩存earlySingletonObjects中獲取。如果還是獲取不到且允許singletonFactories通過getObject()獲取，就從三級緩存singletonFactory.getObject()(三級緩存)獲取，如果獲取到了則從singletonFactories中移除，并放入earlySingletonObjects中。其實也就是從三級緩存移動到了二級緩存。

6 問題

1 為什么使用三級緩存

1 使用一級緩存

實例化A -> 將半成品的A放入singletonObjects中。
填充A的屬性時發現取不到B->實例化B。
從singletonObjects中取出A填充B的屬性。
將成品B放入singletonObjects->將B填充到A的屬性中。
將成品A放入singletonObjects。

問題：這種基本流程是通的，但是如果在整個流程進行中，有另一個線程要來取A，那么有可能拿到的只是一個屬性都為null的半成品A，這樣就會有問題。

2 使用二級緩存

a）使用singletonObjects和earlySingletonObjects

成品放在singletonObjects中，半成品放在earlySingletonObjects中，流程如下：

實例化A ->將半成品的A放入earlySingletonObjects中。
填充A的屬性時發現取不到B->實例化B->將半成品的A放入earlySingletonObjects中
從earlySingletonObjects中取出A填充B的屬性->將成品B放入singletonObjects
并從earlySingletonObjects中刪除B->將B填充到A的屬性中。
將成品A放入singletonObjects并刪除earlySingletonObjects。

問題：這樣的流程是線程安全的，不過如果A上加個切面（AOP），這種做法就沒法滿足需求了，因為earlySingletonObjects中存放的都是原始對象，而我們需要注入的其實是A的代理對象。

b）使用singletonObjects和singletonFactories

成品放在singletonObjects中，半成品通過singletonFactories來獲取，流程如下：

實例化A ->創建A的對象工廠并放入singletonFactories中
填充A的屬性時發現取不到B->實例化B->創建B的對象工廠并放入singletonFactories中
從singletonFactories中獲取A的對象工廠并獲取A填充到B中->將成品B放入singletonObjects并從singletonFactories中刪除B的對象工廠
將B填充到A的屬性中->將成品A放入singletonObjects并刪除A的對象工廠。

問題：這樣的流程也適用于普通的IOC以及有并發的場景，但如果A上加個切面（AOP）的話，這種情況也無法滿足需求。因為不可能每次執行singleFactory.getObject()方法都給我產生一個新的代理對象，所以還要借助另外一個緩存來保存產生的代理對象。

責任編輯：武曉燕來源：今日頭條

Spring 循環依賴

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