字节面试，我这样回答Spring中的循环依赖，拿下20k|字节面试，我这样回答Spring中的循环依赖，拿下20k offer！
前言
Spring中的循环依赖一直是Spring中一个很重要的话题，一方面是因为源码中为了解决循环依赖做了很多处理，另外一方面是因为面试的时候，如果问到Spring中比较高阶的问题，那么循环依赖必定逃不掉。如果你回答得好，那么这就是你的必杀技，反正，那就是面试官的必杀技，这也是取这个标题的原因，当然，本文的目的是为了让你在之后的所有面试中能多一个必杀技，专门用来绝杀面试官！
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文末有福利记得领取！本文的核心思想就是，当面试官问：
“请讲一讲Spring中的循环依赖。”的时候，
我们到底该怎么回答？
主要分下面几点
- 什么是循环依赖？
- 什么情况下循环依赖可以被处理？
- Spring是如何解决的循环依赖？
- 只有在setter方式注入的情况下，循环依赖才能解决（错）
- 三级缓存的目的是为了提高效率（错）
什么是循环依赖？ 从字面上来理解就是A依赖B的同时B也依赖了A，就像下面这样
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体现到代码层次就是这个样子
@Component
public class A {
// A中注入了B
@Autowired
private B b;
}@Component
public class B {
// B中也注入了A
@Autowired
private A a;
}
【字节面试，我这样回答Spring中的循环依赖，拿下20k|字节面试，我这样回答Spring中的循环依赖，拿下20k offer！】当然，这是最常见的一种循环依赖，比较特殊的还有
// 自己依赖自己
@Component
public class A {
// A中注入了A
@Autowired
private A a;
}
虽然体现形式不一样，但是实际上都是同一个问题----->循环依赖
什么情况下循环依赖可以被处理？ 在回答这个问题之前首先要明确一点，Spring解决循环依赖是有前置条件的
- 出现循环依赖的Bean必须要是单例
- 依赖注入的方式不能全是构造器注入的方式（很多博客上说，只能解决setter方法的循环依赖，这是错误的）
@Component
public class A {
//@Autowired
//private B b;
public A(B b) {}
}@Component
public class B {//@Autowired
//private A a;
public B(A a){}
}
在上面的例子中，A中注入B的方式是通过构造器，B中注入A的方式也是通过构造器，这个时候循环依赖是无法被解决，如果你的项目中有两个这样相互依赖的Bean，在启动时就会报出以下错误：
Caused by: org.springframework.beans.factory.BeanCurrentlyInCreationException: Error creating bean with name 'a': Requested bean is currently in creation: Is there an unresolvable circular reference?
为了测试循环依赖的解决情况跟注入方式的关系，我们做如下四种情况的测试
| 依赖情况 | 依赖注入方式 | 循环依赖是否被解决 |
|---|---|---|
| AB相互依赖（循环依赖） | 均采用setter方法注入 | 是 |
| AB相互依赖（循环依赖） | 均采用构造器注入 | 否 |
| AB相互依赖（循环依赖） | A中注入B的方式为setter方法，B中注入A的方式为构造器 | 是 |
| AB相互依赖（循环依赖） | B中注入A的方式为setter方法，A中注入B的方式为构造器 | 否 |
那么到底是为什么呢？Spring到底是怎么处理的循环依赖呢？不要急，我们接着往下看
Spring是如何解决的循环依赖？ 关于循环依赖的解决方式应该要分两种情况来讨论
- 简单的循环依赖（没有AOP）
- 结合了AOP的循环依赖
@Component
public class A {
// A中注入了B
@Autowired
private B b;
}@Component
public class B {
// B中也注入了A
@Autowired
private A a;
}
通过上文我们已经知道了这种情况下的循环依赖是能够被解决的，那么具体的流程是什么呢？我们一步步分析
首先，我们要知道Spring在创建Bean的时候默认是按照自然排序来进行创建的，所以第一步Spring会去创建A。
与此同时，我们应该知道，Spring在创建Bean的过程中分为三步
- 实例化，对应方法：
AbstractAutowireCapableBeanFactory中的createBeanInstance方法 - 属性注入，对应方法：
AbstractAutowireCapableBeanFactory的populateBean方法 - 初始化，对应方法：
AbstractAutowireCapableBeanFactory的initializeBean
- 实例化，简单理解就是new了一个对象
- 属性注入，为实例化中new出来的对象填充属性
- 初始化，执行aware接口中的方法，初始化方法，完成
AOP代理
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创建A的过程实际上就是调用
getBean方法，这个方法有两层含义- 创建一个新的Bean
- 从缓存中获取到已经被创建的对象
调用getSingleton(beanName)
首先调用
getSingleton(a)方法，这个方法又会调用getSingleton(beanName, true)，在上图中我省略了这一步public Object getSingleton(String beanName) {
return getSingleton(beanName, true);
}
getSingleton(beanName, true)这个方法实际上就是到缓存中尝试去获取Bean，整个缓存分为三级singletonObjects，一级缓存，存储的是所有创建好了的单例BeanearlySingletonObjects，完成实例化，但是还未进行属性注入及初始化的对象singletonFactories，提前暴露的一个单例工厂，二级缓存中存储的就是从这个工厂中获取到的对象
getSingleton的另外一个重载方法getSingleton(beanName, singletonFactory)。调用getSingleton(beanName, singletonFactory)
这个方法就是用来创建Bean的，其源码如下：
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) {// ....
// 省略异常处理及日志
// ....// 在单例对象创建前先做一个标记
// 将beanName放入到singletonsCurrentlyInCreation这个集合中
// 标志着这个单例Bean正在创建
// 如果同一个单例Bean多次被创建，这里会抛出异常
beforeSingletonCreation(beanName);
boolean newSingleton = false;
boolean recordSuppressedExceptions = (this.suppressedExceptions == null);
if (recordSuppressedExceptions) {
this.suppressedExceptions = new LinkedHashSet<>();
}
try {
// 上游传入的lambda在这里会被执行，调用createBean方法创建一个Bean后返回
singletonObject = singletonFactory.getObject();
newSingleton = true;
}
// ...
// 省略catch异常处理
// ...
finally {
if (recordSuppressedExceptions) {
this.suppressedExceptions = null;
}
// 创建完成后将对应的beanName从singletonsCurrentlyInCreation移除
afterSingletonCreation(beanName);
}
if (newSingleton) {
// 添加到一级缓存singletonObjects中
addSingleton(beanName, singletonObject);
}
}
return singletonObject;
}
}
上面的代码我们主要抓住一点，通过
createBean方法返回的Bean最终被放到了一级缓存，也就是单例池中。那么到这里我们可以得出一个结论：一级缓存中存储的是已经完全创建好了的单例Bean
调用addSingletonFactory方法
如下图所示：
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在完成Bean的实例化后，属性注入之前Spring将Bean包装成一个工厂添加进了三级缓存中，对应源码如下：
// 这里传入的参数也是一个lambda表达式，() -> getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean)
protected void addSingletonFactory(String beanName, ObjectFactory singletonFactory) {
Assert.notNull(singletonFactory, "Singleton factory must not be null");
synchronized (this.singletonObjects) {
if (!this.singletonObjects.containsKey(beanName)) {
// 添加到三级缓存中
this.singletonFactories.put(beanName, singletonFactory);
this.earlySingletonObjects.remove(beanName);
this.registeredSingletons.add(beanName);
}
}
}
这里只是添加了一个工厂，通过这个工厂（
ObjectFactory）的getObject方法可以得到一个对象，而这个对象实际上就是通过getEarlyBeanReference这个方法创建的。那么，什么时候会去调用这个工厂的getObject方法呢？这个时候就要到创建B的流程了。当A完成了实例化并添加进了三级缓存后，就要开始为A进行属性注入了，在注入时发现A依赖了B，那么这个时候Spring又会去
getBean(b)，然后反射调用setter方法完成属性注入。
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因为B需要注入A，所以在创建B的时候，又会去调用
getBean(a)，这个时候就又回到之前的流程了，但是不同的是，之前的getBean是为了创建Bean，而此时再调用getBean不是为了创建了，而是要从缓存中获取，因为之前A在实例化后已经将其放入了三级缓存singletonFactories中，所以此时getBean(a)的流程就是这样子了
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从这里我们可以看出，注入到B中的A是通过
getEarlyBeanReference方法提前暴露出去的一个对象，还不是一个完整的Bean，那么getEarlyBeanReference到底干了啥了，我们看下它的源码protected Object getEarlyBeanReference(String beanName, RootBeanDefinition mbd, Object bean) {
Object exposedObject = bean;
if (!mbd.isSynthetic() && hasInstantiationAwareBeanPostProcessors()) {
for (BeanPostProcessor bp : getBeanPostProcessors()) {
if (bp instanceof SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor) {
SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor ibp = (SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor) bp;
exposedObject = ibp.getEarlyBeanReference(exposedObject, beanName);
}
}
}
return exposedObject;
}
它实际上就是调用了后置处理器的
getEarlyBeanReference，而真正实现了这个方法的后置处理器只有一个，就是通过@EnableAspectJAutoProxy注解导入的AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator。也就是说如果在不考虑AOP的情况下，上面的代码等价于：protected Object getEarlyBeanReference(String beanName, RootBeanDefinition mbd, Object bean) {
Object exposedObject = bean;
return exposedObject;
}
也就是说这个工厂啥都没干，直接将实例化阶段创建的对象返回了！所以说在不考虑
AOP的情况下三级缓存有用嘛？讲道理，真的没什么用，我直接将这个对象放到二级缓存中不是一点问题都没有吗？如果你说它提高了效率，那你告诉我提高的效率在哪?
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那么三级缓存到底有什么作用呢？不要急，我们先把整个流程走完，在下文结合
AOP分析循环依赖的时候你就能体会到三级缓存的作用！到这里不知道小伙伴们会不会有疑问，B中提前注入了一个没有经过初始化的A类型对象不会有问题吗？
答：不会
这个时候我们需要将整个创建A这个Bean的流程走完，如下图：
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从上图中我们可以看到，虽然在创建B时会提前给B注入了一个还未初始化的A对象，但是在创建A的流程中一直使用的是注入到B中的A对象的引用，之后会根据这个引用对A进行初始化，所以这是没有问题的。
结合了AOP的循环依赖 之前我们已经说过了，在普通的循环依赖的情况下，三级缓存没有任何作用。三级缓存实际上跟Spring中的
AOP相关，我们再来看一看getEarlyBeanReference的代码：protected Object getEarlyBeanReference(String beanName, RootBeanDefinition mbd, Object bean) {
Object exposedObject = bean;
if (!mbd.isSynthetic() && hasInstantiationAwareBeanPostProcessors()) {
for (BeanPostProcessor bp : getBeanPostProcessors()) {
if (bp instanceof SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor) {
SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor ibp = (SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor) bp;
exposedObject = ibp.getEarlyBeanReference(exposedObject, beanName);
}
}
}
return exposedObject;
}
如果在开启
AOP的情况下，那么就是调用到AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator的getEarlyBeanReference方法，对应的源码如下：public Object getEarlyBeanReference(Object bean, String beanName) {
Object cacheKey = getCacheKey(bean.getClass(), beanName);
this.earlyProxyReferences.put(cacheKey, bean);
// 如果需要代理，返回一个代理对象，不需要代理，直接返回当前传入的这个bean对象
return wrapIfNecessary(bean, beanName, cacheKey);
}
回到上面的例子，我们对A进行了
AOP代理的话，那么此时getEarlyBeanReference将返回一个代理后的对象，而不是实例化阶段创建的对象，这样就意味着B中注入的A将是一个代理对象而不是A的实例化阶段创建后的对象。
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看到这个图你可能会产生下面这些疑问
- 在给B注入的时候为什么要注入一个代理对象？
AOP代理时，说明我们希望从容器中获取到的就是A代理后的对象而不是A本身，因此把A当作依赖进行注入时也要注入它的代理对象- 明明初始化的时候是A对象，那么Spring是在哪里将代理对象放入到容器中的呢？
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在完成初始化后，Spring又调用了一次
getSingleton方法，这一次传入的参数又不一样了，false可以理解为禁用三级缓存，前面图中已经提到过了，在为B中注入A时已经将三级缓存中的工厂取出，并从工厂中获取到了一个对象放入到了二级缓存中，所以这里的这个getSingleton方法做的时间就是从二级缓存中获取到这个代理后的A对象。exposedObject == bean可以认为是必定成立的，除非你非要在初始化阶段的后置处理器中替换掉正常流程中的Bean，例如增加一个后置处理器：@Component
public class MyPostProcessor implements BeanPostProcessor {
@Override
public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
if (beanName.equals("a")) {
return new A();
}
return bean;
}
}
不过，请不要做这种骚操作，徒增烦恼！
- 初始化的时候是对A对象本身进行初始化，而容器中以及注入到B中的都是代理对象，这样不会有问题吗？
cglib代理还是jdk动态代理生成的代理类，内部都持有一个目标类的引用，当调用代理对象的方法时，实际会去调用目标对象的方法，A完成初始化相当于代理对象自身也完成了初始化- 三级缓存为什么要使用工厂而不是直接使用引用？换而言之，为什么需要这个三级缓存，直接通过二级缓存暴露一个引用不行吗？
我们思考一种简单的情况，就以单独创建A为例，假设AB之间现在没有依赖关系，但是A被代理了，这个时候当A完成实例化后还是会进入下面这段代码：
// A是单例的，mbd.isSingleton()条件满足
// allowCircularReferences：这个变量代表是否允许循环依赖，默认是开启的，条件也满足
// isSingletonCurrentlyInCreation：正在在创建A，也满足
// 所以earlySingletonExposure=true
boolean earlySingletonExposure = (mbd.isSingleton() && this.allowCircularReferences &&
isSingletonCurrentlyInCreation(beanName));
// 还是会进入到这段代码中
if (earlySingletonExposure) {
// 还是会通过三级缓存提前暴露一个工厂对象
addSingletonFactory(beanName, () -> getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean));
}
看到了吧，即使没有循环依赖，也会将其添加到三级缓存中，而且是不得不添加到三级缓存中，因为到目前为止Spring也不能确定这个Bean有没有跟别的Bean出现循环依赖。
假设我们在这里直接使用二级缓存的话，那么意味着所有的Bean在这一步都要完成
AOP代理。这样做有必要吗？不仅没有必要，而且违背了Spring在结合
AOP跟Bean的生命周期的设计！Spring结合AOP跟Bean的生命周期本身就是通过AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator这个后置处理器来完成的，在这个后置处理的postProcessAfterInitialization方法中对初始化后的Bean完成AOP代理。如果出现了循环依赖，那没有办法，只有给Bean先创建代理，但是没有出现循环依赖的情况下，设计之初就是让Bean在生命周期的最后一步完成代理而不是在实例化后就立马完成代理。三级缓存真的提高了效率了吗？ 现在我们已经知道了三级缓存的真正作用，但是这个答案可能还无法说服你，所以我们再最后总结分析一波，三级缓存真的提高了效率了吗？分为两点讨论：
- 没有进行
AOP的Bean间的循环依赖
- 进行了
AOP的Bean间的循环依赖
AOP代理，我们先分析下使用了三级缓存的情况下，A、B的创建流程
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假设不使用三级缓存，直接在二级缓存中
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上面两个流程的唯一区别在于为A对象创建代理的时机不同，在使用了三级缓存的情况下为A创建代理的时机是在B中需要注入A的时候，而不使用三级缓存的话在A实例化后就需要马上为A创建代理然后放入到二级缓存中去。对于整个A、B的创建过程而言，消耗的时间是一样的
综上，不管是哪种情况，三级缓存提高了效率这种说法都是错误的！
总结 面试官：”Spring是如何解决的循环依赖？“
答：Spring通过三级缓存解决了循环依赖，其中一级缓存为单例池（
singletonObjects）,二级缓存为早期曝光对象earlySingletonObjects，三级缓存为早期曝光对象工厂（singletonFactories）。当A、B两个类发生循环引用时，在A完成实例化后，就使用实例化后的对象去创建一个对象工厂，并添加到三级缓存中，如果A被AOP代理，那么通过这个工厂获取到的就是A代理后的对象，如果A没有被AOP代理，那么这个工厂获取到的就是A实例化的对象。当A进行属性注入时，会去创建B，同时B又依赖了A，所以创建B的同时又会去调用getBean(a)来获取需要的依赖，此时的getBean(a)会从缓存中获取，第一步，先获取到三级缓存中的工厂；第二步，调用对象工工厂的getObject方法来获取到对应的对象，得到这个对象后将其注入到B中。紧接着B会走完它的生命周期流程，包括初始化、后置处理器等。当B创建完后，会将B再注入到A中，此时A再完成它的整个生命周期。至此，循环依赖结束！面试官：”为什么要使用三级缓存呢？二级缓存能解决循环依赖吗？“
答：如果要使用二级缓存解决循环依赖，意味着所有Bean在实例化后就要完成AOP代理，这样违背了Spring设计的原则，Spring在设计之初就是通过
AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator这个后置处理器来在Bean生命周期的最后一步来完成AOP代理，而不是在实例化后就立马进行AOP代理。一道思考题 为什么在下表中的第三种情况的循环依赖能被解决，而第四种情况不能被解决呢？
提示：Spring在创建Bean时默认会根据自然排序进行创建，所以A会先于B进行创建
| 依赖情况 | 依赖注入方式 | 循环依赖是否被解决 |
|---|---|---|
| AB相互依赖（循环依赖） | 均采用setter方法注入 | 是 |
| AB相互依赖（循环依赖） | 均采用构造器注入 | 否 |
| AB相互依赖（循环依赖） | A中注入B的方式为setter方法，B中注入A的方式为构造器 | 是 |
| AB相互依赖（循环依赖） | B中注入A的方式为setter方法，A中注入B的方式为构造器 | 否 |
最全学习笔记大厂真题+微服务+MySQL+分布式+SSM框架+Java+Redis+数据结构与算法+网络+Linux+Spring全家桶+JVM+高并发+各大学习思维脑图+面试集合
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