spring|spring如何解决循环依赖问题 java|spring

一、循环依赖一般来讲，我们说的循环依赖，指得是2个或两个以上的bean 互相持有对方，最终形成闭环的情况。
比如A依赖B，B依赖C，C又依赖A。

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自已依赖自己，也会发生循环依赖的问题。

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二、Spring中什么时候会发生循环依赖我们首先要知道，Spring的单例对象的初始化主要分为三步：

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createBeanInstance：实例化，其实也就是调用对象的构造方法实例化对象
populateBean：填充属性，这一步主要是多bean的依赖属性进行填充
initializeBean：调用spring xml中的init 方法。

从上面单例bean的初始化可以知道：循环依赖主要发生在第一、二步，也就是构造器循环依赖和field循环依赖。那么我们要解决循环引用也应该从初始化过程着手。
注：为什么说单例对象的初始化。这是因为原型(Prototype)的场景是不支持循环依赖的，通常会走到AbstractBeanFactory类中下面的判断，抛出异常。

if (isPrototypeCurrentlyInCreation(beanName)) {throw new BeanCurrentlyInCreationException(beanName); }

所以默认的是单例的属性注入。
（1）使用构造器进行依赖注入的时候 (以两个bean为例)

public class StudentA {private StudentB studentB ; public void setStudentB(StudentB studentB) {this.studentB = studentB; }public StudentA() {}public StudentA(StudentB studentB) {this.studentB = studentB; } }

public class StudentB {private StudentA studentA ; public void setStudentC(StudentA studentA) {this.studentA = studentA; }public StudentB() {}public StudentB(StudentA studentA) {this.studentA = studentA; } }

执行结果:

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?

这种循环依赖spring没有办法解决，只能抛出BeanCurrentlyInCreationException异常表示循环依赖。
源码：

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源码分析：
Spring容器会将每一个正在创建的Bean 标识符放在一个“当前创建Bean池”中，Bean标识符在创建过程中将一直保持在这个池中，因此如果在创建Bean过程中发现自己已经在“当前创建Bean池”里时将抛出BeanCurrentlyInCreationException异常来表示循环依赖；而对于创建完毕的Bean将从“当前创建Bean池”中清除掉。
以上面的程序为例，Spring容器先创建单例A，但是A依赖B，所以将A放在
“当前创建Bean池”中，此时创建B，发现B依赖A，但是，此时A已经在池中，所以会报错。因为在池中的Bean都是未初始化完的(正在创建的)，所以会产生依赖错误，(初始化完的Bean会从池中移除)。
（2）使用setter方法进行依赖注入的时候

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采用三级缓存解决。
结合上图来看，Spring先是构造实例化Bean对象，创建成功后，Spring会通过代码提前将对象暴露出来，此时的对象A还没有完成属性注入，属于早期对象，此时Spring会将这个实例化结束的对象放到一个Map中，并且Spring提供了获取这个未设置属性的实例化对象引用的方法。结合我们的实例来看，当Spring实例化了A、B后，紧接着会去设置对象的属性，此时A依赖B，就会去Map中取出存在里面的单例B对象，以此类推，不会出来循环的问题。
换句话说，对于setter注入造成的依赖是通过Spring容器提前暴露刚完成实例化但未完成初始化的bean来解决的，而且只能解决单例作用域的bean循环依赖。通过提前暴露一个单例工厂方法，从而使其他bean能引用到该bean。
三、解决循环依赖

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对于单例来说，在Spring容器整个生命周期内，有且只有一个对象，所以很容易想到这个对象应该存在Cache中，Spring为了解决单例的循环依赖问题，使用了三级缓存。
我们首先看源码，三级缓存主要指：

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这三级缓存分别指：

singletonObjects：单例对象的cache，存放可用的成品Bean。(一级缓存)
earlySingletonObjects：提前暴光的单例对象的cache，存放半成品的Bean，半成品的Bean是已创建对象，但是未注入属性和初始化，用以解决循环依赖。(二级缓存)
singletonFactories ：单例对象工厂的cache，存的是Bean工厂对象，用来生成半成品的Bean并放入到二级缓存中，用以解决循环依赖。(三级缓存)

我们在创建bean的时候，首先想到的是从cache中获取这个单例的bean，这个缓存就是singletonObjects。
获取bean：

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主要调用**getSingleton()**方法来获取bean;

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上面的代码需要解释两个参数：

isSingletonCurrentlyInCreation()判断当前单例bean是否正在创建中，也就是没有初始化完成(比如A的构造器依赖了B对象所以得先去创建B对象，或则在A的populateBean过程中依赖了B对象，得先去创建B对象，这时的A就是处于创建中的状态。)
allowEarlyReference 是否允许从singletonFactories中通过getObject拿到对象。

分析getSingleton()的整个过程：Spring首先从一级缓存singletonObjects中获取获取这个单例的bean对象。如果获取不到，并且对象正在创建中，就再从二级缓存earlySingletonObjects中获取。如果还是获取不到且允许singletonFactories通过getObject()获取，就从三级缓存singletonFactory.getObject()(三级缓存)获取。
如果没有获取到，也就是缓存中没有这个bean对象，那就先实例化A，然后再放入三级缓存中。
【spring|spring如何解决循环依赖问题】调用AbstractAutowireCapableBeanFactory类中的doCreateBean方法，实例化A。

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实例化完成后，调用DefaultSingletonBeanRegistry类中的addSingletonFactory方法，将bean 放入到三级缓存中。

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这里就是解决循环依赖的关键，这段代码发生在doCreateBean之后，也就是说单例对象此时已经被创建出来(调用了构造器)。这个对象已经被生产出来了，虽然还不完美（还没有进行初始化的第二步和第三步），但是已经能被人认出来了（根据对象引用能定位到堆中的对象），所以Spring此时将这个对象提前曝光出来让大家认识，让大家使用(Spring解决循环依赖的核心思想就是提前曝光)。
这样做有什么好处呢？让我们来分析一下“A的某个field或者setter依赖了B的实例对象，同时B的某个field或者setter依赖了A的实例对象”这种循环依赖的情况。A首先完成了初始化的第一步，并且将自己提前曝光到singletonFactories中，此时进行初始化的第二步，发现自己依赖对象B，此时就尝试去get(B)，发现B还没有被create，所以走create流程，B在初始化第一步的时候发现自己依赖了对象A，于是尝试get(A)，尝试一级缓存singletonObjects(肯定没有，因为A还没初始化完全)，尝试二级缓存earlySingletonObjects（也没有），尝试三级缓存singletonFactories，由于A通过ObjectFactory将自己提前曝光了，所以B能够通过ObjectFactory.getObject拿到A对象(虽然A还没有初始化完全，但是总比没有好呀)，B拿到A对象后顺利完成了初始化阶段1、2、3，完全初始化之后将自己放入到一级缓存singletonObjects中。此时返回A中，A此时能拿到B的对象顺利完成自己的初始化阶段2、3，最终A也完成了初始化，进去了一级缓存singletonObjects中，而且更加幸运的是，由于B拿到了A的对象引用，所以B现在hold住的A对象完成了初始化。
知道了这个原理时候，肯定就知道为啥Spring不能解决“A的构造方法中依赖了B的实例对象，同时B的构造方法中依赖了A的实例对象”这类问题了！因为加入singletonFactories三级缓存的前提是执行了构造器，所以构造器的循环依赖没法解决。
而如果在三级缓存中获取到了bean对象，则将bean对象从三级缓存singletonFactories中移除，并放入earlySingletonObjects中。其实也就是从三级缓存移动到了二级缓存。

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四、为什么不用二级缓存？理论上二级缓存时可行的，只需要将三级缓存中BeanFactory创建的对象提前放入二级缓存中，这样三级缓存就可以移除了。但是，
如果要使用二级缓存解决循环依赖，意味着Bean在构造完后就创建代理对象，这样违背了Spring设计原则。Spring结合AOP跟Bean的生命周期，是在Bean创建完全之后通过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。
另一种说法是：初始spring是没有解决循环引用问题的，设计原则是 bean 实例化、属性设置、初始化之后再生成aop对象，但是为了解决循环依赖但又尽量不打破这个设计原则的情况下，使用了存储了函数式接口的第三级缓存；如果使用二级缓存的话，可以将aop的代理工作提前到提前暴露实例的阶段执行；也就是说所有的bean在创建过程中就先生成代理对象再初始化和其他工作；但是这样的话，就和spring的aop的设计原则相驳，aop的实现需要与bean的正常生命周期的创建分离；这样只有使用第三级缓存封装一个函数式接口对象到缓存中，发生循环依赖时，触发代理类的生成；