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Spring IOC 深入浅出

- Spring IoC基础
- - BeanFactory与ApplicationContext区别
  - 纯xml模式
  - xml与注解相结合模式
  - 纯注解模式
- Spring IOC?级特性
- - lazy-Init 延迟加载
  - FactoryBean 和 BeanFactory
  - 后置处理器
  - - BeanPostProcessor
    - BeanFactoryPostProcessor
- Spring IoC容器初始化主体流程
- - Spring IoC的容器体系
  - Bean?命周期关键时机点
  - Spring IoC容器初始化主流程
- BeanFactory创建流程
- - 获取BeanFactory?流程
  - BeanDefinition加载解析及注册?流程
- Bean创建流程
- lazy-init 延迟加载机制原理
- Spring IoC循环依赖问题
- - 什么是循环依赖
  - 循环依赖处理机制

Spring IoC基础

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BeanFactory与ApplicationContext区别
BeanFactory是Spring框架中IoC容器的顶层接?,它只是?来定义?些基础功能,定义?些基础规范,?ApplicationContext是它的?个?接?，所以ApplicationContext是具备BeanFactory提供的全部功能的。
通常，我们称BeanFactory为SpringIOC的基础容ApplicationContext是容器的?级接?，?BeanFactory要拥有更多的功能，?如说国际化?持和资源访问（xml，java配置类）等等

启动 IoC 容器的?式

Java环境下启动IoC容器 ClassPathXmlApplicationContext：从类的根路径下加载配置?件（推荐使?）
FileSystemXmlApplicationContext：从磁盘路径上加载配置?件
AnnotationConfigApplicationContext：纯注解模式下启动Spring容器
Web环境下启动IoC容器
从xml启动容器

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从配置类启动容器
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纯xml模式
本部分内容我们不采???讲解知识点的?式，?是采?Spring IoC 纯 xml 模式改造我们前??写的IoC 和 AOP 实现，在改造的过程中，把各个知识点串起来。

xml ?件头
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实例化Bean的三种?式
?式?：使??参构造函数
在默认情况下，它会通过反射调??参构造函数来创建对象。如果类中没有?参构造函数，将创建失败。
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?式?：使?静态?法创建
在实际开发中，我们使?的对象有些时候并不是直接通过构造函数就可以创建出来的，它可能在创建的过程中会做很多额外的操作。此时会提供?个创建对象的?法，恰好这个?法是static修饰的?法，即是此种情况。
例如，我们在做Jdbc操作时，会?到java.sql.Connection接?的实现类，如果是mysql数据库，那么?的就是JDBC4Connection，但是我们不会去写 JDBC4Connection connection = new JDBC4Connection() ，因为我们要注册驱动，还要提供URL和凭证信息，? DriverManager.getConnection ?法来获取连接。
那么在实际开发中，尤其早期的项?没有使?Spring框架来管理对象的创建，但是在设计时使?了??模式解耦，那么当接?spring之后，??类创建对象就具有和上述例?相同特征，即可采?此种?式配置。
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?式三：使?实例化?法创建
此种?式和上?静态?法创建其实类似，区别是?于获取对象的?法不再是static修饰的了，?是类中的? 个普通?法。此种?式?静态?法创建的使??率要??些。在早期开发的项?中，??类中的?法有可能是静态的，也有可能是?静态?法，当是?静态?法时，即可采?下?的配置?式：
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Bean的X及?命周期
作?范围的改变
在spring框架管理Bean对象的创建时，Bean对象默认都是单例的，但是它?持配置的?式改变作?范围。作?范围官?提供的说明如下图：
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在上图中提供的这些选项中，我们实际开发中?到最多的作?范围就是singleton（单例模式）和prototype（原型模式，也叫多例模式）。配置?式参考下?的代码：
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不同作?范围的?命周期
单例模式：singleton
对象出?：当创建容器时，对象就被创建了。
对象活着：只要容器在，对象?直活着。
对象死亡：当销毁容器时，对象就被销毁了。
?句话总结：单例模式的bean对象?命周期与容器相同。
多例模式：prototype
对象出?：当使?对象时，创建新的对象实例。
对象活着：只要对象在使?中，就?直活着。
对象死亡：当对象?时间不?时，被java的垃圾回收器回收了。
?句话总结：多例模式的bean对象，spring框架只负责创建，不负责销毁。
Bean标签属性
在基于xml的IoC配置中，bean标签是最基础的标签。它表示了IoC容器中的?个对象。换句话说，如果?个对象想让spring管理，在XML的配置中都需要使?此标签配置，Bean标签的属性如下：
id属性： ?于给bean提供?个唯?标识。在?个标签内部，标识必须唯?。
class属性：?于指定创建Bean对象的全限定类名。
name属性：?于给bean提供?个或多个名称。多个名称?空格分隔。
factory-bean属性：?于指定创建当前bean对象的??bean的唯?标识。当指定了此属性之后，class属性失效。
factory-method属性：?于指定创建当前bean对象的???法，如配合factory-bean属性使?，则class属性失效。如配合class属性使?，则?法必须是static的。
scope属性：?于指定bean对象的作?范围。通常情况下就是singleton。当要?到多例模式时，可以配置为prototype。
init-method属性：?于指定bean对象的初始化?法，此?法会在bean对象装配后调?。必须是?个?参?法。
destory-method属性：?于指定bean对象的销毁?法，此?法会在bean对象销毁前执?。它只能为scope是singleton时起作?。
DI 依赖注?的xml配置
依赖注?分类
按照注?的?式分类
构造函数注?：顾名思义，就是利?带参构造函数实现对类成员的数据赋值。
set?法注?：它是通过类成员的set?法实现数据的注?。（使?最多的）
按照注?的数据类型分类
基本类型和String
注?的数据类型是基本类型或者是字符串类型的数据。
其他Bean类型
注?的数据类型是对象类型，称为其他Bean的原因是，这个对象是要求出现在IoC容器中的。那么针对当前Bean来说，就是其他Bean了。
复杂类型（集合类型）
注?的数据类型是Aarry，List，Set，Map，Properties中的?种类型。

依赖注?的配置实现之构造函数注? 顾名思义，就是利?构造函数实现对类成员的赋值。它的使?要求是，类中提供的构造函数参数个数必须和配置的参数个数?致，且数据类型匹配。同时需要注意的是，当没有?参构造时，则必须提供构造函数参数的注?，否则Spring框架会报错。

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在使?构造函数注?时，涉及的标签是 constructor-arg ，该标签有如下属性：
name：?于给构造函数中指定名称的参数赋值。
index：?于给构造函数中指定索引位置的参数赋值。
value：?于指定基本类型或者String类型的数据。
ref：?于指定其他Bean类型的数据。写的是其他bean的唯?标识。

依赖注?的配置实现之set?法注?

顾名思义，就是利?字段的set?法实现赋值的注??式。此种?式在实际开发中是使?最多的注??式。

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在使?set?法注?时，需要使? property 标签，该标签属性如下：
name：指定注?时调?的set?法名称。（注：不包含set这三个字?,druid连接池指定属性名称）
value：指定注?的数据。它?持基本类型和String类型。
ref：指定注?的数据。它?持其他bean类型。写的是其他bean的唯?标识。
复杂数据类型注? ?先，解释?下复杂类型数据，它指的是集合类型数据。集合分为两类，?类是List结构（数组结构），?类是Map接?（键值对）。
接下来就是注?的?式的选择，只能在构造函数和set?法中选择，我们的示例选?set?法注?。

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在List结构的集合数据注?时， array , list , set 这三个标签通?，另外注值的 value 标签内部可以直接写值，也可以使? bean 标签配置?个对象，或者? ref 标签引??个已经配合的bean的唯?标识。
在Map结构的集合数据注?时， map 标签使? entry ?标签实现数据注?， entry 标签可以使?key和value属性指定存?map中的数据。使?value-ref属性指定已经配置好的bean的引?。同时 entry 标签中也可以使? ref 标签，但是不能使? bean 标签。? property 标签中不能使? ref 或者 bean 标签引?对象
xml与注解相结合模式
注意：
1）实际企业开发中，纯xml模式使?已经很少了
2）引?注解功能，不需要引?额外的jar
3）xml+注解结合模式，xml?件依然存在，所以，spring IOC容器的启动仍然从加载xml开始
4）哪些bean的定义写在xml中，哪些bean的定义使?注解
第三?jar中的bean定义在xml，?如德鲁伊数据库连接池??开发的bean定义使?注解

xml中标签与注解的对应（IoC）

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DI 依赖注?的注解实现?式
@Autowired（推荐使?）
@Autowired为Spring提供的注解，需要导?包
org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired。
@Autowired采取的策略为按照类型注?。

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如上代码所示，这样装配回去spring容器中找到类型为AccountDao的类，然后将其注?进来。这样会产??个问题，当?个类型有多个bean值的时候，会造成?法选择具体注?哪?个的情况，这个时候我们需要配合着@Qualifier使?。
@Qualifier告诉Spring具体去装配哪个对象。

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这个时候我们就可以通过类型和名称定位到我们想注?的对象。
@Resource
@Resource 注解由 J2EE 提供，需要导?包 javax.annotation.Resource。
@Resource 默认按照 ByName ?动注?。

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如果同时指定了 name 和 type，则从Spring上下?中找到唯?匹配的bean进?装配，找不到则抛出异常。
如果指定了name，则从上下?中查找名称（id）匹配的bean进?装配，找不到则抛出异常。
如果指定了type，则从上下?中找到类似匹配的唯?bean进?装配，找不到或是找到多个，都会抛出异常。
如果既没有指定name，?没有指定type，则?动按照byName?式进?装配；
注意:
@Resource 在 Jdk 11中已经移除，如果要使?，需要单独引?jar包

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纯注解模式
改造xm+注解模式，将xml中遗留的内容全部以注解的形式迁移出去，最终删除xml，从Java配置类启动
对应注解
@Configuration 注解，表名当前类是?个配置类
@ComponentScan 注解，替代 context:component-scan
@PropertySource，引?外部属性配置?件
@Import 引?其他配置类
@Value 对变量赋值，可以直接赋值，也可以使? ${} 读取资源配置?件中的信息
@Bean 将?法返回对象加? SpringIOC 容器
Spring IOC?级特性 lazy-Init 延迟加载
Bean的延迟加载（延迟创建）
ApplicationContext 容器的默认?为是在启动服务器时将所有 singleton bean 提前进?实例化。提前实例化意味着作为初始化过程的?部分，ApplicationContext 实例会创建并配置所有的singleton
bean。
?如：

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lazy-init=“false”，?即加载，表示在spring启动时，?刻进?实例化。
如果不想让?个singleton bean 在 ApplicationContext实现初始化时被提前实例化，那么可以将bean设置为延迟实例化。

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设置 lazy-init 为 true 的 bean 将不会在 ApplicationContext 启动时提前被实例化，?是第?次向容器通过 getBean 索取 bean 时实例化的。
如果?个设置了?即加载的 bean1，引?了?个延迟加载的 bean2 ，那么 bean1 在容器启动时被实例
化，? bean2 由于被 bean1 引?，所以也被实例化，这种情况也符合延时加载的 bean 在第?次调?时才被实例化的规则。也可以在容器层次中通过在元素上使? “default-lazy-init” 属性来控制延时初始化。如下?配置：

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如果?个 bean 的 scope 属性为 scope=“pototype” 时，即使设置了 lazy-init=“false”，容器启动时也不会实例化bean，?是调? getBean ?法实例化的。
应?场景
（1）开启延迟加载?定程度提?容器启动和运转性能
（2）对于不常使?的 Bean 设置延迟加载，这样偶尔使?的时候再加载，不必要从?开始该 Bean 就占?资源
FactoryBean 和 BeanFactory
BeanFactory接?是容器的顶级接?，定义了容器的?些基础?为，负责?产和管理Bean的?个??，具体使?它下?的?接?类型，?如ApplicationContext；此处我们重点分析FactoryBean
Spring中Bean有两种，?种是普通Bean，?种是??Bean（FactoryBean），FactoryBean可以?成某?个类型的Bean实例（返回给我们），也就是说我们可以借助于它?定义Bean的创建过程。
Bean创建的三种?式中的静态?法和实例化?法和FactoryBean作?类似，FactoryBean使?较多，尤其在Spring框架?些组件中会使?，还有其他框架和Spring框架整合时使?

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Company类

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CompanyFactoryBean类

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xml配置

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测试，获取FactoryBean产?的对象

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测试，获取FactoryBean，需要在id之前添加“&”

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后置处理器
Spring提供了两种后处理bean的扩展接?，分别为BeanPostProcessor 和BeanFactoryPostProcessor，两者在使?上是有所区别的。
??初始化（BeanFactory）—> Bean对象
在BeanFactory初始化之后可以使?BeanFactoryPostProcessor进?后置处理做?些事情
在Bean对象实例化（并不是Bean的整个?命周期完成）之后可以使?BeanPostProcessor进?后置处理做?些事情
注意：对象不?定是springbean，?springbean?定是个对象
SpringBean的?命周期
BeanPostProcessor BeanPostProcessor是针对Bean级别的处理，可以针对某个具体的Bean.

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该接?提供了两个?法，分别在Bean的初始化?法前和初始化?法后执?，具体这个初始化?法指的是什么?法，类似我们在定义bean时，定义了init-method所指定的?法
定义?个类实现了BeanPostProcessor，默认是会对整个Spring容器中所有的bean进?处理。如果要对具体的某个bean处理，可以通过?法参数判断，两个类型参数分别为Object和String，第?个参数是每个bean的实例，第?个参数是每个bean的name或者id属性的值。所以我们可以通过第?个参数，来判断我们将要处理的具体的bean。
注意：处理是发?在Spring容器的实例化和依赖注?之后。
BeanFactoryPostProcessor BeanFactory级别的处理，是针对整个Bean的??进?处理，典型应?:PropertyPlaceholderConfigurer

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其中有个?法名为getBeanDefinition的?法，我们可以根据此?法，找到我们定义bean 的BeanDefinition对象。然后我们可以对定义的属性进?修改，以下是BeanDefinition中的?法

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?法名字类似我们bean标签的属性，setBeanClassName对应bean标签中的class属性，所以当我们拿到BeanDefinition对象时，我们可以?动修改bean标签中所定义的属性值。
BeanDefinition对象：我们在 XML 中定义的 bean标签，Spring 解析 bean 标签成为?个 JavaBean，这个JavaBean 就是 BeanDefinition
注意：调? BeanFactoryPostProcessor ?法时，这时候bean还没有实例化，此时 bean 刚被解析成BeanDefinition对象
Spring IoC容器初始化主体流程 Spring IoC的容器体系
IoC容器是Spring的核?模块，是抽象了对象管理、依赖关系管理的框架解决?案。Spring 提供了很多的容器，其中 BeanFactory 是顶层容器（根容器），不能被实例化，它定义了所有 IoC 容器必须遵从的?套原则，具体的容器实现可以增加额外的功能，?如我们常?到的ApplicationContext，其下更具体的实现如 ClassPathXmlApplicationContext 包含了解析 xml 等?系列的内容，AnnotationConfigApplicationContext 则是包含了注解解析等?系的内容。Spring IoC 容器继承体系?常聪明，需要使?哪个层次?哪个层次即可，不必使?功能??全的。
BeanFactory 顶级接??法栈如下

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BeanFactory 容器继承体系

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通过其接?设计，我们可以看到我们?贯使?的 ApplicationContext 除了继承BeanFactory的?接?，还继承了ResourceLoader、MessageSource等接?，因此其提供的功能也就更丰富了。
下?我们以 ClasspathXmlApplicationContext 为例，深?源码说明 IoC 容器的初始化流程。
Bean?命周期关键时机点
思路：创建?个类 LagouBean ，让其实现?个特殊的接?，并分别在接?实现的构造器、接??法中断点，观察线程调?栈，分析出 Bean 对象创建和管理关键点的触发时机。
LagouBean类

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BeanPostProcessor 接?实现类

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BeanFactoryPostProcessor 接?实现类

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applicationContext.xml

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IoC 容器源码分析?例

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（1）分析 Bean 的创建是在容器初始化时还是在 getBean 时

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根据断点调试，我们发现，在未设置延迟加载的前提下，Bean 的创建是在容器初始化过程中完成的。
（2）分析构造函数调?情况

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通过如上观察，我们发现构造函数的调?时机在AbstractApplicationContext类refresh?法的finishBeanFactoryInitialization(beanFactory)处;
（3）分析 InitializingBean 之 afterPropertiesSet 初始化?法调?情况

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通过如上观察，我们发现 InitializingBean中afterPropertiesSet ?法的调?时机也是在AbstractApplicationContext类refresh?法的finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);
（4）分析BeanFactoryPostProcessor 初始化和调?情况
分别在构造函数、postProcessBeanFactory ?法处打断点，观察调?栈，发现
BeanFactoryPostProcessor 初始化在AbstractApplicationContext类refresh?法的
invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);
postProcessBeanFactory 调?在AbstractApplicationContext类refresh?法的
invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);
（5）分析 BeanPostProcessor 初始化和调?情况
分别在构造函数、postProcessBeanFactory ?法处打断点，观察调?栈，发现
BeanPostProcessor 初始化在AbstractApplicationContext类refresh?法的registerBeanPostProcessors(beanFactory);
postProcessBeforeInitialization 调?在AbstractApplicationContext类refresh?法的finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);
postProcessAfterInitialization 调?在AbstractApplicationContext类refresh?法的
finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);
（6）总结
根据上?的调试分析，我们发现 Bean对象创建的?个关键时机点代码层级的调?都在AbstractApplicationContext 类的 refresh ?法中，可?这个?法对于Spring IoC 容器初始化来说相当关键，汇总如下：

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Spring IoC容器初始化主流程
由上分析可知，Spring IoC 容器初始化的关键环节就在 AbstractApplicationContext#refresh() ?法中，我们查看 refresh ?法来俯瞰容器创建的主体流程，主体流程下的具体?流程我们后?再来讨论。

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BeanFactory创建流程获取BeanFactory?流程
时序图如下

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BeanDefinition加载解析及注册?流程
（1）该?流程涉及到如下?个关键步骤
Resource定位：指对BeanDefinition的资源定位过程。通俗讲就是找到定义Javabean信息的XML?件，并将其封装成Resource对象。
BeanDefinition载? ：把?户定义好的Javabean表示为IoC容器内部的数据结构，这个容器内部的数据结构就是BeanDefinition。
注册BeanDefinition到 IoC 容器
（2）过程分析
Step 1：?流程??在AbstractRefreshableApplicationContext#refreshBeanFactory ?法中

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Step 2：依次调?多个类的 loadBeanDefinitions ?法 —> AbstractXmlApplicationContext —>AbstractBeanDefinitionReader —> XmlBeanDefinitionReader ?直执?到XmlBeanDefinitionReader 的 doLoadBeanDefinitions ?法

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Step 3：我们重点观察XmlBeanDefinitionReader 类的registerBeanDefinitions ?法，期间产?了多次重载调?，我们定位到最后?个

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此处我们关注两个地?：?个createRederContext?法，?个是
DefaultBeanDefinitionDocumentReader类的registerBeanDefinitions?法，先进?createRederContext ?法看看

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我们可以看到，此处 Spring ?先完成了NamespaceHandlerResolver 的初始化。
我们再进? registerBeanDefinitions ?法中追踪，调?了
DefaultBeanDefinitionDocumentReader#registerBeanDefinitions ?法

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进? doRegisterBeanDefinitions ?法

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进? parseBeanDefinitions ?法

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进? parseDefaultElement ?法

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进? processBeanDefinition ?法

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?此，注册流程结束，我们发现，所谓的注册就是把封装的 XML 中定义的 Bean信息封装为BeanDefinition 对象之后放??个Map中，BeanFactory 是以 Map 的结构组织这些 BeanDefinition的。

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可以在DefaultListableBeanFactory中看到此Map的定义

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（3）时序图

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Bean创建流程

通过最开始的关键时机点分析，我们知道Bean创建?流程??在AbstractApplicationContext#refresh()?法的finishBeanFactoryInitialization(beanFactory)处
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进?finishBeanFactoryInitialization
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继续进?DefaultListableBeanFactory类的preInstantiateSingletons?法，我们找到下?部分的代码，看到??Bean或者普通Bean，最终都是通过getBean的?法获取实例
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继续跟踪下去，我们进?到了AbstractBeanFactory类的doGetBean?法，这个?法中的代码很多，我们直接找到核?部分
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接着进?到AbstractAutowireCapableBeanFactory类的?法，找到以下代码部分
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进?doCreateBean?法看看，该?法我们关注两块重点区域
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lazy-init 延迟加载机制原理

lazy-init 延迟加载机制分析
普通 Bean 的初始化是在容器启动初始化阶段执?的，?被lazy-init=true修饰的 bean 则是在从容器?第?次进?context.getBean() 时进?触发。Spring 启动的时候会把所有bean信息(包括XML和注解)解析转化成Spring能够识别的BeanDefinition并存到Hashmap?供下?的初始化时?，然后对每个BeanDefinition 进?处理，如果是懒加载的则在容器初始化阶段不处理，其他的则在容器初始化阶段进?初始化并依赖注?。
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总结
对于被修饰为lazy-init的bean Spring 容器初始化阶段不会进? init 并且依赖注?，当第?次进?getBean时候才进?初始化并依赖注?
对于?懒加载的bean，getBean的时候会从缓存?头获取，因为容器初始化阶段 Bean 已经初始化完成并缓存了起来

Spring IoC循环依赖问题什么是循环依赖
循环依赖其实就是循环引?，也就是两个或者两个以上的 Bean 互相持有对?，最终形成闭环。?如A依赖于B，B依赖于C，C?依赖于A。

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注意，这?不是函数的循环调?，是对象的相互依赖关系。循环调?其实就是?个死循环，除?有终结条件。
Spring中循环依赖场景有：

构造器的循环依赖（构造器注?）
Field 属性的循环依赖（set注?）
其中，构造器的循环依赖问题?法解决，只能拋出 BeanCurrentlyInCreationException 异常，在解决属性循环依赖时，spring采?的是提前暴露对象的?法。

循环依赖处理机制

单例 bean 构造器参数循环依赖（?法解决）
prototype 原型 bean循环依赖（?法解决）
对于原型bean的初始化过程中不论是通过构造器参数循环依赖还是通过setXxx?法产?循环依赖，Spring都会直接报错处理。
AbstractBeanFactory.doGetBean()?法：
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在获取bean之前如果这个原型bean正在被创建则直接抛出异常。原型bean在创建之前会进?标记这个beanName正在被创建，等创建结束之后会删除标记
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总结：Spring 不?持原型 bean 的循环依赖。
【java|Spring IOC 深入浅出】单例bean通过setXxx或者@Autowired进?循环依赖
Spring 的循环依赖的理论依据基于 Java 的引?传递，当获得对象的引?时，对象的属性是可以延后设置的，但是构造器必须是在获取引?之前
Spring通过setXxx或者@Autowired?法解决循环依赖其实是通过提前暴露?个ObjectFactory对象来完成的，简单来说ClassA在调?构造器完成对象初始化之后，在调?ClassA的setClassB?法之前就把ClassA实例化的对象通过ObjectFactory提前暴露到Spring容器中。
Spring容器初始化ClassA通过构造器初始化对象后提前暴露到Spring容器。
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ClassA调?setClassB?法，Spring?先尝试从容器中获取ClassB，此时ClassB不存在Spring容器中。
Spring容器初始化ClassB，同时也会将ClassB提前暴露到Spring容器中
ClassB调?setClassA?法，Spring从容器中获取ClassA ，因为第?步中已经提前暴露了ClassA，因此可以获取到ClassA实例
ClassA通过spring容器获取到ClassB，完成了对象初始化操作。
这样ClassA和ClassB都完成了对象初始化操作，解决了循环依赖问题。