Spring解决循环依赖：三级缓存

1.什么是循环依赖

通俗来讲，循环依赖指的是一个实例或多个实例存在相互依赖的关系（类之间循环嵌套引用）。

2.Spring如何解决循环依赖

首先，先介绍Spring是如何创建Bean的。

（1）createBeanInstance：实例化，其实也就是调用对象的构造方法实例化对象

（2）populateBean：填充属性，这一步主要是多bean的依赖属性进行填充

（3）initializeBean：初始化，调用spring xml中的init方法。
循环依赖主要发生在第二步填充属性：在创建对象A时需要填充成员变量B，可是在这时候对象B还没有进行创建。

三级缓存

Spring为了解决单例的循环依赖问题，使用了三级缓存，也就是下文中的三个Map对象。一级缓存用于存放初始化完毕的Bean对象，二级缓存用于存放不完整（仅进行实例化，还没有填充属性）Bean对象，三级缓存用于存放对象工厂（用于创建AOP实例）。

/** Cache of singleton objects: bean name --> bean instance *///单例对象的cacheprivate final Map<String, Object> singletonObjects = new ConcurrentHashMap<String, Object>(64);/** Cache of early singleton objects: bean name --> bean instance *///提前暴光的单例对象的Cacheprivate final Map<String, Object> earlySingletonObjects = new HashMap<String, Object>(16);/** Cache of singleton factories: bean name --> ObjectFactory *///单例对象工厂的cacheprivate final Map<String, ObjectFactory<?>> singletonFactories = new HashMap<String, ObjectFactory<?>>(16);

步骤:

1.Spring首先从一级缓存singletonObjects中获取。

2.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。

3.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.

4.如果从三级缓存中获取到就从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。

Spring解决循环依赖的步骤如下图所示，以创建A、B对象为例。

1. 实例化A对象，将未初始化的A对象实例加入三级缓存，构建A对象工厂。
2. 进行A对象的属性填充，发现A对象引用了未创建的B对象，进行B对象的创建。
3. 实例化B对象，B对象属性填充时，发现B对象引用了A对象，按照三级缓存查询的步骤查到了A对象在第三级缓存中有对象工厂，于是将A对象创建出来并将A对象的三级缓存移除，加入到第二级缓存。这时的A对象没有填值，仅包含一个引用。
4. 完成B对象的属性填充、初始化过程，B对象加入到一级缓存中。
5. 返回到A对象的属性填充过程，填充B对象到A中，再接着初始化、将A对象加入一级缓存中，最终完成A、B对象的创建。

AOP的实现就是在三级缓存的对象工厂上返回代理对象。

3.Spring无法解决哪些情况下的循环依赖？

1. 使用构造方法注入，因为加入singletonFactories三级缓存的前提是执行了构造器来创建半成品的对象，所以构造器的循环依赖没法解决。因此,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！
2. Bean的作用于为prototype（原型），因为对于原型bean，spring容器只有在需要时才会实例化，初始化它。spring容器不缓存prototype类型的bean，使得无法提前暴露出一个创建中的bean。

4.面试问题

1.第三级缓存是没有实际作用的，为什么不使用一级缓存和二级缓存能解决循环依赖？
答：如果只用一级缓存来解决循环依赖，那么一级缓存中会在某个时间段存在不完整的bean，这是不安全的。

使用二级缓存确实可以解决循环依赖，但是这要求每个原始对象创建出来后就立即生成动态代理对象（如果有的AOP代理增强话），然后将这个动态代理对象放入二级缓存，这就打破了Spring对AOP的设计原则，即：在对象初始化完毕后，再去创建代理对象。所以引入三级缓存，并且在三级缓存中存放一个对象的ObjectFactory，目的就是：延迟代理对象的创建，这里延迟到啥时候创建呢，有两种情况：第一种就是确实存在循环依赖，那么没办法，只能在需要的时候就创建出来代理对象然后放到二级缓存中，第二种就是不存在循环依赖，那就应该正常地在初始化的后置处理器中创建。
因此不直接使用一级缓存和二级缓存来解决循环依赖的原因就是：希望在不存在循环依赖的情况下不破坏Spring对AOP的设计原则。

所以总结来说，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。

2.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，那么通过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！

简单点说，Spring解决循环依赖的思路就是：当A的bean需要B的bean的时候，提前将A的bean放在缓存中（实际是将A的ObjectFactory放到三级缓存），然后再去创建B的bean，但是B的bean也需要A的bean，那么这个时候就去缓存中拿A的bean，B的bean创建完毕后，再回来继续创建A的bean，最终完成循环依赖的解决。Spring 利用 三级缓存 巧妙地将出现 循环依赖 时的 AOP 操作 提前到了 属性注入 之前（通过第三级缓存实现的），解决了循环依赖问题。

引用:https://blog.csdn.net/cy973071263/article/details/132676795