Spring循环依赖原理分析

大家都清楚Spring框架实现类Ioc，即实现了依赖的自动注入，这是Spring的基本功能之一，并且对于循环依赖，Spring也可以自动注入，但是前提是存在循环依赖关系的Bean必须是单例的，原型的不可以。

1.什么是循环依赖

简单来说就是两个类的相互引用，举个例子来说，A类定义一个B类的实例字段，B类也定义一个A类的实例字段。

class A{
    
    @Autowired
    private B b;
    
    //省略get，set方法
}

class B{
    
    @Autowired
    private A a;
    
    //省略get，set方法
}

当加载a或b实例时就会发生，那么Spring是怎么处理的呢？

2.Spring处理循环依赖思路

由于处理循环依赖贯穿在整个Spring加载bean，实例化bean，装配bean属性过程中，处理逻辑比较复杂。需要说一下，Spring加载bean的大致过程，总结的比较粗线条，有很多扩展的细节，包括FactoryBean处理，不详细介绍，想了解更多只能分析源码。

读取配置文件或注解元数据生成BeanDefinition
根据BeanDefinition实例化Bean
填充Bean的属性字段，如果存在属性是其他Bean，并且还未实例化，需要实例化该Bean，完成填充
初始化Bean

3.伪代码模拟实现

定义几个保存Bean的集合，以及一个方法。

Map<String, Object> singletonObjects;  //保存已经完成初始化的单例的map,key是beanName

//下面的定义就是为了解决循环依赖
Map<String, ObjectFactory<?>> singletonFactories; //创建Bean的工厂map，ObjectFactory是个接口，只有一个方法getObject()，返回Bean
Map<String, Object> earlySingletonObjects;//保存还未装配属性的Bean
Set<String> singletonsCurrentlyInCreation;//保存正在创建过程中的Bean

Object getBean(String beanName){
    
    Object singletonObject;
    
    //1.在缓存中获取，这里缓存的是初始化完成的bean
    if(!singletonObjects.get(beanName)){
        singletonObject= singletonObjects.get(beanName)
    }
    
    //2.如果当前bean正在创建过程中，其实也就是存在循环依赖，不然singletonsCurrentlyInCreation不会包含beanName
    if(singletonsCurrentlyInCreation.contatins(beanName)){
        if(earlySingletonObjects.get(beanName)==null){  //去实例化但未装配属性的bean结合中获取
            	singletonObject = singletonFactory.getObject();//去对象创建工厂中获取
				earlySingletonObjects.put(beanName, singletonObject);
				singletonFactories.remove(beanName);           
        }
    }
    
    //缓存不存在
    if(singletonObject==null){
        //开始实例化
        singletonsCurrentlyInCreation.add(beanName);
        singletonObject= instantiation(beanName);  //伪代码，没有具体实现,假设创建了Bean的实例
        
        //将创建bean的工厂缓存，其实通过getObject方法返回的就是上面刚刚创建的singletonObject对象，
        //Spring之所以这么处理，而不是直接缓存到earlySingletonObjects集合，因为在实际执行getObject方法是，
        //可以进行扩展，用户可以定制getObject的行为。
        singletonFactories.put(beanName, beanName-> return singletonObject);
		earlySingletonObjects.remove(beanName);
        
        //装配bean属性，这里对于还未实例化的Bean引用会递归调用getBean方法开始创建，这是理解循环依赖的关键
        populateBean(singletonObject);//伪代码，没有具体实现,装配Bean的属性

        //bean属性装配完毕，将正在创建的beanName移除
        singletonsCurrentlyInCreation.remove(beanName); 
        singletonObjects.put(beanName, singletonObject);//加入到singletonObjects
		singletonFactories.remove(beanName);
		earlySingletonObjects.remove(beanName);
        
        initial(singletonObject);//初始化bean
    }
    
    return singletonObject;
}

上面方法大致模拟了Spring加载bean的流程，实际的过程要比这复杂的多，灵活的得多，这只是为说明循环依赖的解决思路，提取出的部分逻辑。

4.过程分析

以A依赖B，B依赖A为例，按照上面的伪代码，分析A加载过程，从getBean(a)开始分析

singletonObjects集合中不存在A的实例a，singletonsCurrentlyInCreation中也不存“a”，所以会执行A的实例化逻辑，先将“a”加入到singletonsCurrentlyInCreation集合，表示“a”正在创建过程中。
创建BeanName为a的实例
将创建a实例的工厂加入到singletonFactories中，简单来说，调用getObject方法时，就是返回singletonObject
装配a的属性
1. 发现引用B的实例，开始调用方法getBean(b)，与上面的getBean(a)相似
2. ...
3. ...
4. 装配b的属性
  1. 发现引用A的实例，开始调用方法getBean(a)
  2. singletonObjects不存在a的实例
  3. a正在创建过程中，singletonsCurrentlyInCreation包含“a”
  4. earlySingletonObjects不存在a的实例
  5. 去工厂中获取a的实例，其实就是第一次创建a的实例的带下划线的singletonObject
  6. singletonObject放在earlySingletonObjects缓存
  7. singletonObject不是null，后面的逻辑不执行
5. b装配完毕，singletonsCurrentlyInCreation中移除“b”
6. 将b缓存到singletonObjects，singletonFactories移除b的工厂，earlySingletonObjects移除b
7. 初始化b
a装配完毕，singletonsCurrentlyInCreation中移除“a”
将a缓存到singletonObjects，singletonFactories移除a的工厂，earlySingletonObjects移除a
初始化a

至此a加载完毕，b也加载完毕，也解决了循环依赖问题。

以上只是本人学习Spring的Bean加载过程的学习笔记，理解的不准确的地方欢迎大佬拍砖，如果有帮到您欢迎点赞收藏。