Spring循环依赖

什么是循环依赖？2个或以上bean 互相持有对方，最终形成闭环。

Spring容器怎么解决循环依赖的问题？之前看了一些相关文章，感觉还是一头雾水，最后还是在Spring源码中找到了答案，下面就来看下Spring解决循环依赖的大致流程。

DefaultSingletonBeanRegistry：单例bean的注册容器，AbstractAutowireCapableBeanFactory工厂类本身继承了DefaultSingletonBeanRegistry

/** Cache of singleton objects: bean name --> bean instance */
private final Map<String, Object> singletonObjects = new ConcurrentHashMap<>(256);

/** Cache of singleton factories: bean name --> ObjectFactory */
private final Map<String, ObjectFactory<?>> singletonFactories = new HashMap<>(16);

/** Cache of early singleton objects: bean name --> bean instance */
private final Map<String, Object> earlySingletonObjects = new HashMap<>(16);

/** Set of registered singletons, containing the bean names in registration order */
private final Set<String> registeredSingletons = new LinkedHashSet<>(256);

三级缓存

singletonObjects：单例对象的cache

singletonFactories ：单例对象工厂的cache

earlySingletonObjects ：提前曝光的单例对象的Cache 。[用于检测循环引用，与singletonFactories互斥]

getSinleton：获取单例bean的方法

@Nullable
protected Object getSingleton(String beanName, boolean allowEarlyReference) {
    Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
     //singletonObjects中获取bean，如果为null，并且这个单例实例正在creating中
    if (singletonObject == null && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
        synchronized (this.singletonObjects) {
            singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName);
            //暴露单例Map中获取bean，如果为空，并且allowEarlyReference允许提前暴露bean的引用
            if (singletonObject == null && allowEarlyReference) {
                ObjectFactory<?> singletonFactory = this.singletonFactories.get(beanName);
                if (singletonFactory != null) {
                    //根据beanName从singletonFactories获取singletonFactories不为空
                    singletonObject = singletonFactory.getObject();
                    //提前暴露bean的引用
                    this.earlySingletonObjects.put(beanName, singletonObject);
                    //singletonFactories中移除beanName
                    this.singletonFactories.remove(beanName);
                }
            }
        }
    }
    return singletonObject;
}

Spring对于循环引用的解决方案就从缓存中取到正在创建的bean的引用，此处的bean必须是单例的

上面代码发生在createBeanInstance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。

假如“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。

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

AbstractAutowireCapableBeanFactory类中 doCreateBean部分代码

        // Eagerly cache singletons to be able to resolve circular references
        // even when triggered by lifecycle interfaces like BeanFactoryAware.
        //向容器中缓存单例模式的Bean对象，以防循环引用
        boolean earlySingletonExposure = (mbd.isSingleton() && this.allowCircularReferences &&
                isSingletonCurrentlyInCreation(beanName));
        if (earlySingletonExposure) {
            if (logger.isDebugEnabled()) {
                logger.debug("Eagerly caching bean '" + beanName +
                        "' to allow for resolving potential circular references");
            }
            //这里是一个匿名内部类，为了防止循环引用，尽早持有对象的引用
            addSingletonFactory(beanName, () -> 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)) {
                this.singletonFactories.put(beanName, singletonFactory);//三级缓存
                this.earlySingletonObjects.remove(beanName);
                this.registeredSingletons.add(beanName);
            }
        }
    }

上面代码发生在createBeanInstance（也在doCreateBean方法中）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，虽然还不是我们最终的对象，而调用构造器的时候bean还没有暴露在singletonFactories三级缓存中，会抛出BeanCurrentlyInCreationException异常。

原型（Prototype）模式下为什么不能循环依赖？

AbstractBeanFactory ：bean工厂

protected <T> T doGetBean(final String name, @Nullable final Class<T> requiredType,
        @Nullable final Object[] args, boolean typeCheckOnly) throws BeansException {
        /*省略部分代码*/
        // Fail if we're already creating this bean instance:
        // We're assumably within a circular reference.
        //如果是原型bean，且bean正在被创建抛异常
        if (isPrototypeCurrentlyInCreation(beanName)) {
            throw new BeanCurrentlyInCreationException(beanName);
        }
        /*省略部分代码*/