Spring源码学习~循环依赖（面试必问系列！），2024年最新面试官问话应如何答复

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先自我介绍一下，小编浙江大学毕业，去过华为、字节跳动等大厂，目前阿里P7

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正文

import com.example.bean.A;

/**

```
 TestController
```
@author mazq
修改记录
修改后版本: 修改人：修改日期: 2020/11/05 10:22 修改内容:

public class TestApplication {

public static void testCircularReferences() {

AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext();

context.register(AppConfiguration.class);

//context.setAllowCircularReferences(false);

context.refresh();

A bean = context.getBean(A.class);

System.out.println(bean);

}

public static void main(String[] args) {

// 测试Sprin循环依赖

testCircularReferences();

}

经过测试，一直在循环调用：

Spring源码学习~循环依赖（面试必问系列！）

4、循环依赖解决方法

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对于这种情况，Spring有处理方法？答案是有的，方法就是通过@Autowired注解，当然bean要是单例的，多例的情况不支持，原因后面分析

@Component

public class A {

@Autowired

B b;

public A() {

System.out.println(“A class is create”);

}

Spring源码学习~循环依赖（面试必问系列！）

补充：除了@Autowired方法，我们还可以通过set方法处理循环依赖问题，当然也是仅支持单例bean，多例的情况不支持

5、关闭Spring循环依赖

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有个疑问？Spring的循环依赖支持，默认情况是开启？是否有什么开关控制？通过源码学习，可以通过setAllowCircularReferences设置

AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext();

context.register(AppConfiguration.class);

// 关闭Spring循环依赖支持

context.setAllowCircularReferences(false);

context.refresh();

通过测试，设置不开启这个属性的时候，即使加上@Autowired，代码还是抛异常了

6、prototype（多例）循环依赖

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在多例的情况，Spring能支持循环依赖？加上@Scope(“prototype”)，将bean变成多例的

Spring源码学习~循环依赖（面试必问系列！）

经过测试：多例的情况会抛出异常，即使加上了@Autowired，原因请看下文

7、Spring循环依赖特征

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ok，经过前面例子的验证，到这来，可以对Spring的循环依赖特点进行归纳：

Spring中的循环依赖场景构造器的循环依赖，通过构造函数Field属性的循环依赖，通过set方法
Spring的循环依赖是默认开启的（setAllowCircularReferences）
Spring对单例和多例Bean的支持单例Bean（singleton）：只能通过@Autowired和set方法支持多例Bean（prototype）：默认不支持，直接抛异常BeanCurrentlyInCreationException

8、Spring循环依赖原理

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我们通过实验进行了验证，也归纳出了Spring循环依赖的特点，然后具体原因是什么？我们只能通过源码学习得到答案

在上一章的学习中，我们对Bean的创建有了一个粗略的了解，所以，顺着这条路线，跟下源码：

在前面的学习，我们知道了{@link org.springframework.beans.factory.support.AbstractBeanFactory#doGetBean}这个方法就是Spring Bean创建的真正执行方法

protected T doGetBean(

String name, @Nullable Class requiredType, @Nullable Object[] args, boolean typeCheckOnly)

throws BeansException {

// 处理BeanName，前面说的FactoryBean带‘&’符号，要在这里进行转换

String beanName = transformedBeanName(name);

Object bean;

// Eagerly check singleton cache for manually registered singletons.

// 从map（singletonObjects）里获取单例bean，确定是否已经存在对应实例

Object sharedInstance = getSingleton(beanName);

if (sharedInstance != null && args == null) {

if (logger.isDebugEnabled()) {

if (isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {

logger.debug(“Returning eagerly cached instance of singleton bean '” + beanName +

“’ that is not fully initialized yet - a consequence of a circular reference”);

}

else {

logger.debug(“Returning cached instance of singleton bean '” + beanName + “'”);

}

// 两种情况：普通的bean，直接从singletonObjects返回sharedInstance

//如果是FactoryBean，返回其创建的对象实例

bean = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, null);

}

else {

// Fail if we’re already creating this bean instance:

// We’re assumably within a circular reference.

// 校验是否是多例(Prototype)的Bean，多例的bean是不支持循环依赖的

// 为了避免循环依赖，遇到这种情况，直接抛出异常

if (isPrototypeCurrentlyInCreation(beanName)) {

throw new BeanCurrentlyInCreationException(beanName);

}

// Check if bean definition exists in this factory.

// 检查BeanFactory是否存在这个BeanDefinition

BeanFactory parentBeanFactory = getParentBeanFactory();

if (parentBeanFactory != null && !containsBeanDefinition(beanName)) {

// Not found -> check parent.

// 当前容器找不到BeanDefinition，去parent容器查询

String nameToLookup = originalBeanName(name);

if (parentBeanFactory instanceof AbstractBeanFactory) {

return ((AbstractBeanFactory) parentBeanFactory).doGetBean(

nameToLookup, requiredType, args, typeCheckOnly);

}

else if (args != null) {

// Delegation to parent with explicit args.

// 返回parent容器的查询结果

return (T) parentBeanFactory.getBean(nameToLookup, args);

}

else {

// No args -> delegate to standard getBean method.

return parentBeanFactory.getBean(nameToLookup, requiredType);

}

if (!typeCheckOnly) {

//typeCheckOnly为false的情况，将beanName放在一个alreadyCreated的集合

markBeanAsCreated(beanName);

}

try {

RootBeanDefinition mbd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName);

checkMergedBeanDefinition(mbd, beanName, args);

// Guarantee initialization of beans that the current bean depends on.

// 校验是否配置了 depends-on

String[] dependsOn = mbd.getDependsOn();

if (dependsOn != null) {

for (String dep : dependsOn) {

// 存在循环引用的情况，要抛出异常

if (isDependent(beanName, dep)) {

throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName,

“Circular depends-on relationship between '” + beanName + “’ and '” + dep + “'”);

}

// 正常情况，注册依赖关系

registerDependentBean(dep, beanName);

try {

// 初始化被依赖项

getBean(dep);

}

catch (NoSuchBeanDefinitionException ex) {

throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName,

“'” + beanName + “’ depends on missing bean '” + dep + “'”, ex);

}

// Create bean instance.

// 单例的Bean

if (mbd.isSingleton()) {

sharedInstance = getSingleton(beanName, () -> {

try {

// 创建单例bean

return createBean(beanName, mbd, args);

}

catch (BeansException ex) {

// Explicitly remove instance from singleton cache: It might have been put there

// eagerly by the creation process, to allow for circular reference resolution.

// Also remove any beans that received a temporary reference to the bean.

destroySingleton(beanName);

throw ex;

}

});

bean = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, mbd);

}

// 多例的Bean，scope = protoType

else if (mbd.isPrototype()) {

// It’s a prototype -> create a new instance.

Object prototypeInstance = null;

try {

// 多例的情况，创建bean之前添加标记（用于循环依赖校验）

beforePrototypeCreation(beanName);

// 执行多例Bean创建

prototypeInstance = createBean(beanName, mbd, args);

}

finally {

// 创建原型（多例）bean之后擦除标记

afterPrototypeCreation(beanName);

}

bean = getObjectForBeanInstance(prototypeInstance, name, beanName, mbd);

}

// 如果不是单例bean也不是多例的bean，委托给对应的实现类

else {

String scopeName = mbd.getScope();

if (!StringUtils.hasLength(scopeName)) {

throw new IllegalStateException(“No scope name defined for bean ´” + beanName + “'”);

}

Scope scope = this.scopes.get(scopeName);

if (scope == null) {

throw new IllegalStateException(“No Scope registered for scope name '” + scopeName + “'”);

}

try {

Object scopedInstance = scope.get(beanName, () -> {

beforePrototypeCreation(beanName);

try {

// 执行bean创建

return createBean(beanName, mbd, args);

}

finally {

afterPrototypeCreation(beanName);

}

});

bean = getObjectForBeanInstance(scopedInstance, name, beanName, mbd);

}

catch (IllegalStateException ex) {

throw new BeanCreationException(beanName,

“Scope '” + scopeName + "’ is not active for the current thread; consider " +

“defining a scoped proxy for this bean if you intend to refer to it from a singleton”,

ex);

}

catch (BeansException ex) {

cleanupAfterBeanCreationFailure(beanName);

throw ex;

}

// Check if required type matches the type of the actual bean instance.

// 检查一下类型是否正确，不正确抛出异常，正确返回实例

if (requiredType != null && !requiredType.isInstance(bean)) {

try {

T convertedBean = getTypeConverter().convertIfNecessary(bean, requiredType);

if (convertedBean == null) {

throw new BeanNotOfRequiredTypeException(name, requiredType, bean.getClass());

}

return convertedBean;

}

catch (TypeMismatchException ex) {

if (logger.isDebugEnabled()) {

logger.debug(“Failed to convert bean '” + name + “’ to required type '” +

ClassUtils.getQualifiedName(requiredType) + “'”, ex);

}

throw new BeanNotOfRequiredTypeException(name, requiredType, bean.getClass());

}

return (T) bean;

}

源码比较复杂，所以可以带着疑问来跟，首先以单例Bean的情况：#doGetBean.getSingleton

Spring源码学习~循环依赖（面试必问系列！）

protected Object getSingleton(String beanName, boolean allowEarlyReference) {

// 一级缓存：singletonObjects （单例池）

Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);

if (singletonObject == null && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {

synchronized (this.singletonObjects) {

// 二级缓存：earlySingletonObjects（BeanDefinition还没进行属性填充）

singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName);

if (singletonObject == null && allowEarlyReference) {

// 三级缓存：singletonFactories

ObjectFactory<?> singletonFactory = this.singletonFactories.get(beanName);

if (singletonFactory != null) {

singletonObject = singletonFactory.getObject();

this.earlySingletonObjects.put(beanName, singletonObject);

this.singletonFactories.remove(beanName);

}

return singletonObject;

}

在某些情况，循环依赖会造成循环调用，所以需要怎么解决？

Spring源码学习~循环依赖（面试必问系列！）

Spring框架的方法是使用了三级缓存，其实最关键的是earlySingletonObjects

一级缓存：singletonObjects，这是Spring BeanDefinition的单例池，首先只保存单例Bean的BeanDefinition，而且这个Bean是一个真正的bean，也就是进行过属性填充的
二级缓存：earlySingletonObjects，early从单词意思来说，这个缓存是在singletonObjects之前的，也就是BeanDefinition还没进行属性填充等等操作，Spring引入这个缓存的目的就是为了处理单例bean的循环依赖问题
三级缓存：singletonFactories，缓存的是ObjectFactory，表示对象工厂，为什么要加上这个缓存？原因比较复杂，涉及到AOP等等原因，因为我还没理解清楚，所以本文不说明

加上了earlySingletonObjects缓存之后，Spring就能支持单例bean的循环依赖，参考语雀某大佬的笔记，画图表示：

Spring源码学习~循环依赖（面试必问系列！）