Spring 循环依赖(circular dependency)

一、什么是循环依赖

循环依赖即循环引用，形成闭环。比如，A 依赖 B，B 又依赖 A，形成了循环依赖；或者 A 依赖 B，B 依赖 C，C 又依赖 A，形成了循环依赖；更或者是自己依赖自己。如图：

这不是函数的循环调用，是对象的相互依赖关系。循环调用其实就是一个死循环，除非有终结条件。Spring 循环依赖场景有：

1. 构造器的循环依赖
2. 构造器依赖 + field/setter 依赖(A 的构造器依赖 B，B 的 field/setter 依赖 A)
3. field 依赖或者 setter 依赖

具体情况如下：
1️⃣A 的构造方法中依赖 B 的实例对象，同时 B 的构造方法中依赖 A 的实例对象。(无法解决)
2️⃣A 的构造方法中依赖 B 的实例对象，同时 B 的某个 field/setter 需要 A 的实例对象，以及反之。(可以解决)
3️⃣A 的某个 field/setter 依赖 B 的实例对象，同时 B 的某个 field/setter 依赖 A 的实例对象，以及反之。(可以解决)

二、Spring 三大循环依赖

1️⃣构造器注入循环依赖【不能解决】

表示通过构造器注入构成的循环依赖，此依赖是无法解决的，只能抛出BeanCurrentlyInCreationException表示循环依赖。

@Service
public class A {
    public A(B b) {
    }
}
@Service
public class B {
    public B(A a) {
    }
}

Spring 容器会将每一个正在创建的 Bean 标识符放在一个“当前创建 Bean 池”中，Bean 标识符在创建过程中将一直保持在这个池中，因此如果在创建 Bean 过程中发现自己已经在“当前创建 Bean 池”里时将抛出BeanCurrentlyInCreationException表示循环依赖；而对于创建完毕的 Bean 将从“当前创建 Bean 池”中清除掉。执行结果报错信息为：

Caused by: org.springframework.beans.factory.BeanCurrentlyInCreationException:  
    Error creating bean with name 'a': Requested bean is currently in creation:
Is there an unresolvable circular reference? 

根本原因：Spring 解决循环依赖依靠的是 Bean 的“中间态”这个概念，而这个中间态指的是已经实例化，但还没初始化的状态。而构造器表示已经完成实例化，所以构造器的循环依赖无法解决。

2️⃣Singleton Pattern field 属性注入循环依赖【可以解决】

@Service
public class A {
    @Autowired
    private B b;
}
 
@Service
public class B {
    @Autowired
    private A a;
}

结果：项目启动成功，能够正常工作。

备注：setter 方法注入方式原理同字段注入方式类似。

3️⃣prototype 模式 field 属性注入循环依赖【不能解决】

@Scope(ConfigurableBeanFactory.SCOPE_PROTOTYPE)
@Service
public class A {
    @Autowired
    private B b;
}
 
@Scope(ConfigurableBeanFactory.SCOPE_PROTOTYPE)
@Service
public class B {
    @Autowired
    private A a;
}

对于prototype 作用域的 bean，Spring 容器无法完成依赖注入，因为 Spring 容器不缓存 prototype 作用域的 bean，因此无法提前暴露一个创建中的 bean。

scope="prototype"意思是每次请求都会创建一个实例对象。两者的区别是：有状态的 bean 都使用 Prototype 作用域，无状态的一般都使用 singleton 单例作用域。

因此本例中启动时是不会报错的(因为非单例 Bean 默认不会初始化，而是使用时才会初始化)，所以需要手动 getBean() 或者在一个单例 Bean 内 @Autowired 一下它即可：

// 在单例Bean内注入
    @Autowired
    private A a;

打印结果：

Caused by: org.springframework.beans.factory.BeanCurrentlyInCreationException:  
    Error creating bean with name 'a': Requested bean is currently in creation: Is there an unresolvable circular reference? 

三、怎么检测是否存在循环依赖

检测循环依赖相对比较容易，Bean 在创建的时候可以给该 Bean 打标，如果递归调用回来发现正在创建中的话，说明循环依赖了。

四、Spring 是如果解决循环依赖的

Spring 通过三级缓存加上“提前曝光”机制，配合 Java 的对象引用原理，比较完美地解决了某些情况下的循环依赖问题。

1. 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，就尝试去 get(B)，发现 B 还没有被 create，所以走 create 流程。
2. 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)，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。
3. 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 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。