Spring Boot 系统学习第四天：Spring循环依赖案例分析

1 概述

        在前面介绍三种不同的依赖注入类型时，引出了使用Spring IoC容器时一个常见问题，即循环依赖。同时也明确了在单例作用域下，Setter方法注入能够解决循环依赖问题，而构造器注入则不能。对于单例作用域来说，Spring容器在整个生命周期内，有且只有一个Bean对象，所以很容易想到这个对象应该存在于缓存中。Spring为了解决单例Bean的循环依赖问题，使用了三级缓存。这是Spring在设计和实现上的一大特色。

2 三级缓存结构

        所谓三级缓存，在Spring中表现为三个Map对象，这三个对象定义在DefaultSingletoBeanRegister类中，该类时DefaultListableBeanFactory的父类。以下源码为DefaultSingletonBeanRegister中的三级缓存Map定义代码。

	//单例对象的缓存
    private final Map<String, Object> singletonObjects = new ConcurrentHashMap<>(256);

	//单例对象工厂的缓存
	private final Map<String, ObjectFactory<?>> singletonFactories = new HashMap<>(16);

	//提前暴露的单例对象的缓存
	private final Map<String, Object> earlySingletonObjects = new ConcurrentHashMap<>(16);

        请注意，这里的singletonObjects变量就是第一级缓存，用来持有完成的Bean实例。而earlySingletonObjects中存在的那些提前暴露的对象，也就是已经创建但还没有完成属性注入的对象，属于第二级缓存。最后的singletonFactory存放用来创建earlySingletonObject的工厂对象，属于第三级缓存。

        那么，三级缓存是如何发挥作用的呢？让我们来分析获取Bean的代码流程。

protected Object getSingleton(String beanName, boolean allowEarlyReference) {
		//首先从一级缓存singletonObjects中获取
		Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
        //如果获取不到，就从二级缓存earlySingletonObjects中获取
		if (singletonObject == null && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
			singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName);
			if (singletonObject == null && allowEarlyReference) {
				synchronized (this.singletonObjects) {
					// 如果还获取不到，就从三级缓存singletonFactory中获取
					singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
					if (singletonObject == null) {
						singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName);
						if (singletonObject == null) {
							ObjectFactory<?> singletonFactory = this.singletonFactories.get(beanName);
							if (singletonFactory != null) {
                                //一旦获取成功，就把对象从三级缓存移动到第二级缓存中
								singletonObject = singletonFactory.getObject();
								this.earlySingletonObjects.put(beanName, singletonObject);
								this.singletonFactories.remove(beanName);
							}
						}
					}
				}
			}
		}
		return singletonObject;
	}

        看了这段代码，不难理解对三级缓存的一次访问过程，但可能还是不理解Spring为什么要这样设计。事实上，解决循环依赖的关键还是要围绕Bean的生命周期。在前面介绍Bean的实例化时，我们知道它包含三个核心步骤，而在第一步和第二部之间，存在一个addSingletonFactory()方法，源码如下：AbstractAutowireCapableBeanFactory类的doCreateBean方法

//1 初始化Bean，通过构造器创建Bean
instanceWrapper = createBeanInstance(beanName, mbd, args);
//针对循环依赖问题暴露单例工厂类
addSingletonFactory(beanName, () -> getEarlyBeanReference(