Spring循环依赖

循环依赖是什么?

循环依赖,其实就是循环引用,就是两个或者两个以上的 Bean 互相引用对方,最终形成一个闭环,如 A 依赖 B,B 依赖 C,C 依赖 A。

Spring中三大循环依赖场景

Spring 只处理单例 Bean 的循环依赖,原型模式的 Bean 如果存在循环依赖直接抛出异常,单例 Bean 的循环依赖的场景有两种:

  1. 构造器注入出现循环依赖
  2. 字段(或 Setter)注入出现循环依赖

对于构造器注入出现缓存依赖,Spring 是无法解决的,因为当前 Bean 还未实例化,无法提前暴露对象,所以只能抛出异常。

构造器注入循环依赖

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

结果:项目启动失败抛出异常BeanCurrentlyInCreationException

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?
	at org.springframework.beans.factory.support.DefaultSingletonBeanRegistry.beforeSingletonCreation(DefaultSingletonBeanRegistry.java:339)
	at org.springframework.beans.factory.support.DefaultSingletonBeanRegistry.getSingleton(DefaultSingletonBeanRegistry.java:215)
	at org.springframework.beans.factory.support.AbstractBeanFactory.doGetBean(AbstractBeanFactory.java:318)
	at org.springframework.beans.factory.support.AbstractBeanFactory.getBean(AbstractBeanFactory.java:199)

field属性注入(setter方法注入)循环依赖

这种方式是我们最最最最为常用的依赖注入方式(所以猜都能猜到它肯定不会有问题啦):

@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work

prototype field属性注入循环依赖

prototype在平时使用情况较少,但是也并不是不会使用到,因此此种方式也需要引起重视。

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

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

结果:需要注意的是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),所以很简单咱们只需要手动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;

这样子启动就报错:

org.springframework.beans.factory.UnsatisfiedDependencyException: Error creating bean with name 'mytest.TestSpringBean': Unsatisfied dependency expressed through field 'a'; nested exception is org.springframework.beans.factory.UnsatisfiedDependencyException: Error creating bean with name 'a': Unsatisfied dependency expressed through field 'b'; nested exception is org.springframework.beans.factory.UnsatisfiedDependencyException: Error creating bean with name 'b': Unsatisfied dependency expressed through field 'a'; nested exception is org.springframework.beans.factory.BeanCurrentlyInCreationException: Error creating bean with name 'a': Requested bean is currently in creation: Is there an unresolvable circular reference?

	at org.springframework.beans.factory.annotation.AutowiredAnnotationBeanPostProcessor$AutowiredFieldElement.inject(AutowiredAnnotationBeanPostProcessor.java:596)
	at org.springframework.beans.factory.annotation.InjectionMetadata.inject(InjectionMetadata.java:90)
	at org.springframework.beans.factory.annotation.AutowiredAnnotationBeanPostProcessor.postProcessProperties(AutowiredAnnotationBeanPostProcessor.java:374)

循环依赖原理

public class DefaultSingletonBeanRegistry extends SimpleAliasRegistry implements SingletonBeanRegistry {
	...
	// 从上至下 分表代表这“三级缓存”
	private final Map<String, Object> singletonObjects = new ConcurrentHashMap<>(256); //一级缓存
	private final Map<String, Object> earlySingletonObjects = new HashMap<>(16); // 二级缓存
	private final Map<String, ObjectFactory<?>> singletonFactories = new HashMap<>(16); // 三级缓存
	...
	
	/** Names of beans that are currently in creation. */
	// 这个缓存也十分重要:它表示bean创建过程中都会在里面呆着~
	// 它在Bean开始创建时放值,创建完成时会将其移出~
	private final Set<String> singletonsCurrentlyInCreation = Collections.newSetFromMap(new ConcurrentHashMap<>(16));

	/** Names of beans that have already been created at least once. */
	// 当这个Bean被创建完成后,会标记为这个 注意:这里是set集合 不会重复
	// 至少被创建了一次的  都会放进这里~~~~
	private final Set<String> alreadyCreated = Collections.newSetFromMap(new ConcurrentHashMap<>(256));
	// ...
}

首先,我需要明确这三个缓存的作用:
一级缓存(singletonObjects)​:存储已经完全初始化好的单例Bean。
二级缓存(earlySingletonObjects)​:存储早期的Bean引用,这些Bean已经实例化但尚未完成初始化(如属性填充)。
三级缓存(singletonFactories)​:存储Bean的ObjectFactory,用于创建早期的Bean实例。

在这里插入图片描述

以上面A、B类使用属性field注入循环依赖的例子为例,对整个流程做文字步骤总结如下:

  1. 使用context.getBean(A.class),旨在获取容器内的单例A(若A不存在,就会走A这个Bean的创建流程),显然初次获取A是不存在的,因此走A的创建之路~
  2. 实例化A(注意此处仅仅是实例化),并将它放进缓存(此时A已经实例化完成,已经可以被引用了)
  3. 初始化A:@Autowired依赖注入B(此时需要去容器内获取B)
  4. 为了完成依赖注入B,会通过getBean(B)去容器内找B。但此时B在容器内不存在,就走向B的创建之路~
  5. 实例化B,并将其放入缓存。(此时B也能够被引用了)
  6. 初始化B,@Autowired依赖注入A(此时需要去容器内获取A)
  7. 此处重要:初始化B时会调用getBean(A)去容器内找到A,上面我们已经说过了此时候因为A已经实例化完成了并且放进了缓存里,所以这个时候去看缓存里是已经存在A的引用了的,所以getBean(A)能够正常返回
  8. B初始化成功(此时已经注入A成功了,已成功持有A的引用了),return(注意此处return相当于是返回最上面的getBean(B)这句代码,回到了初始化A的流程中~)。
  9. 因为B实例已经成功返回了,因此最终A也初始化成功
  10. 到此,B持有的已经是初始化完成的A,A持有的也是初始化完成的B

尝试从缓存中获取单例 Bean

在这里插入图片描述

AbstractBeanFactory刚开始初始化bean的时候,会先调用getSingleton方法,首先会从缓存中尝试获取对象,对应代码段:

protected <T> T doGetBean(final String name, @Nullable final Class<T> requiredType,
        @Nullable final Object[] args, boolean typeCheckOnly) throws BeansException {
	// ...
    // 先从缓存(仅缓存单例 Bean )中获取 Bean 对象,这里缓存指的是 3 个 Map
    // 缓存中也可能是正在初始化的 Bean,可以避免循环依赖注入引起的问题
    Object sharedInstance = getSingleton(beanName);
	// ...
}
// DefaultSingletonBeanRegistry.java

public Object getSingleton(String beanName) {
    return getSingleton(beanName, true);
}

protected Object getSingleton(String beanName, boolean allowEarlyReference) {
    // 尝试从一级缓存singletonObjects获取Bean:如果找到了就直接返回,否则进入后续处理。
    Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
    // 如果一级缓存中不存在,且当前 beanName 正在创建
    if (singletonObject == null && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
        // 对 singletonObjects 加锁
        synchronized (this.singletonObjects) {
            // 从二级缓存earlySingletonObjects获取Bean:如果存在,则直接返回,避免重复创建。
            singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName);
            // 如果二级缓存earlySingletonObjects中不存在,且允许提前创建
            if (singletonObject == null && allowEarlyReference) {
                // 则从三级缓存singletonFactories获取ObjectFactory,并通过它创建Bean实例
                // 然后将该实例放入二级缓存,并从三级缓存移除对应的ObjectFactory。
                ObjectFactory<?> singletonFactory = this.singletonFactories.get(beanName);
                // 如果从三级缓存singletonFactories中存在对应的对象,则进行下面的处理
                if (singletonFactory != null) {
                    // 调用 ObjectFactory#getOject() 方法,获取目标 Bean 对象(早期半成品)
                    singletonObject = singletonFactory.getObject();
                    // 将目标对象放入二级 Map
                    this.earlySingletonObjects.put(beanName, singletonObject);
                    // 从三级 Map移除 beanName
                    this.singletonFactories.remove(beanName);
                }
            }
        }
    }
    // 返回从缓存中获取的对象
    return singletonObject;
}

这里的缓存指的就是上面三个 Map 对象:

  • singletonObjects(一级 Map):里面保存了所有已经初始化好的单例 Bean,也就是会保存 Spring IoC 容器中所有单例的 Spring Bean
  • earlySingletonObjects(二级 Map),里面会保存从 三级 Map 获取到的正在初始化的 Bean
  • singletonFactories(三级 Map),里面保存了正在初始化的 Bean 对应的ObjectFactory实现类,调用其getObject()方法返回正在初始化的 Bean 对象(仅实例化还没完全初始化好)

getSingleton()从缓存里获取单例对象步骤分析可知,Spring解决循环依赖的诀窍:就在于singletonFactories这个三级缓存。这个Cache里面都是ObjectFactory,它是解决问题的关键。

初始化Bean

会进入getSingleton的另外一个重载方法getSingleton(beanName, singletonFactory)

protected <T> T doGetBean(final String name, @Nullable final Class<T> requiredType,
        @Nullable final Object[] args, boolean typeCheckOnly) throws BeansException {
	// ...
    if (mbd.isSingleton()) { // 单例模式
        /*
         * 创建 Bean,成功创建则进行缓存,并移除缓存的早期对象
         * 创建过程实际调用的下面这个 `createBean(...)` 方法
         */
        sharedInstance = getSingleton(beanName,
                // ObjectFactory 实现类
                () -> {
                    try {
                        // 【核心】 创建 Bean
                        return createBean(beanName, mbd, args);
                    } catch (BeansException ex) {
                        // 如果创建过程出现异常,则显式地从缓存中删除当前 Bean 相关信息
                        // 在单例模式下为了解决循环依赖,创建过程会缓存早期对象,这里需要进行删除
                        destroySingleton(beanName);
                        throw ex;
                    }
        });
        // <9.1.2> 获取 Bean 的目标对象,`scopedInstance` 非 FactoryBean 类型直接返回
        // 否则,调用 FactoryBean#getObject() 获取目标对象
        bean = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, mbd);
    }
	// ...
}

AbstractAutowireCapableBeanFactorydoCreateBean方法中提前暴露当前 Bean,在获取到实例对象后,如果是单例模式,则提前暴露这个实例对象,对应代码段:

public abstract class AbstractAutowireCapableBeanFactory extends AbstractBeanFactory implements AutowireCapableBeanFactory {
	// ...
	protected Object doCreateBean(final String beanName, final RootBeanDefinition mbd, final @Nullable Object[] args) throws BeanCreationException {
		// ...
		// 创建Bean对象,并且将对象包裹在BeanWrapper 中
		instanceWrapper = createBeanInstance(beanName, mbd, args);
		// 再从Wrapper中把Bean原始对象(非代理~~~)  这个时候这个Bean就有地址值了,就能被引用了~~~
		// 注意:此处是原始对象,这点非常的重要
		final Object bean = instanceWrapper.getWrappedInstance();
		// ...
		// earlySingletonExposure 用于表示是否”提前暴露“原始对象的引用,用于解决循环依赖。
		// mbd.isSingleton()仅对单例Bean处理循环依赖(原型Bean不支持循环依赖)
		// this.allowCircularReferences是否允许循环依赖(默认true,可通过配置关闭)。
		// isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)判断当前单例bean是否正在被创建,在前面已经标记过
		boolean earlySingletonExposure = (mbd.isSingleton() && this.allowCircularReferences && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName));
		if (earlySingletonExposure) {
			if (logger.isTraceEnabled()) {
				logger.trace("Eagerly caching bean '" + beanName + "' to allow for resolving potential circular references");
			}
			// 重点:在这里往三级缓存singletonFactories中放进一个ObjectFactory
			// getEarlyBeanReference的作用:调用SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor.getEarlyBeanReference()这个方法  否则啥都不做
			// 也就是给调用者个机会,自己去实现暴露这个bean的应用的逻辑~~~
			// 比如在getEarlyBeanReference()里可以实现AOP的逻辑~~~  参考自动代理创建器AbstractAutoProxyCreator  实现了这个方法来创建代理对象
			// 若不需要执行AOP的逻辑,直接返回Bean
			addSingletonFactory(beanName, () -> getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean));
		}
		Object exposedObject = bean; //exposedObject 是最终返回的对象
		...
		// 填充属于,解决@Autowired依赖~
		populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);
		// 执行初始化回调方法们~~~
		exposedObject = initializeBean(beanName, exposedObject, mbd);
		
		// earlySingletonExposure:如果你的bean允许被早期暴露出去 也就是说可以被循环引用  那这里就会进行检查
		// 此段代码非常重要~~~~~但大多数人都忽略了它
		if (earlySingletonExposure) {
			// 此时一级缓存肯定还没数据,但是呢此时候二级缓存earlySingletonObjects也没数据
			//注意,注意:第二参数为false  表示不会再去三级缓存里查了~~~

			// 此处非常巧妙的一点:::因为上面各式各样的实例化、初始化的后置处理器都执行了,如果你在上面执行了这一句
			//  ((ConfigurableListableBeanFactory)this.beanFactory).registerSingleton(beanName, bean);
			// 那么此处得到的earlySingletonReference 的引用最终会是你手动放进去的Bean最终返回,完美的实现了"偷天换日" 特别适合中间件的设计
			// 我们知道,执行完此doCreateBean后执行addSingleton()  其实就是把自己再添加一次  **再一次强调,完美实现偷天换日**
			Object earlySingletonReference = getSingleton(beanName, false);
			if (earlySingletonReference != null) {
			
				// 这个意思是如果经过了initializeBean()后,exposedObject还是木有变,那就可以大胆放心的返回了
				// initializeBean会调用后置处理器,这个时候可以生成一个代理对象,那这个时候它哥俩就不会相等了 走else去判断吧
				if (exposedObject == bean) {
					exposedObject = earlySingletonReference;
				} 

				// allowRawInjectionDespiteWrapping这个值默认是false
				// hasDependentBean:若它有依赖的bean 那就需要继续校验了~~~(若没有依赖的 就放过它~)
				else if (!this.allowRawInjectionDespiteWrapping && hasDependentBean(beanName)) {
					// 拿到它所依赖的Bean们~~~~ 下面会遍历一个一个的去看~~
					String[] dependentBeans = getDependentBeans(beanName);
					Set<String> actualDependentBeans = new LinkedHashSet<>(dependentBeans.length);
					
					// 一个个检查它所以Bean
					// removeSingletonIfCreatedForTypeCheckOnly这个放见下面  在AbstractBeanFactory里面
					// 简单的说,它如果判断到该dependentBean并没有在创建中的了的情况下,那就把它从所有缓存中移除~~~  并且返回true
					// 否则(比如确实在创建中) 那就返回false 进入我们的if里面~  表示所谓的真正依赖
					//(解释:就是真的需要依赖它先实例化,才能实例化自己的依赖)
					for (String dependentBean : dependentBeans) {
						if (!removeSingletonIfCreatedForTypeCheckOnly(dependentBean)) {
							actualDependentBeans.add(dependentBean);
						}
					}

					// 若存在真正依赖,那就报错(不要等到内存移除你才报错,那是非常不友好的) 
					// 这个异常是BeanCurrentlyInCreationException,报错日志也稍微留意一下,方便定位错误~~~~
					if (!actualDependentBeans.isEmpty()) {
						throw new BeanCurrentlyInCreationException(beanName,
								"Bean with name '" + beanName + "' has been injected into other beans [" +
								StringUtils.collectionToCommaDelimitedString(actualDependentBeans) +
								"] in its raw version as part of a circular reference, but has eventually been " +
								"wrapped. This means that said other beans do not use the final version of the " +
								"bean. This is often the result of over-eager type matching - consider using " +
								"'getBeanNamesOfType' with the 'allowEagerInit' flag turned off, for example.");
					}
				}
			}
		}
		
		return exposedObject;
	}

	// 虽然是remove方法 但是它的返回值也非常重要
	// 该方法唯一调用的地方就是循环依赖的最后检查处~~~~~
	protected boolean removeSingletonIfCreatedForTypeCheckOnly(String beanName) {
		// 如果这个bean不在创建中  比如是ForTypeCheckOnly的  那就移除掉
		if (!this.alreadyCreated.contains(beanName)) {
			removeSingleton(beanName);
			return true;
		}
		else {
			return false;
		}
	}

}

设置三级缓存

BeanA走到这里,会在三级缓存中暴露一个BeanA的ObjectFactory

public abstract class AbstractAutowireCapableBeanFactory extends AbstractBeanFactory implements AutowireCapableBeanFactory {
	// ...
	protected Object doCreateBean(final String beanName, final RootBeanDefinition mbd, final @Nullable Object[] args) throws BeanCreationException {
		// ...
		// earlySingletonExposure 用于表示是否”提前暴露“原始对象的引用,用于解决循环依赖。
		// mbd.isSingleton()仅对单例Bean处理循环依赖(原型Bean不支持循环依赖)
		// this.allowCircularReferences是否允许循环依赖(默认true,可通过配置关闭)。
		// isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)判断当前单例bean是否正在被创建,在前面已经标记过
		boolean earlySingletonExposure = (mbd.isSingleton() && this.allowCircularReferences && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName));
		if (earlySingletonExposure) {
			if (logger.isTraceEnabled()) {
				logger.trace("Eagerly caching bean '" + beanName + "' to allow for resolving potential circular references");
			}
			// 重点:在这里往三级缓存singletonFactories中放进一个ObjectFactory
			// getEarlyBeanReference的作用:调用SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor.getEarlyBeanReference()这个方法  否则啥都不做
			// 也就是给调用者个机会,自己去实现暴露这个bean的应用的逻辑~~~
			// 比如在getEarlyBeanReference()里可以实现AOP的逻辑~~~  参考自动代理创建器AbstractAutoProxyCreator  实现了这个方法来创建代理对象
			// 若不需要执行AOP的逻辑,直接返回Bean
			addSingletonFactory(beanName, () -> getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean));
		}
		Object exposedObject = bean; //exposedObject 是最终返回的对象
		...
	}
}

通过 Lambda 表达式创建一个ObjectFactory实现类,如下:

// AbstractAutowireCapableBeanFactory.java
protected Object getEarlyBeanReference(String beanName, RootBeanDefinition mbd, Object bean) {
    Object exposedObject = bean;
    // RootBeanDefinition 不是用户定义的(由 Spring 解析出来的)
    if (!mbd.isSynthetic() 
        && hasInstantiationAwareBeanPostProcessors()) {
        for (BeanPostProcessor bp : getBeanPostProcessors()) {
            if (bp instanceof SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor) {
                SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor ibp = (SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor) bp;
                exposedObject = ibp.getEarlyBeanReference(exposedObject, beanName);
            }
        }
    }
    return exposedObject;
}

它实际上就是调用了SmartInstantiationAwareBeanPostProcessorgetEarlyBeanReference,而真正实现了这个方法的后置处理器只有AbstractAutoProxyCreator,与Aop相关。

SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor

然后调用addSingletonFactory(String beanName, ObjectFactory<?> singletonFactory)方法,如下:

// DefaultSingletonBeanRegistry.java
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);
            this.earlySingletonObjects.remove(beanName);
            this.registeredSingletons.add(beanName);
        }
    }
}

可以看到会往singletonFactories集合(三级 Map)中添加当前beanNamesingletonFactoryObjectFactory实现类)的映射关系;
earlySingletonObjects集合(二级 Map)中移除当前beanName
registeredSingletons集合(已注册的 Bean 的名称集合)中添加当前beanName

升级二级缓存

AbstractAutowireCapableBeanFactorypopulateBean方法中会解析BeanA的依赖,发现需要BeanB,然后再次调用getBean方法,构造BeanB,对应代码段:

public abstract class AbstractAutowireCapableBeanFactory extends AbstractBeanFactory implements AutowireCapableBeanFactory {
	// ...
	protected Object doCreateBean(final String beanName, final RootBeanDefinition mbd, final @Nullable Object[] args) throws BeanCreationException {
		// ...
		// 填充属于,解决@Autowired依赖~
		populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);
		// ...
	}
}
public Object doResolveDependency(DependencyDescriptor descriptor, @Nullable String beanName,
		@Nullable Set<String> autowiredBeanNames, @Nullable TypeConverter typeConverter) throws BeansException {
	// ...
	if (instanceCandidate instanceof Class) {
		//创建这个依赖对象,进行getBean操作
		instanceCandidate = descriptor.resolveCandidate(autowiredBeanName, type, this);
	}
	// ...
}

public Object resolveCandidate(String beanName, Class<?> requiredType, BeanFactory beanFactory)
		throws BeansException {
	return beanFactory.getBean(beanName);
}

具体看AutowiredAnnotationBeanPostProcessor源码解析

然后BeanB在初始化过程中走到populateBean方法,调用getBean方法去获取BeanA。

因为此时BeanA已经在三级缓存中了,调用getSingleton方法就会将BeanA从三级缓存升级到二级缓存,并用来构造BeanB。

AbstractBeanFactory刚开始初始化bean的时候,会先调用getSingleton方法,首先会从缓存中尝试获取对象,对应代码段:

protected <T> T doGetBean(final String name, @Nullable final Class<T> requiredType,
        @Nullable final Object[] args, boolean typeCheckOnly) throws BeansException {
	// ...
    // 先从缓存(仅缓存单例 Bean )中获取 Bean 对象,这里缓存指的是 3 个 Map
    // 缓存中也可能是正在初始化的 Bean,可以避免循环依赖注入引起的问题
    Object sharedInstance = getSingleton(beanName);
	// ...
}
// DefaultSingletonBeanRegistry.java

public Object getSingleton(String beanName) {
    return getSingleton(beanName, true);
}

protected Object getSingleton(String beanName, boolean allowEarlyReference) {
    // 尝试从一级缓存singletonObjects获取Bean:如果找到了就直接返回,否则进入后续处理。
    Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
    // 如果一级缓存中不存在,且当前 beanName 正在创建
    if (singletonObject == null && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
        // 对 singletonObjects 加锁
        synchronized (this.singletonObjects) {
            // 从二级缓存earlySingletonObjects获取Bean:如果存在,则直接返回,避免重复创建。
            singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName);
            // 如果二级缓存earlySingletonObjects中不存在,且允许提前创建
            if (singletonObject == null && allowEarlyReference) {
                // 则从三级缓存singletonFactories获取ObjectFactory,并通过它创建Bean实例
                // 然后将该实例放入二级缓存,并从三级缓存移除对应的ObjectFactory。
                ObjectFactory<?> singletonFactory = this.singletonFactories.get(beanName);
                // 如果从三级缓存singletonFactories中存在对应的对象,则进行下面的处理
                if (singletonFactory != null) {
                    // 调用 ObjectFactory#getOject() 方法,获取目标 Bean 对象(早期半成品)
                    singletonObject = singletonFactory.getObject();
                    // 将目标对象放入二级 Map
                    this.earlySingletonObjects.put(beanName, singletonObject);
                    // 从三级 Map移除 beanName
                    this.singletonFactories.remove(beanName);
                }
            }
        }
    }
    // 返回从缓存中获取的对象
    return singletonObject;
}

升级一级缓存

会进入getSingleton的另外一个重载方法getSingleton(beanName, singletonFactory)

protected <T> T doGetBean(final String name, @Nullable final Class<T> requiredType,
        @Nullable final Object[] args, boolean typeCheckOnly) throws BeansException {
	// ...
    if (mbd.isSingleton()) { // 单例模式
        /*
         * 创建 Bean,成功创建则进行缓存,并移除缓存的早期对象
         * 创建过程实际调用的下面这个 `createBean(...)` 方法
         */
        sharedInstance = getSingleton(beanName,
                // ObjectFactory 实现类
                () -> {
                    try {
                        // 【核心】 创建 Bean
                        return createBean(beanName, mbd, args);
                    } catch (BeansException ex) {
                        // 如果创建过程出现异常,则显式地从缓存中删除当前 Bean 相关信息
                        // 在单例模式下为了解决循环依赖,创建过程会缓存早期对象,这里需要进行删除
                        destroySingleton(beanName);
                        throw ex;
                    }
        });
        // <9.1.2> 获取 Bean 的目标对象,`scopedInstance` 非 FactoryBean 类型直接返回
        // 否则,调用 FactoryBean#getObject() 获取目标对象
        bean = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, mbd);
    }
	// ...
}

createBean创建ObjectFactory后,getSingleton会调用singletonFactory.getObject()创建一个Bean后添加到一级缓存singletonObjects

public Object getSingleton(String beanName, ObjectFactory<?> singletonFactory) {
	// ...
    try {
        // 上游传入的lambda在这里会被执行,调用createBean方法创建一个Bean后返回
        singletonObject = singletonFactory.getObject();
        newSingleton = true;
    }
    // ...
    // 省略catch异常处理
    // ...
    finally {
        if (recordSuppressedExceptions) {
            this.suppressedExceptions = null;
        }
        // 创建完成后将对应的beanName从singletonsCurrentlyInCreation移除
        afterSingletonCreation(beanName);
    }
    if (newSingleton) {
        // 添加到一级缓存singletonObjects中
        addSingleton(beanName, singletonObject);
    }
    // ...
    return singletonObject;
}

在完全初始化好一个单例 Bean 后,会缓存起来,如下:

// DefaultSingletonBeanRegistry.java
protected void addSingleton(String beanName, Object singletonObject) {
    synchronized (this.singletonObjects) {
        this.singletonObjects.put(beanName, singletonObject);
        this.singletonFactories.remove(beanName);
        this.earlySingletonObjects.remove(beanName);
        this.registeredSingletons.add(beanName);
    }
}

singletonObjects(一级 Map)存放当前单例 Bean,同时从singletonFactories(三级 Map)和earlySingletonObjects(二级 Map)中移除

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