22--Spring创建Bean的过程（四），解决循环依赖

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新版连接 01–Spring源码深度解析目录

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什么是循环依赖？当两个或多个bean出现相互引用且引用形成一个闭环的时候，就是循环依赖。例如ClassA中有ClassB，ClassB中有ClassC，ClassC中有ClassA，那么A->B->C-A就形成了一个闭环，在Spring中一共有三种循环依赖，构造器循环依赖，Setter循环依赖，和Prototype作用域的循环依赖，对于这三种循环依赖，Spring并不是都解决的，通过一个表格来描述：

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名称	是否可解决循环依赖
构造器循环依赖	否
Setter循环依赖	是
Prototype作用域的循环依赖	否

Spring对于循环依赖的解决还是比较复杂的，在16–Spring创建Bean的准备工作（一），从缓存中获取单例bean我们提到过几个变量,其中有这样一个，

/** Cache of singleton objects: bean name to bean instance. */
/** 缓存beanName和bean实例 key-->beanName,value-->beanInstance */
private final Map<String, Object> singletonObjects = new ConcurrentHashMap<>(256);

/** Cache of singleton factories: bean name to ObjectFactory. */
/** 缓存beanName和beanFactory key-->beanName,value-->beanFactory */
private final Map<String, ObjectFactory<?>> singletonFactories = new HashMap<>(16);

/** Cache of early singleton objects: bean name to bean instance. */
/** 缓存beanName和bean实例 key-->beanName,value-->beanInstance 该缓存主要为了解决bean的循环依赖引用 */
private final Map<String, Object> earlySingletonObjects = new HashMap<>(16);

/** Set of registered singletons, containing the bean names in registration order. */
/** 缓存所有注册的单例beanName */
private final Set<String> registeredSingletons = new LinkedHashSet<>(256);

singletonFactories和earlySingletonObjects都是是缓存的beanName和bean实例之间的键值对，但是对于后者来说，当一个bean还在创建过程中的时候，我们就已经可以通过getBean方法去获取该bean的实例，这里大家一定有疑问，既然某个bean还在创建之中，为什么可以获取其实例呢？在前两个小节我们讲的是SpringBean的实例化，只是通过CGLIB或者反射创建了bean的实例，不代表整个bean的创建工作已经完成，Spring在bean的创建过程中会判断是否允许循环依赖，如果允许的话，那么不等该bean创建完成，就会将创建的bean实例缓存到earlySingletonObjects中（这里要将创建bean实例和创建完整的bean区分开来）。

我们还是通过一个例子来说明一下：

• 新建bean

package com.lyc.cn.day11;

/**
 * @author: LiYanChao
 * @create: 2018-09-07 16:36
 */
public interface Animal {
	void sayHello();
}

package com.lyc.cn.day11;

/**
 * @author: LiYanChao
 * @create: 2018-09-07 16:36
 */
public class Cat implements Animal {
	/** 名称 **/
	private String name;

	/** 年龄 **/
	private int age;

	private Dog dog;

	@Override
	public void sayHello() {
		System.out.println("\n大家好,我是一只名叫" + getName() + "的猫,我跟" + dog.getName() + "之间有循环依赖关系!");
	}

	public String getName() {
		return name;
	}

	public void setName(String name) {
		this.name = name;
	}

	public int getAge() {
		return age;
	}

	public void setAge(int age) {
		this.age = age;
	}

	public Dog getDog() {
		return dog;
	}

	public void setDog(Dog dog) {
		this.dog = dog;
	}
}

package com.lyc.cn.day11;

/**
 * @author: LiYanChao
 * @create: 2018-09-13 17:41
 */
public class Dog implements Animal {

	/** 名称 **/
	private String name;

	/** 年龄 **/
	private int age;

	private Cat cat;

	@Override
	public void sayHello() {
		System.out.println("\n大家好,我是一只名叫" + getName() + "的狗,我跟" + cat.getName() + "之间有循环依赖关系!");
	}

	public String getName() {
		return name;
	}

	public void setName(String name) {
		this.name = name;
	}

	public int getAge() {
		return age;
	}

	public void setAge(int age) {
		this.age = age;
	}

	public Cat getCat() {
		return cat;
	}

	public void setCat(Cat cat) {
		this.cat = cat;
	}
}

一个接口和两个实现类，其中Cat类引用了Dog类，Dog类引用了Cat类，这样就形成一个闭环，就是所谓的循环引用。

• 新建配置文件

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
	   xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:p="http://www.springframework.org/schema/p"
	   xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
        http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">

	<!-- cat bean 依赖dog-->
	<bean id="cat" class="com.lyc.cn.day11.Cat">
		<property name="name" value="美美"/>
		<property name="age" value="3"/>
		<property name="dog" ref="dog"/>
	</bean>

	<!--dog bean 依赖cat-->
	<bean id="dog" class="com.lyc.cn.day11.Dog">
		<property name="name" value="壮壮"/>
		<property name="age" value="5"/>
		<property name="cat" ref="cat"/>
	</bean>

</beans>

Spring是不能解决构造器循环依赖的，这里我们也不做过多的演示，只演示Setter和Prototype两种即可

• 新建测试类

package com.lyc.cn.day11;

import org.junit.After;
import org.junit.Before;
import org.junit.Test;
import org.springframework.beans.factory.xml.XmlBeanFactory;
import org.springframework.core.io.ClassPathResource;

/**
 * @author: LiYanChao
 * @create: 2018-09-07 16:43
 */
public class MyTest {
	private XmlBeanFactory xmlBeanFactory;

	@Before
	public void initXmlBeanFactory() {
		System.out.println("========测试方法开始=======\n");
		xmlBeanFactory = new XmlBeanFactory(new ClassPathResource("day11.xml"));
	}

	@After
	public void after() {
		System.out.println("\n========测试方法结束=======");
	}

	@Test
	public void test() {
		Cat cat = xmlBeanFactory.getBean("cat", Cat.class);
		cat.sayHello();

		Dog dog = xmlBeanFactory.getBean("dog", Dog.class);
		dog.sayHello();
	}


}

• 运行测试用例

========测试方法开始=======


大家好,我是一只名叫美美的猫,我跟壮壮之间有循环依赖关系!

大家好,我是一只名叫壮壮的狗,我跟美美之间有循环依赖关系!

========测试方法结束=======

可以看到，对于单例bean之间的循环引用，通过Setter方法注入，是可以解决的，我们可以将bean的作用域改为Prototype，再来看一下运行结果。

========测试方法开始=======


========测试方法结束=======
// 异常信息太多了，就粘贴部分
Caused by: org.springframework.beans.factory.BeanCurrentlyInCreationException: Error creating bean with name 'cat': Requested bean is currently in creation: Is there an unresolvable circular reference?
	at org.springframework.beans.factory.support.AbstractBeanFactory.doGetBean(AbstractBeanFactory.java:256)
	at org.springframework.beans.factory.support.AbstractBeanFactory.getBean(AbstractBeanFactory.java:198)
	at org.springframework.beans.factory.support.BeanDefinitionValueResolver.resolveReference(BeanDefinitionValueResolver.java:367)
	... 40 more

当我们获取bean时，抛出了循环依赖的异常，Caused by: org.springframework.beans.factory.BeanCurrentlyInCreationException: Error creating bean with name 'cat': Requested bean is currently in creation: Is there an unresolvable circular reference?,其原因就是Spring不会缓存Prototype作用域的bean的实例，那么自然也就不会缓存到earlySingletonObjects中，也就无法解析循环依赖了。

这里我们一定要将创建一个完整的bean和创建一个bean的实例区分开来：

• 创建一个完整的bean：是指在bean的生命周期里，这个bean已经可以正常使用了，是我们通过getBean方法返回而得到的bean。
• 创建一个bean的实例：是指bean类被实例化，例如Cat类，通过反射创建了cat的实例。但是创建了bean的实例之后，并不代表这个bean已经就可以被正常使用了，Spring对bean的实例还有很多后续操作，例如应用后处理器，填充bean的属性等。但是如果这个bean被检测到可以循环依赖的话，那么在创建其实例完成时候，就会将其实例缓存到earlySingletonObjects对象中，提前暴露一个ObjectFactory对象，那么我们就可以通过ObjectFactory的getObject方法去获取bean的实例，从而解决循环依赖。

Setter循环依过程赖简要分析：

• 假如ClassA依赖ClassB，ClassB依赖ClassA，那么这两个类之间形成了一个循环依赖
• 当创建ClassA时，首先通过其无参构造方法创建bean的实例，提前暴露ObjectFactory，并将其实例放入到earlySingletonObjects（当前创建bean池）中。然后填充bean的属性，通过Setter方法注入ClassB。
• 对于ClassB，其创建过程跟创建ClassA一样，但是当其通过Setter方法去注入ClassA时，因为ClassA的实例已经提前暴露，所以可以通过getObject方法去获取ClassA的实例，从而解决了循环依赖

以上的内容纯属个人理解，如有不对的地方，欢迎指正！对于这一部分内容的源码分析，我们会在后面的章节中讲解。