一、Spring bean生命周期
可以简化为以下5步。
1、构建BeanDefinition
2、实例化 Instantiation
3、属性赋值 Populate
4、初始化 Initialization（BeanPostprocessor -> Aware，init）
5、销毁 Destruction
二、Spring 三级缓存作用
2.1、一级缓存
/** Cache of singleton objects: bean name to bean instance. */
Map singletonObjects;
用来保存实例化、初始化都完成的bean对象。
2.2、二级缓存
/** Cache of early singleton objects: bean name to bean instance. */
Map earlySingletonObjects ;
用来保存实例化完成，但是未初始化完成的对象（这个对象不一定是原始对象，也有可能是经过AOP生成的代理对象）。
2.3、三级缓存
/** Cache of singleton factories: bean name to ObjectFactory. */
Map> singletonFactories;
用来保存一个对象工厂（ObjectFactory），提供一个匿名内部类，用于创建二级缓存中的对象。
三级缓存中提到的ObjectFactory即 () -> getEarlyBeanReference(beanName,mbd,bean)，其中bean就是原始对象。
其中getEarlyBeanReference 方法是 SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor接口中定义的，AbstractAutoProxyCreator（Spring AOP proxy creator）实现了该方法。
三、Spring三级缓存实现
3.1、获取beanName:A
org.springframework.beans.factory.support.AbstractBeanFactory#doGetBean(beanName:A)
org.springframework.beans.factory.support.DefaultSingletonBeanRegistry#getSingleton(beanName:A)
org.springframework.beans.factory.support.DefaultSingletonBeanRegistry#getSingleton(beanName:A, allowEarlyReference:true)
分别按照一级缓存、二级缓存、三级缓存顺序加载。如果存在循环依赖（比如beanName:B依赖beanName:A），而且三级缓存中存在beanName:A的引用，则从三级缓存中拿到beanName:A对应的提早曝光的对象（可能是原始对象，也可能是代理对象）并放入二级缓存。比如又有beanName:C依赖beanName:A，会直接从二级缓存中获取到。
3.2、bean创建和初始化完成
org.springframework.beans.factory.support.AbstractBeanFactory#doGetBean(beanName:A)
org.springframework.beans.factory.support.DefaultSingletonBeanRegistry#getSingleton(beanName:A, ObjectFactory:lamda表达，调用AbstractBeanFactory#createBean(beanName:A))
org.springframework.beans.factory.support.DefaultSingletonBeanRegistry#addSingleton(beanName:A,singletonObject:A)
直接添加到一级缓存
3.3、bean创建完成之后
org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory#createBean(beanName:A, RootBeanDefinition:mbd, Object[]:args)
org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory#doCreateBean(beanName:A, RootBeanDefinition:mbd, Object[]:args)
org.springframework.beans.factory.support.DefaultSingletonBeanRegistry#addSingletonFactory(beanName:A, () -> getEarlyBeanReference(beanName:A, mbd, bean:A))
//放入三级缓存，beanName:A -> ObjectFactory( () -> getEarlyBeanReference(beanName:A, mbd, bean:A) )
org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory#populateBean //属性填充
org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory#initializeBean //初始化
protected Object doCreateBean(final String beanName, final RootBeanDefinition mbd, final @Nullable Object[] args)
throws BeanCreationException {
// Instantiate the bean.
BeanWrapper instanceWrapper = createBeanInstance(beanName, mbd, args);
}
final Object bean = instanceWrapper.getWrappedInstance();
boolean earlySingletonExposure = (mbd.isSingleton() && this.allowCircularReferences &&
isSingletonCurrentlyInCreation(beanName));
addSingletonFactory(beanName, () -> getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean));
}
// Initialize the bean instance.
Object exposedObject = bean;
populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);
exposedObject = initializeBean(beanName, exposedObject, mbd);
if (earlySingletonExposure) {
Object earlySingletonReference = getSingleton(beanName, false);
if (earlySingletonReference != null) {
if (exposedObject == bean) {
exposedObject = earlySingletonReference;
}
else if (!this.allowRawInjectionDespiteWrapping && hasDependentBean(beanName)) {
}
}
}
}
org.springframework.beans.factory.support.DefaultSingletonBeanRegistry#getSingleton(beanName:A, allowEarlyReference:false)
四、一个简单的A、B互相依赖循环依赖场景
五、@Async注解循环依赖报错
@Transactional使用的是自动代理创建器AbstractAutoProxyCreator，它实现了getEarlyBeanReference()方法从而很好的对循环依赖提供了支持。
@Async的代理创建使用的是AsyncAnnotationBeanPostProcessor单独的后置处理器实现的，它只在一处postProcessAfterInitialization()实现了对代理对象的创建，因此若出现它被循环依赖了，就会报BeanCurrentlyInCreationException。
protected Object doCreateBean( ... ){
...
boolean earlySingletonExposure = (mbd.isSingleton() && this.allowCircularReferences && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName));
if (earlySingletonExposure) {
addSingletonFactory(beanName, () -> getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean));
}
...
Object exposedObject = bean;
/**
*假如A实例有方法注有@Async注解，A实例依赖B实例，B实例依赖A实例。创建A实例时先走到populateBean方法，然后开始填充属性B实例，B实例也会走到populateBean方法，然后从三级缓存中通过A流程中的getEarlyBeanReference()方法，从而拿到A的早期引用*。执行A的getEarlyBeanReference()方法的时候，会执行自动代理创建器，这里最终得到是可能是原始A对象，也可能是代理后的A对象（注意哦，A实例的@Async注解这里还没有被处理呢）。exposedObject此时指向的是原始A实例。
*/
populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);
/**
*标注有@Async的A实例的代理对象在此处会被生成， 参照类：AsyncAnnotationBeanPostProcessor。执行完之后，exposedObject指向的是个代理对象而非原始A实例了。
*/
exposedObject = initializeBean(beanName, exposedObject, mbd);
...
// 这里是报错的重点。
if (earlySingletonExposure) {
/**
*因为A被B循环依赖进去了，所以此时A是被放进了二级缓存的，所以此处earlySingletonReference指向的是通过创建A实例流程中的getEarlyBeanReference()返回的A实例（再强调用一下，可能是原始对象，也可能是代理对象）。
*说到这里，什么情况下earlySingletonReference==null？也就是getSingleton(beanName:A, false)==null，只有当A实例没有牵涉到循环依赖的时候（即不存在A依赖B且B依赖A的场景；单独存在B依赖A是没有问题，A的三级缓存根本不会执行，所以二级缓存就不会有值，A创建并初始化完成之后直接放到了一级缓存）。
*/
Object earlySingletonReference = getSingleton(beanName, false);
if (earlySingletonReference != null) {
//这里exposedObject指向的是被@Aysnc代理过的对象，而bean是原始对象，所以此处不相等，走else逻辑。
if (exposedObject == bean) {
exposedObject = earlySingletonReference;
}
/**
*allowRawInjectionDespiteWrapping 标注是否允许此Bean的原始类型被注入到其它Bean里面，即使自己最终会被包装（代理）。
*默认是false表示不允许，如果改为true表示允许，就不会报错啦。这是我们后面讲的决方案的其中一个方案。
*另外dependentBeanMap是记录着每个Bean它所依赖的Bean的Map。
*/
else if (!this.allowRawInjectionDespiteWrapping && hasDependentBean(beanName)) {
//因为A依赖于B，所以此处拿到了B实例的beanName
String[] dependentBeans = getDependentBeans(beanName);
Set actualDependentBeans = new LinkedHashSet<>(dependentBeans.length);
/**
*B实例经过removeSingletonIfCreatedForTypeCheckOnly最终返返回false 因为alreadyCreated里面已经有它了表示B已经完全创建完成了。
*既然B实例已经创建完成了，通过创建A实例流程中的getEarlyBeanReference()返回的A实例已经注入到了B实例中，此时B实例注入的和exposedObject指向的不是同一个A实例，那肯定就有问题了。
*/
for (String dependentBean : dependentBeans) {
if (!removeSingletonIfCreatedForTypeCheckOnly(dependentBean)) {
actualDependentBeans.add(dependentBean);
}
}
// 若存在这种真正的依赖，那就报错了~~~ 则个异常就是上面看到的异常信息
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.");
}
}
}
}
...
}
具体原因分析参考：https://blog.csdn.net/f641385712/article/details/92797058
六、总结
1、Spring 解决循环依赖有两个前提条件：不全是构造器方式的循环依赖，必须是单例。
2、如果没有出现循环依赖，第三级缓存（singletonFactories）将不会使用到，对象会按照Spring创建bean的生命周期流程，最后将bean直接放到第一级缓存（singletonObjects）中。
3、一定要三级缓存嘛，二级缓存不能解决循环依赖？不能，主要是为了生成代理对象。
因为三级缓存中放的是生成具体对象的匿名内部类（ObjectFactory），它可能生成代理对象，也可能是普通的实例对象。使用三级缓存主要是为了保证不管什么时候使用的都是一个对象。假设只有二级缓存的情况，往二级缓存中放的显示一个普通的Bean对象，BeanPostProcessor去生成代理对象之后，覆盖掉二级缓存中的普通Bean对象，无法保证程多线程环境下获取到bean对象一致性。