Spring三级缓存解决循环依赖

有两个Bean对象，A对象中有一个属性的B对象，B对象中有一个属性的A对象，他们都需要依赖注入，但是map单例池中都没有这个对象。正常情况下在进行注入时，如果map单例池中没有需要的Bean对象B就会去创建这个Bean对象B，但如果需要创建的这个Bean对象B又需要依赖注入对象A，这就造成了循环依赖问题。

Spring使用了三级缓存来解决循环依赖。

• 第一级缓存：单例池 singletonObjects，它用来存放经过完整Bean生命周期过程的单例Bean对象
• 第二级缓存：earlySingletonObjects，它用来保存哪些没有经过完整Bean生命周期的单例Bean对象，用来保证不完整的bean也是单例
• 第三级缓存：singletonFactories，它保存的就是一个lambda表达式，它主要的作用就是bean出现循环依赖后，某一个bean到底会不会进行AOP操作

现在有两个Bean，进行循环依赖

@Component
public class AService{
    @Autowired
    BService bService;
    
    public void test(){
        System.out.println(bService);
    }
}

@Component
public class BService{
    @Autowired
    AService aService;
   
}

现在创建Bean的过程如下：

AService 创建的生命周期

1. 推断构造函数，创建AService的普通对象
2. 依赖注入，为bService属性赋值—>去单例池SingletonObjects中找BService —> 如果没有就创建BService的Bean对象
3. 填充其他属性
4. 初始化前操作 @PostConstruct
5. 初始化 InitialzingBean接口中的afterPropertiesSet()
6. 初始化后 AOF
7. 放入单例池

BService 创建的生命周期

1. 推断构造函数，创建BService的普通对象
2. 依赖注入，为aService属性赋值—>去单例池中找AService对象 —> 找不到就创建AService
3. 初始化前操作 @PostConstruct
4. 初始化 InitialzingBean接口中的afterPropertiesSet()
5. 初始化后 AOF
6. 放入单例池

这就造成了循环依赖

可以引入一个map来解决循环依赖问题，在创建AService普通对象的时候，将这个普通对象存入map中，然后在BService创建的生命周期中进行依赖注入时，如果在单例池中没有找到AService对象就去map中找。

AService 创建的生命周期

1. 推断构造函数，创建AService的普通对象 —> hushangMap
2. 依赖注入，为bService属性赋值—>去单例池SingletonObjects中找BService —> 如果没有就创建BService的Bean对象
3. 如果有其他属性就填充其他属性
4. 初始化前操作 @PostConstruct
5. 初始化 InitialzingBean接口中的afterPropertiesSet()
6. 初始化后 AOF
7. 放入单例池

BService 创建的生命周期

1. 推断构造函数，创建BService的普通对象
2. 依赖注入，为aService属性赋值—>去单例池中找AService对象 —> 去hushangMap中找，能够找到AService的普通对象，就不用去创建了
3. 初始化前操作 @PostConstruct
4. 初始化 InitialzingBean接口中的afterPropertiesSet()
5. 初始化后 AOF
6. 放入单例池

我们可以发现，到现在为止就使用了两个map，所以明明Spring使用两级缓存就能解决循环依赖为什么最后还要使用三级缓存嘞？肯定是有一些缺陷的。比如，可能AService会进行AOP操作，会创建AServiceProxy代理对象，然后将代理对象放入单例池中，但是BService进行属性赋值 依赖注入的时候是把AService的普通对象进行赋值，所以这里是有问题的，应该是赋值AServiceProxy代理对象。

解决这个问题的思路就是，将AOP的操作提前，如果AService要进行AOP的话，那就就将代理对象放入hushangMap中，而不是放普通对象

AService 创建的生命周期

1. 推断构造函数，创建AService的普通对象 —> AOP —> hushangMap代理对象>
2. 依赖注入，为bService属性赋值—>去单例池SingletonObjects中找BService —> 如果没有就创建BService的Bean对象
3. 如果有其他属性就填充其他属性
4. 初始化前操作 @PostConstruct
5. 初始化 InitialzingBean接口中的afterPropertiesSet()
6. 初始化后 AOF
7. 放入单例池

BService 创建的生命周期

1. 推断构造函数，创建BService的普通对象
2. 依赖注入，为aService属性赋值—>去单例池中找AService对象 —> 去hushangMap中找 —> 得到AService代理对象
3. 初始化前操作 @PostConstruct
4. 初始化 InitialzingBean接口中的afterPropertiesSet()
5. 初始化后 AOF
6. 放入单例池

现在我们需要在第一步就去判断该对象是否要进行AOP操作，我们不可能所有的Bean在第一步的时候就去进行AOP，因为在Spring中整体的设计是在第5步才会去进行AOP，只有在某种特殊的情况下才需要在第一步去进行AOP。这个特殊情况就是当前Bean出现了循环依赖的情况下才需要提前进行AOP。

AService 创建的生命周期

出现了循环依赖的情况下才需要提前进行AOP。

1. 推断构造函数，创建AService的普通对象 —> 是否满足循环依赖条件？—> AOP —> hushangMap
2. 依赖注入，为bService属性赋值—>去单例池SingletonObjects中找BService —> 如果没有就创建BService的Bean对象
3. 如果有其他属性就填充其他属性
4. 初始化前操作 @PostConstruct
5. 初始化 InitialzingBean接口中的afterPropertiesSet()
6. 初始化后 AOF
7. 放入单例池

BService 创建的生命周期

1. 推断构造函数，创建BService的普通对象
2. 依赖注入，为aService属性赋值—>去单例池中找AService对象 —> 去hushangMap中找 —> 得到AService代理对象
3. 初始化前操作 @PostConstruct
4. 初始化 InitialzingBean接口中的afterPropertiesSet()
5. 初始化后 AOF
6. 放入单例池

我们能够发现，在AService创建中第一步的时候 不太好判断当前Bean是否产生了循环依赖，在BService创建的第二步中才比较好判断是否产生了循环依赖。我们可以再创建AService的时候，将当前创建的Bean的名字存入一个createSet集合中。在BService创建中依赖出入时，如果在单例池中没有找到需要的bean，那就去createSet集合中判断有没有我们需要的Bean，如果有就表示当前需要的Bean对象它自己正在创建中，这也就是循环依赖

AService 创建的生命周期

0. creatingSet(“AService”)

1. 推断构造函数，创建AService的普通对象 —> hushangMap

2. 依赖注入，为bService属性赋值—>去单例池SingletonObjects中找BService —> 如果没有就创建BService的Bean对象

3. 如果有其他属性就填充其他属性

4. 初始化前操作 @PostConstruct

5. 初始化 InitialzingBean接口中的afterPropertiesSet()

6. 初始化后 AOF

7. 放入单例池

BService 创建的生命周期

1. 推断构造函数，创建BService的普通对象
2. 依赖注入，为aService属性赋值—>去单例池中找AService对象 —>createSet找 —> 出现了循环依赖 —>提前AOP 生成AServiceProxy代理对象，如果Bean本来就不需要进行AOP操作这里就还是获取的普通对象
3. 初始化前操作 @PostConstruct
4. 初始化 InitialzingBean接口中的afterPropertiesSet()
5. 初始化后 AOF
6. 放入单例池

现在还是有问题的，假如现在有三个Bean，进行循环依赖

@Component
public class AService{
    @Autowired
    BService bService;
    
    @Autowired
   	CService cService;
    
    public void test(){
        System.out.println(bService);
    }
}

@Component
public class BService{
    @Autowired
    AService aService;
}

@Component
public class CService{
    @Autowired
    AService aService;
}

那么现在的创建过程如下：

AService 创建的生命周期

0. creatingSet(“AService”)

1. 推断构造函数，创建AService的普通对象 —> hushangMap

2. 依赖注入，为bService属性赋值—>去单例池SingletonObjects中找BService —> 如果没有就创建BService的Bean对象

3. 依赖注入，为cService属性赋值—>去单例池SingletonObjects中找CService —> 如果没有就创建CService的Bean对象

4. 如果有其他属性就填充其他属性

5. 初始化前操作 @PostConstruct

6. 初始化 InitialzingBean接口中的afterPropertiesSet()

7. 初始化后 AOF

8. 放入单例池

BService 创建的生命周期

1. 推断构造函数，创建BService的普通对象
2. 依赖注入，为aService属性赋值—>去单例池中找AService对象 —>createSet找 —> 出现了循环依赖 —>提前AOP 生成AServiceProxy代理对象
3. 初始化前操作 @PostConstruct
4. 初始化 InitialzingBean接口中的afterPropertiesSet()
5. 初始化后 AOF
6. 放入单例池

CService 创建的生命周期

1. 推断构造函数，创建CService的普通对象
2. 依赖注入，为aService属性赋值—>去单例池中找AService对象 —>createSet找 —> 出现了循环依赖 —>提前AOP 生成AServiceProxy代理对象
3. 初始化前操作 @PostConstruct
4. 初始化 InitialzingBean接口中的afterPropertiesSet()
5. 初始化后 AOF
6. 放入单例池

可以发现上方创建了两个AServiceProxy代理对象，分别赋值给了BService和CService中的属性，这不符合单例Bean，应该的一个AServiceProxy代理对象放入单例池，并且是这个对象进行依赖注入。

解决这个问题就需要使用第二级缓存 earlySingletonObjects，将创建好的AServiceProxy代理对象放入earlySingletonObjects中，key就是beanName，value就是创建好的代理对象，然后CService就从这里拿。

earlySingletonObjects存放的是还没有经过完整生命周期的单例bean对象。

AService 创建的生命周期

0. creatingSet(“AService”)

1. 推断构造函数，创建AService的普通对象 —> hushangMap

2. 依赖注入，为bService属性赋值—>去单例池SingletonObjects中找BService —> 如果没有就创建BService的Bean对象

3. 依赖注入，为cService属性赋值—>去单例池SingletonObjects中找CService —> 如果没有就创建CService的Bean对象

4. 如果有其他属性就填充其他属性

5. 初始化前操作 @PostConstruct

6. 初始化 InitialzingBean接口中的afterPropertiesSet()

7. 初始化后 AOF

8. 放入单例池

BService 创建的生命周期

1. 推断构造函数，创建BService的普通对象
2. 依赖注入，为aService属性赋值—>去单例池中找AService对象 —>createSet找 —> 出现了循环依赖 —>从earlySingletonObjects中拿—>没有获取到，就提前AOP 生成AServiceProxy代理对象 —> 存入earlySingletonObjects
3. 初始化前操作 @PostConstruct
4. 初始化 InitialzingBean接口中的afterPropertiesSet()
5. 初始化后 AOF
6. 放入单例池

CService 创建的生命周期

1. 推断构造函数，创建CService的普通对象
2. 依赖注入，为aService属性赋值—>去单例池中找AService对象 —>createSet找 —> 出现了循环依赖 —>从earlySingletonObjects中拿，得到AServiceProxy代理对象
3. 初始化前操作 @PostConstruct
4. 初始化 InitialzingBean接口中的afterPropertiesSet()
5. 初始化后 AOF
6. 放入单例池

这里其实是用了三个map，也就是三级缓存，第一个就是单例池singletonObjects用来存放经历了完整Bean生命周期的单例bean，第二个就是earlySingletonObjects存放还没有经过完整Bean生命周期的单例bean，第三个map的用处 就是在BService的第二步中，对AService进行AOP操作是需要AService的普通对象的

Spring里面还是会用到一个map，我们可以暂时理解为前面说的hushangMap，先推断构造函数创建好AService的普通对象后，存入Map中去，key是bean的名字，value中存创建好的bean的名字、普通对象以及beanDefinition，这里有三个对象，value里面如何存放三个对象嘞？Spring是会去定义一个lambda表达式。

AService 创建的生命周期

0. creatingSet(“AService”)，把当前beanName存入一个set集合中
1. 推断构造函数，创建AService的普通对象 —> singletonFactories
2. 依赖注入，为bService属性赋值—>去单例池SingletonObjects中找BService —> 如果没有就创建BService的Bean对象
3. 如果有其他属性就填充其他属性
4. 初始化前操作 @PostConstruct
5. 初始化 InitialzingBean接口中的afterPropertiesSet()
6. 初始化后 AOF，假如第2步出现循环依赖已经进行了AOP操作，这里就不用再进行一遍了，如下图所示
7. 如果出现了循环依赖，从二级缓存earlySingletonObjects中取代理对象/普通对象
8. 放入单例池

BService 创建的生命周期

1. 推断构造函数，创建BService的普通对象
2. 依赖注入，为aService属性赋值—>去单例池中找AService对象 —> createSet找,判断是否出现了循环依赖 —> 出现了循环依赖 —>从earlySingletonObjects中拿—>如果没有获取到 ----> 从三级缓存singletonFactories找，得到lambda表达式，并执行lambda表达式，执行的方法中会去判断这Bean是否需要进行AOP—>AOP 生成AServiceProxy代理对象；如果不要进行AOP操作 lambda表达式就会得到一个普通对象 —> 存入earlySingletonObjects
3. 初始化前操作 @PostConstruct
4. 初始化 InitialzingBean接口中的afterPropertiesSet()
5. 初始化后 AOF
6. 放入单例池

总结：

最终的步骤如下：

AService 创建生命周期

0. creatintSet(“AService”)
1. 推断构造函数，实例化得到普通对象 —> singletonFactories(lombda(beanName,普通对象，beanDefinition))
2. 依赖注入，为bService属性赋值—>去单例池SingletonObjects中找—>没找到 —> 创建BService的Bean对象
3. 填充其他属性
4. 初始化前操作，@PostConstruct
5. 初始化，实现InitialozingBean接口，afterPropertiesSet()方法
6. 初始化后，AOP操作，判断是否需要
7. 将二级缓存earlySingletonObjects中的代理对象/普通对象取出来
8. 存入单例池中

BService 创建生命周期

1. 推断构造函数，实例化得到普通对象
2. 依赖注入，为aService属性赋值 —> 去singletonObjects中找 —> 没找到 —> creatingSet，判断是否循环依赖 —> 二级缓存earlySingletonObjects中找 —> 没找到 —> singletonFactories --> 代理对象/普通对象 —> 存入二级缓存earlySingletonObjects
3. 初始化前操作，@PostConstruct
4. 初始化，实现InitialozingBean接口，afterPropertiesSet()方法
5. 初始化后，AOP操作，判断是否需要
6. 将二级缓存earlySingletonObjects中的代理对象/普通对象取出来
7. 存入单例池中