Spring 如何解决循环依赖问题 - 三级缓存

1. 什么是循环依赖问题 ?

        循环依赖问题是指对象与对象之间存在相互依赖关系，而且形成了一个闭环，导致两个或多个对象都无法准确的完成对象的创建和初始化。

两个对象间的循环依赖：

多个对象间的循环依赖 ：

解决 Spring 中的循环依赖有两个前提条件：

1. 存在相互依赖的 Bean 必须是单例的 Bean；
2. 依赖注入 Bean 的方式不能是构造方法注入。

为什么要满足条件 1：

        如果说相互依赖的 Bean 不是单例的，那么 A 需要 B，就得重新 new 一个  B，B 需要 A，就得重新 new 一个 A，新 new 出来的 A 又需要 B，新 new 出来的 B 又需要 A，又进入最初的步骤了，这样下去将会无穷尽也，就根本解决不了了，所以要求存在相互依赖的 Bean 必须是单例的 Bean。

为什么要满足条件 2：

在了解这个原因之前，必须得先了解 Bean  的生命周期，不太清楚的可以先去看看这篇博客：https://blog.csdn.net/xaiobit_hl/article/details/128025295

        因为构造方法的执行时机太靠前了，如果依赖注入 Bean 的方式是构造方法注入，就会导致 A 需要 B 的时候，B 压根还没执行到属性赋值那一步，而 B 需要 A 的时候，A 也压根没执行到属性赋值这一步，这就是先有鸡还是先有蛋的问题了。（A 依赖 B 对象的时候，需要 DI 注入 B 对象到当前对象中，这一步在 Bean 的生命周期中也叫做属性赋值，而需要给 B 进行赋值，B 对象就得先执行完实例化、属性赋值、初始化这三个生命周期）

2. Spring 三级缓存如何解决循环依赖问题 ？

就拿两个对象间的循环依赖来举例：

首先单例对象一定需要存储下来，所以需要一个一级缓存来存储完全初始化好的对象：

A 和  B 相互依赖时， Bean 的执行流程：

A 和 B 相互依赖的执行流程（不牵扯 AOP）：

1. 实例化 A 对象；
2. 对 A 的依赖对象 B 进行属性赋值，发现 B 对象还没有初始化好，就需要先初始化 B 对象；
3. B  对象实例化；
4. 对 B 的依赖对象 A 进行属性赋值，此时 A 还是一个半成品，还没有初始化好，于是 A 对象的引用地址赋值给 B 中的依赖对象；
5. B 对象进行初始化，B 对象初始化完之后，A 对象也就属性赋值完毕；
6. A 对象执行初始化了。

        上述流程中，第 4  步，B 对象在给 A 对象进行属性赋值的时候，此时的 A 对象还是个半成品，那么 B 在给 A 属性进行属性赋值的时候，这个半成品也是需要进行存起来的，否则 B 对象后续的流程就无法执行下去了，这时候就有了二级缓存，二级缓存就是用来存放没有初始化好的对象。

        本来有了一级缓存，二级缓存就可以解决循环依赖问题了，但是第三者 AOP 的出现，就导致故事变得复杂起来了。

【前置铺垫】程序中如果使用了 AOP（动态代理），那么 Spring 中存储的就是代理对象，而不是目标对象了，那么在构建代理对象的时候，一定是需要目标对象的，所以代理对象既不能存储在一级缓存，也不能存储在二级缓存，但是这个代理对象是一定要存储下来的，否则就变成多例的了，这就违背了解决循环依赖的前置条件 1，所以这时候就引入了三级缓存。（代理对象中存放的是工厂对象 FactoryBean，代理对象就是通过工厂对象生成的）

这三个缓存在源码中其实就是三个 map ：

1. singletonObjects：一级缓存（ConcurrentHashMap）
2. singletonFactories：三级缓存（HashMap）
3. earlySingletonObjects：二级缓存（ConcurrentHashMap）

为什么三级缓存使用 HashMap：（doCreateBean()）

因为它里面放的是一个 lambda 表达式，它不是一个真正的对象，所以它就不怕线程安全问题。

所以 Spring 里面解决循环依赖的问题，就是引入了三级缓存来解决的。

程序中如果使用到了 AOP，那么前面 A 依赖 B，B 依赖 A 的执行流程就需要稍作改变：

         

        上述流程执行完毕后，一级缓存中就有了 A 对象和 B 对象了，其他对象需要依赖这俩对象时，就可以从一级缓存中去取了。 

上述流程 4 中，B 进行属性赋值时，寻找 A 对象的流程源码如下：

B 对象执行属性赋值时，寻找 A 对象流程：

        先从一级缓存中找，没找到，就去二级缓存找，也没找到，就去三级缓存找，此时就会执行 A 的 lambda 表达式，此时 A 对象不管是代理对象还是目标对象，都会被晋级到二级缓存中（考虑性能），当其他对象中依赖 A 对象时，就不再需要从三级缓存中拿了，而是直接从二级缓存中取；

        虽然循环依赖问题确实存在，也不可避免，但是 SpringBoot 3.0 以及 Spring framework 6.0 之后，默认情况下就关闭了对于循环依赖的一个支持了，也就是说在 Spring 高版本底下，如果存在循环依赖的问题，Spring 就会告诉你，你的项目中有循环依赖，项目启动失败。

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