spring如何解决循环依赖的

1、开篇

本节课会聊聊spring IOC如何解决循环依赖问题。包括如下内容：

什么是循环依赖

Spring IoC处理循环依赖的思路

处理循环依赖举例

2、什么是循环依赖

Spring IoC中的循环依赖其实就是循环引用，两个或者两个以上的 Bean 互相持有对方，最终形成闭环。如图1所示，如A依赖于B，B依赖于C，C又依赖于A。这样这样一个场景，初始化A的时候需要完成B的初始化，而完成B的初始化又需要完成C的初始化，最后C又依赖于A，如此这般A永远也无法完成初始化的操作。这种对象的相互依赖形成闭环的关系被称作循环依赖。

        图1 循环依赖

在Spring IoC的使用场景中有两类循环依赖是无解的：

构造器的循环依赖：构造器要调用构造函数new 一个对象出来，而参数又依赖于另一个对象。创建类A依赖于类B，new 的时候去创建类B发现类B不存在就会出错拋出 BeanCurrentlyInCreationException 异常。

prototype 原型bean循环依赖：原型bean的初始化过程中不论是通过构造器参数循环依赖还是通过set方法产生的循环依赖也会抛出异常。

然而针对 singleton bean的循环依赖的场景可以通过三级缓存的方式解决。下面就根据该解决方案展开说明。

3、Spring IoC处理循环依赖的思路

在整理Spring IoC处理singleton bean循环依赖的思路之前先来复习一下bean的生命周期，其包括的三个步骤：

实例化：执行了bean的构造方法，bean中依赖的对象还未赋值

设置属性：给bean中依赖的对象赋值，若被依赖的对象尚未初始化，则先进行该对象的生命周期（递归）。

初始化：执行bean的初始化方法，回调方法等。

解决循环依赖的思路就藏在这三个步骤中，在实例化与设置属性两个步骤之间引入缓存机制，将已经创建好实例但是并没有设置属性的bean放到缓存里，缓存中是没有属性设置的实例对象。假设A对象和B对象互相依赖，A对象的创建需要引用到B对象，而B对象的创建也需要A对象。在创建A对象的时候可以将其放入到缓存中，当B对象创建的时候直接从缓存里引用A对象（此时的A对象只完成了实例化，没有进行设置属性的操作，因此不是完成的A对象，我们称之为半成品A对象），当B对象利用这个半成品的A对象完成实例创建以后（三个步骤都完成），再被A对象引用进去，则A对象也完成了创建。

上文提到的缓存在这里做一个解释，我们将其分为三级，每级缓存都起到不同的作用，如下表格所示：

一级缓存：用于存放完全初始化好的 bean，也就是完成三个步骤的bean，拿出来的bean是可以直接使用的。

二级缓存：存放原始的 bean 对象，此时的对象只进行了实例化但是没有填充属性，也就是我们所说的“半成品对象”，它的建立是用来解决循环依赖的。

三级缓存：用来存放 bean 工厂对象，这个工厂对象是用来产生bean对象的实例的。

解决循环依赖的整个过程是：

先从一级缓存里取bean实例，如果没有对应的bean实例，二级缓存里取，如果二级缓存中也没有bean实例，singletonFactories三级缓存里获取。由于三级缓存存放着产生bean实例的工厂类，因此可以通过该工厂类产生bean实例。

这里可以调用工厂类暴露的getObject方法返回早期暴露对象引用，也是我们所说的半成品bean，也可以成为earlySingletonObject。并且将这个半成品bean放到二级缓存里，在三级缓存里删除该bean。什么时候这个半成品填充了属性以后，就被移动到一级缓存中，也就是被作为可以使用的已经完成初始化的实例bean了，处理循环依赖的过程宣告完毕。下面通过一个例子让大家更好理解这个思路。

4、处理循环依赖举例

根据上面的思路，这里假设A 和 B 互相依赖，如图2所示，在A 创建实例的时候使用了getBean方法，通过createBeanInstatnce方法对A进行实例化。此时的A只是被实例化出来了，并没有进行填充属性的操作，然后通过addSingletonFactory的方法将创建A的工厂类添加到三级缓存中。上面的思路中提到了这个放到三级缓存中的工厂类是用来生成bean实例用的。

接着往下，当通过populateBean填充实例A属性的时候发现，A依赖B。此时开始通过getBean方法创建B的实例，依旧通过createBeanInstatnce方法对B进行实例化，也把创建B实例的工厂类通过addSingletonFactory方法添加到三级缓存中。在使用populateBean方法填充B的属性时，发现B依赖A，此时通过getBean方法对A进行实例化。

这个时候就出现循环依赖的情况了，getBean方法先从一级缓存中获取 A 的实例，发现没有，再去二级缓存中找，还是找不到，没有办法只有找三级缓存中的A 实例创建工厂去创建A的实例。在前面的步骤中A 已经将工厂类通过addSingletonFactory方法存放到了三级缓存中，于是调用A的工厂类创造A的实例，并且将其放到二级缓存中返回给B 用来填充B的属性，当B完成属性填充以后产生了B的实例，返回给populateBean（A）使用，此时A获取了B的实例（完成属性填充的B实例）。

所以，A 也可以完成属性填充从而产生A 的初始化以后的实例并且将其放到一级缓存中。由于B之前使用的是A的实例是没有做属性填充的，也就是半成品的A实例，因此此时从一级缓存中获取成品的A实例完成B对象的初始化。

        图2 A B 相互循环依赖，如何处理。

5、总结

本节课提出了Spring IoC遇到的循环依赖的问题，并且通过分析bean创建的过程和三级缓存技术，找到了解决singleton bean 循环依赖的办法，然后通过一个简单的循环依赖处理的例子加强对这一思路的理解。