图解Spring解决循环依赖
2023-01-19 07:20:34
Spring通过三级缓存机制解决单例作用域下的循环依赖问题，其核心是利用缓存提前暴露未完全初始化的Bean实例。以下是详细解析：
一、循环依赖的场景互相引用Bean A依赖Bean B，同时Bean B依赖Bean A：
自引用Bean A的属性依赖自身：
不支持的场景
原型作用域（Prototype）：每次创建新实例，无法缓存，直接抛出BeanCurrentlyInCreationException。
构造器注入：Spring官方明确不支持，需改用属性注入。
Spring通过DefaultSingletonBeanRegistry类中的三个Map实现循环依赖的解决：
一级缓存：singletonObjects
存放完全初始化的单例Bean，即最终可用的Bean。
二级缓存：earlySingletonObjects
存放提前暴露的未完全初始化Bean（仅填充了属性，未执行初始化逻辑如init-method、Aware回调等）。
三级缓存：singletonFactories
存放Bean工厂对象（ObjectFactory），用于生成未完全初始化的Bean实例（通过getObject()方法）。
初始化Bean A
创建Bean A的原始对象（调用构造器），将其包装为ObjectFactory并存入三级缓存。
开始填充属性，发现依赖Bean B。
初始化Bean B
创建Bean B的原始对象，存入三级缓存。
填充Bean B的属性时，发现依赖Bean A。
从缓存获取Bean A
检查一级缓存：未找到（Bean A未初始化完成）。
检查二级缓存：未找到。
检查三级缓存：找到Bean A的ObjectFactory，调用getObject()获取未完全初始化的Bean A实例，并将其移入二级缓存（同时从三级缓存移除）。
完成Bean B初始化
将Bean B存入一级缓存，并注入到Bean A的属性中。
完成Bean A初始化
执行Bean A的剩余初始化逻辑（如init-method），完成后存入一级缓存。
流程图示：
三级缓存的作用
三级缓存（singletonFactories）：解决AOP代理对象的循环依赖。若Bean需要代理，ObjectFactory会返回代理对象而非原始对象。
二级缓存（earlySingletonObjects）：避免重复创建代理对象，提升性能。
为什么原型作用域不支持循环依赖
原型Bean每次创建新实例，无法缓存中间状态，会导致无限递归创建。
构造器注入的局限性
构造器注入时，Bean尚未实例化完成，无法提前暴露实例，因此无法支持循环依赖。
循环依赖的本质是对象图构建时的顺序问题，需通过中间状态缓存解决。类似算法题中的Two Sum问题：
- Two Sum：用HashMap缓存已遍历的数字，快速查找目标值。
- 循环依赖：用三级缓存提前暴露未完成的Bean实例，打破递归阻塞。
示例代码（简化版）：
Map<String, Object> cacheMap = new HashMap<>();public Object getBean(Class<?> beanClass) { String beanName = beanClass.getSimpleName().toLowerCase(); if (cacheMap.containsKey(beanName)) { return cacheMap.get(beanName); } // 1. 创建原始对象 Object instance = beanClass.getDeclaredConstructor().newInstance(); cacheMap.put(beanName, instance); // 存入一级缓存（模拟三级缓存的提前暴露） // 2. 填充属性 for (Field field : beanClass.getDeclaredFields()) { field.setAccessible(true); Class<?> fieldClass = field.getType(); String fieldBeanName = fieldClass.getSimpleName().toLowerCase(); field.set(instance, cacheMap.containsKey(fieldBeanName) ? cacheMap.get(fieldBeanName) : getBean(fieldClass)); } return instance;}六、总结- Spring的解决方案：通过三级缓存提前暴露未完全初始化的Bean实例，支持单例作用域下的属性注入循环依赖。
- 设计思想：空间换时间，用缓存打破递归阻塞。
- 扩展思考：若需支持构造器注入的循环依赖，需引入更复杂的依赖关系分析（如改用Setter注入或重构代码结构）。
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