Spring源码之循环依赖之三级缓存详解

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什么是循环依赖

循环依赖指的是对象之间出现相互依赖的情况，通常是两个或多个对象互相持有对方的引用，从而导致它们之间出现循环依赖的问题。在Spring框架中，循环依赖的问题通常在bean的创建过程中出现。

三级缓存解决循环依赖问题

Spring框架为了解决bean之间的循环依赖问题，设计了三级缓存机制，其中包含singletonObjects、earlySingletonObjects和singletonFactories三个缓存：

• singletonObjects缓存是最终保存已经构造完成的bean的缓存，用于存储所有的单例bean实例。
• earlySingletonObjects缓存是正在创建或已经创建完成但是没有完成其他bean之间注入的bean的缓存，它保存的是还未完全创建完成的实例，即在bean实例化过程中就已经被加入earlySingletonObjects缓存中，它们是被Spring容器创建过的但是还未完全实例化完毕，不能被其他的bean注入。
• singletonFactories缓存是用于存储创建中的bean工厂的，它主要保存的是一些提供beanObjectFactory方便其他bean属性注入、实例化时需要的函数来创建bean的缓存对象。

这三个缓存之间共同协作，优先依次检查earlySingletonObjects、singletonFactories和singletonObjects三个缓存，建立和获取bean，直到最终创建完成。

Spring循环依赖解决机制的详细过程

当我们向Spring容器中添加一个bean时，Spring容器会首先检查singletonObjects缓存是否存在该bean，若存在，则直接返回缓存中的bean，否则，则继续检查earlySingletonObjects缓存是否存在该bean。

若earlySingletonObjects缓存中没有该bean，则继续检查singletonFactories缓存是否存在该bean。若存在，则依据singletonFactories实例化并初始化bean，并将新的bean实例放到earlySingletonObjects缓存中。

若earlySingletonObjects缓存中存在该bean，则说明当前bean正在创建过程中且已经存在循环依赖，那么将会返回早期的bean实例，并根据链表追加属性。

若singletonFactories缓存中没有该bean，则说明bean还没有被创建。此时Spring会继续实例化并初始化该bean，并将生成的bean实例放到earlySingletonObjects缓存中，同时生成该bean对应的beanFactory方法工厂。在初始化期间，生成bean的属性时会走子属性，如果子属性是一个已经创建完成的单例实例，那么就会使用singletonObjects中的实例。最后，Spring会将生成的bean实例放到singletonObjects缓存中，从而成功解决了循环依赖的问题。

示例说明

为了更好地理解Spring的三级缓存机制，假设我们有两个依赖关系为b -> a，即b依赖于a的bean。 模拟过程如下：

1. Spring容器从singletonObjects缓存中查找b的实例。因为它还没有创建，因此singletonObjects缓存没有查找到b的实例。
2. Spring容器继续从earlySingletonObjects查找b的实例。earlySingletonObjects缓存中没有b实例。
3. Spring容器从singletonFactories查找b的beanFactory。找到了对应的beanFactory，使用beanFactory创建b实例，并将b的实例放入到earlySingletonObjects缓存中。
4. Spring容器创建a实例时，需要使用b实例作为依赖注入的属性，而此时b的实例还没有完全初始化，因此Spring容器会返回一个b的代理对象。
5. Spring容器继续创建b实例，发现b依赖于a的bean，因此需要从singletonObjects中获取a的实例。
6. 但是此时a的实例还没有完全初始化，因此Spring容器会返回a的代理对象。
7. Spring容器继续初始化a实例，并将最终的a实例放入到singletonObjects缓存中。
8. Spring容器接着初始化b实例，将最终的b实例放入到singletonObjects缓存中并完成b实例化。

在这个示例中，a实例是首先被初始化的，而b实例是在a完成初始化后才被初始化的，通过三级缓存机制确保了b的代理对象能够顺利地依赖于a。这就是Spring框架解决循环依赖的机制。