Spring为何需要三级缓存解决循环依赖详解

Spring框架是一款高度可扩展的Java框架，它为我们提供了很多便捷的功能和基础设施。其中，循环依赖是Spring应用中一个常见的问题。在这种情况下，两个或多个bean之间形成了一个循环依赖，这使得Spring容器无法正确地装配bean。为了解决这个问题，Spring框架采用了三级缓存的解决方案。

什么是循环依赖

Spring中的循环依赖是指两个或多个bean之间相互依赖，形成一个循环依赖关系。一般情况下，循环依赖是由于构造函数注入或Setter注入中引起的。举个例子，类A依赖类B，B依赖类A，在这种情况下，Spring容器会循环地在A和B之间进行依赖处理，从而导致Spring应用程序的无限循环。

解决循环依赖的方案

为了解决这个问题，Spring框架提供了一个三级缓存（三级缓存指singletonObjects、earlySingletonObjects、singletonFactories）的解决方案。下面详细讲解这个方案的实现。

第一级缓存：singletonObjects

第一级缓存是singletonObjects缓存，它存储单例bean的实例对象。当创建一个bean实例时，Spring会首先检查singletonObjects缓存中是否存在该bean的实例对象。如果没有找到该bean的实例对象，Spring会创建一个新的实例对象，并将它加入到singletonObjects缓存中，以便后续使用。如果找到该bean实例对象，则直接从singletonObjects缓存中返回该实例对象。

第二级缓存：earlySingletonObjects

第二级缓存是earlySingletonObjects缓存，它存储bean的早期实例对象。在创建一个bean实例时，Spring会先创建一个早期实例对象，并将其加入到earlySingletonObjects缓存中。然后继续创建依赖于该bean的其他bean。当所有依赖于该bean的其他bean都创建完成后，Spring会完成该bean实例的创建，然后将它从earlySingletonObjects缓存中移除，并将其加入到singletonObjects缓存中。需要注意的是，earlySingletonObjects缓存可以避免循环依赖的问题，但是在实例化单例bean时，bean的实例状态可能不完整。

第三级缓存：singletonFactories

第三级缓存是singletonFactories缓存，它是一个缓存bean的创建工厂。在典型的情况下，Spring框架在创建bean时，会优先检查singletonObjects缓存中是否存在该bean实例，并在earlySingletonObjects缓存中处理循环依赖。如果没有找到该bean实例对象并且earlySingletonObjects缓存中也不存在早期实例对象，则Spring会尝试使用singletonFactories缓存来创建该bean实例。

两个案例说明

案例一：构造函数注入

下面的代码中，我们定义了两个类A和B，它们之间形成了循环依赖关系。

class A {
    private B b;

    public A(B b) {
        this.b = b;
    }
}

class B {
    private A a;

    public B(A a) {
        this.a = a;
    }
}

在这种情况下，如果我们使用构造函数注入来初始化bean，则会出现循环依赖的问题。为了解决这个问题，我们可以采用三级缓存的解决方案，将依赖关系转换为Setter注入。

案例二：Setter注入

下面的代码中，我们定义了两个类A和B，它们之间形成了循环依赖关系。

class A {
    private B b;

    public void setB(B b) {
        this.b = b;
    }
}

class B {
    private A a;

    public void setA(A a) {
        this.a = a;
    }
}

在这种情况下，我们可以使用Setter注入来初始化bean，并且可以避免循环依赖的问题。在使用Setter注入时，Spring框架会通过三级缓存的解决方案来解决循环依赖问题。