循环依赖
Spring 中的循环依赖处理
环依赖其实就是循环引用，也就是两个或则两个以上的 bean 互相持有对方，最终形成闭环。比如 A 依赖于 B，B 依赖于 C，C 又依赖于 A。如下图：
注意，这里不是函数的循环调用，是对象的相互依赖关系。循环调用其实就是一个死循环，除非有终结条件。检测循环依赖相对比较容易，Bean 在创建的时候可以给该 Bean 打标，如果递归调用回来发现正在创建中的话，即说明了循环依赖了。
@Override
public Object getBean(String name) throws Exception {
//查找对象是否已经实例化过
Object bean = beanMap.get(name);
if (bean != null) {
return bean;
}
Object earlyBean = earlySingletonObjects.get(name);
if (earlyBean != null) {
System.out.println("循环依赖，提前返回尚未加载完成的bean:" + name);
return earlyBean;
}
//如果没有实例化，那就需要调用createBean来创建对象
BeanDefinition beanDefinition = beanDefineMap.get(name);
bean = createBean(beanDefinition);
if (bean != null) {
earlySingletonObjects.put(name, bean);
//对象创建成功以后，注入对象需要的参数
populatebean(bean, beanDefinition);
//再吧对象存入Map中方便下次使用。
beanMap.put(name, bean);
//从早期单例Map中移除
earlySingletonObjects.remove(name);
}
//结束返回
return bean;
}
Spring 的单例对象的初始化主要分为三步：
（1）createBeanInstance：实例化，其实也就是调用对象的构造方法实例化对象
（2）populateBean：填充属性，这一步主要是多 bean 的依赖属性进行填充
（3）initializeBean：调用 spring xml 中的 init 方法。
那么我们要解决循环引用也应该从初始化过程着手，对于单例来说，在 Spring 容器整个生命周期内，有且只有一个对象，所以很容易想到这个对象应该存在 Cache 中，Spring 为了解决单例的循环依赖问题，使用了三级缓存。
首先我们看源码，三级缓存主要指：
/** Cache of singleton objects: bean name --> bean instance */
private final Map<String, Object> singletonObjects = new ConcurrentHashMap<String, Object>(256);
/** Cache of singleton factories: bean name --> ObjectFactory */
private final Map<String, ObjectFactory<?>> singletonFactories = new HashMap<String, ObjectFactory<?>>(16);
/** Cache of early singleton objects: bean name --> bean instance */
private final Map<String, Object> earlySingletonObjects = new HashMap<String, Object>(16);
我们在创建 bean 的时候，首先想到的是从 cache 中获取这个单例的 bean，这个缓存就是 singletonObjects。主要调用方法就就是：
protected Object getSingleton(String beanName, boolean allowEarlyReference) {
Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
if (singletonObject == null && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
synchronized (this.singletonObjects) {
singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName);
if (singletonObject == null && allowEarlyReference) {
ObjectFactory<?> singletonFactory = this.singletonFactories.get(beanName);
if (singletonFactory != null) {
singletonObject = singletonFactory.getObject();
this.earlySingletonObjects.put(beanName, singletonObject);
this.singletonFactories.remove(beanName);
}
}
}
}
return (singletonObject != NULL_OBJECT ? singletonObject : null);
}
-
isSingletonCurrentlyInCreation()判断当前单例 bean 是否正在创建中，也就是没有初始化完成(比如 A 的构造器依赖了 B 对象所以得先去创建 B 对象，或则在 A 的 populateBean 过程中依赖了 B 对象，得先去创建 B 对象，这时的 A 就是处于创建中的状态。)
-
allowEarlyReference 是否允许从 singletonFactories 中通过 getObject 拿到对象
分析 getSingleton()的整个过程，Spring 首先从一级缓存 singletonObjects 中获取。如果获取不到，并且对象正在创建中，就再从二级缓存 earlySingletonObjects 中获取。如果还是获取不到且允许 singletonFactories 通过 getObject()获取，就从三级缓存 singletonFactory.getObject()(三级缓存)获取，如果获取到了则：
this.earlySingletonObjects.put(beanName, singletonObject);
this.singletonFactories.remove(beanName);
从 singletonFactories 中移除，并放入 earlySingletonObjects 中。其实也就是从三级缓存移动到了二级缓存。
从上面三级缓存的分析，我们可以知道，Spring 解决循环依赖的诀窍就在于 singletonFactories 这个三级 cache。这个 cache 的类型是 ObjectFactory，定义如下：
public interface ObjectFactory<T> {
T getObject() throws BeansException;
}
这个接口在下面被引用
protected void addSingletonFactory(String beanName, ObjectFactory<?> singletonFactory) {
Assert.notNull(singletonFactory, "Singleton factory must not be null");
synchronized (this.singletonObjects) {
if (!this.singletonObjects.containsKey(beanName)) {
this.singletonFactories.put(beanName, singletonFactory);
this.earlySingletonObjects.remove(beanName);
this.registeredSingletons.add(beanName);
}
}
}
这里就是解决循环依赖的关键，这段代码发生在 createBeanInstance 之后，也就是说单例对象此时已经被创建出来(调用了构造器)。这个对象已经被生产出来了，虽然还不完美（还没有进行初始化的第二步和第三步），但是已经能被人认出来了（根据对象引用能定位到堆中的对象）。
让我们来分析一下“A 的某个 field 或者 setter 依赖了 B 的实例对象，同时 B 的某个 field 或者 setter 依赖了 A 的实例对象”这种循环依赖的情况。A 首先完成了初始化的第一步，并且将自己提前曝光到 singletonFactories 中，此时进行初始化的第二步，发现自己依赖对象 B，此时就尝试去 get(B)，发现 B 还没有被 create，所以走 create 流程，B 在初始化第一步的时候发现自己依赖了对象 A，于是尝试 get(A)，尝试一级缓存 singletonObjects(肯定没有，因为 A 还没初始化完全)，尝试二级缓存 earlySingletonObjects（也没有），尝试三级缓存 singletonFactories，由于 A 通过 ObjectFactory 将自己提前曝光了，所以 B 能够通过 ObjectFactory.getObject 拿到 A 对象(虽然 A 还没有初始化完全，但是总比没有好呀)，B 拿到 A 对象后顺利完成了初始化阶段 1、2、3，完全初始化之后将自己放入到一级缓存 singletonObjects 中。此时返回 A 中，A 此时能拿到 B 的对象顺利完成自己的初始化阶段 2、3，最终 A 也完成了初始化，进去了一级缓存 singletonObjects 中，而且更加幸运的是，由于 B 拿到了 A 的对象引用，所以 B 现在 hold 住的 A 对象完成了初始化。