Spring 是如何解决循环依赖的？

2024-09-21 00:58:26

前言

相信很多小伙伴在工作中都会遇到循环依赖，不过大多数它是这样显示的：

还会提示这么一句：

Requested bean is currently in creation: Is there an unresolvable circular reference?

老铁！这就是发生循环依赖了！

当然这里是一个异常情况。

在我的一篇文章中介绍如何避免 Spring 自调用事务失效，其中网友给建议，说可以在类中注入自身，然后调用，而注入自身的过程也是循环依赖的处理过程。

下面就一起看一看，什么是循环依赖，以及 Spring 是如何解决循环依赖的？

什么是循环依赖

Dependency Resolution Process

Spring IoC 容器会在运行时检测到构造函数注入循环引用，并抛出 BeanCurrentlyInCreationException。

所以要避免构造函数注入，可以使用 setter 注入替代。

根据官方文档说明，Spring 会自动解决基于 setter 注入的循环依赖。

当然在咱们工作中现在都使用 @Autowired 注解来注入属性。

PS: @Autowired 是通过反射进行赋值。

这里从我们最经常使用的场景切入，看 Spring 是如何解决循环依赖的？

代码

@Service

public class CircularServiceA {

    @Autowired

    private CircularServiceB circularServiceB;

}

@Service

public class CircularServiceB {

    @Autowired

    private CircularServiceC circularServiceC;

}

@Service

public class CircularServiceC {

    @Autowired

    private CircularServiceA circularServiceA;

}

这里有 A、B、C 三个类，可以看到发生了循环依赖：

但是即使发生了循环依赖，我们依然可以启动 OK，使用并没有任何影响。

Spring 是如何解决循环依赖的

在 Spring 单例 Bean 的创建中介绍介绍了使用三级缓存。

singletonObjects：一级缓存，存储单例对象，Bean 已经实例化，初始化完成。

earlySingletonObjects：二级缓存，存储 singletonObject，这个 Bean 实例化了，还没有初始化。

singletonFactories：三级缓存，存储 singletonFactory。

当然，这里看着比较长，可以简化一下：

通过 Debug 来说明生成过程

从 preInstantiateSingletons 方法开始：

添加断点 beanName.equals("circularServiceA")

启动Debug：

会从缓存中获取单例 Bean

这里很显然获取不到，继续执行，创建单例实例

发现是单例再次获取

这里还会从一级缓存获取一次 circularServiceA ，没有获取到，将 circularServiceA 添加到在创建的池子里面（singletonsCurrentlyInCreation 是一个 set 集合）。

然后会调用工厂方法 createBean(beanName, mbd, args) 创建对象。

在 createBean 中去实例化 Bean 。

判断是否是循环引用，是的话需要添加到三级缓存中。

circularServiceA 不在一级缓存中，则将 circularServiceA 的 singletonFactory 添加到三级缓存（singletonFactories）中，同时从二级缓存中移除。

到这一步为止，circularServiceA 已经在三级缓存中了。

开始对 Bean 的属性进行赋值。

在 populateBean 方法中执行到

PropertyValues pvsToUse = bp.postProcessProperties(pvs, bw.getWrappedInstance(), beanName);

就会对属性进行赋值

在 injet 方法中，回去解决相关依赖。

继续 Debug ，发现解决依赖，最后发现其实又调用回 beanFactory.getBean(beanName);

不过这次创建的是 circularServiceB。

下面是调用链：

circularServiceB 的过程和 circularServiceA 的一样，也是创建了三级缓存，然后去创建 circularServiceC

这时候三级缓存里面有它们三个的 singletonFactory 。

circularServiceC 也调用到 doGetBean 方法去获取 circularServiceA

不过这次调用到 Object sharedInstance = getSingleton(beanName); 的时候, circularServiceA 已经存在了。

这次调用虽然没有从一级缓存（singletonObjects）中获取到 circularServiceA，但是 circularServiceA 在创建中，所以进入判断

在这里执行完之后， circularServiceA 从三级缓存升级到二级缓存

使用反射对 circularServiceC 中的 circularServiceA 进行赋值，此时 circularServiceA 是在二级缓存中。

那就比较好奇了，这时候 circularServiceC 里面的 circularServiceA 已经通过反射赋值，这个赋值给的是什么值？

查看代码：

这块是从三级缓存（singletonFactories）中获取的 singletonObject，然后调用

singletonObject = singletonFactory.getObject();

获取的一个对象

这里获取到的是 circularServiceA 的引用，注意 circularServiceA 这时候还没创建完成，只是引用。所以这里赋值的是 circularServiceA 的引用。

到这里 circularServiceC 就创建完了。

然后会将 C 添加到一级缓存和已注册列表中，同时从二级三级缓存中删除 C。

继续执行 B 和 A 的属性赋值以及后续的初始化流程。

至此，循环依赖解决完毕。

总结

Spring 使用三级缓存来解决循环依赖的问题，三级缓存分别是：

singletonObjects： 一级缓存，存储单例对象，Bean 已经实例化，初始化完成。
earlySingletonObjects： 二级缓存，存储 singletonObject，这个 Bean 实例化了，还没有初始化。
singletonFactories： 三级缓存，存储 singletonFactory。

本文也通过 Debug 来验证了使用三级缓存解决依赖的过程。

不过还有一些问题没有说明：

循环依赖和代理之间的关系是什么？比如 @Transactional 和 @Async 注解会对循环依赖产生什么影响？
为什么要用三级缓存？二级缓存不可以么？

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