Spring 源码分析 - Spring Bean的循环依赖以及其解决方式 - 《Java 相关框架学习笔记》

字段注入(注入单例)
多实例注入(Prototype)
构造器注入

在日常的开发中，会不可避免的遇到Bean之间循环依赖的。所谓的循环依赖，就是两个或者两个以上的Bean互相持有对方，这样在程序运行调用中，会出现这种循环依赖的现象，假设是两个Service，当程序调用ServiceA时，ServiceA中依赖ServiceB，在ServiceB中又依赖了ServiceA，这样就形成了循环依赖，如下图：

如果系统中出现循环依赖，一方面也说明了你的项目架构出现了问题，应当首先从系统的角度出发，而不是从Spring的循环依赖解决出发!!!

Spring 提供了字段注入和构造器注入的方式来注入依赖。在出现循环依赖的情况下，不同的注入方式可能会出现不同的结果，因为Spring底层有个三级缓存的方式可以解决循环依赖的情况，所以在字段注入的情况是可以自己解决，其他情况则不同。

字段注入(注入单例)

首先定义ServiceA和ServiceB，然后在配置类中注入ServiceA和ServiceB, 并尝试调用ServiceA的print方法

public class ServiceA {
  @Autowired
  private ServiceB serviceB;
  public void print() {
    System.out.println(this);
    serviceB.print();
  }
}
public class ServiceB {
  @Autowired
  private ServiceA serviceA;
  public void print() {
    System.out.println(this);
  }
}

注入IOC容器中添加Serice，然后在main方法中获取ServiceA的实例，查看注入的数据

@Configuration
public class MainConfigOfBeanRecycle {
  @Bean
  public ServiceA serviceA(){
    return new ServiceA();
  }
  @Bean
  public ServiceB serviceB(){
    return new ServiceB();
  }
  public static void main(String[] args) {
    AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(MainConfigOfBeanRecycle.class);
    ServiceA bean = context.getBean(ServiceA.class);
    bean.print();
  }
}

可以观察到输出结果，并没有出现循环依赖的问题:

com.zhoutao123.spring.bean.ServiceA@1dd92fe2
com.zhoutao123.spring.bean.ServiceB@6b53e23f

多实例注入(Prototype)

修改上面的ServiceA & ServiceB 添加@Scope("prototype") 注解，标识非单例模式，尝试启动，发现报错,抛出异常 BeanCurrentlyInCreationException

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

构造器注入

将ServiceA和ServiceB 修改为构造注入的方式，再次尝试启动IOC容器，观察结果

@Component
public class ServiceA {
  private ServiceB serviceB;
  // 构造方式注入ServiceB
  public ServiceA(ServiceB serviceB) {
    this.serviceB = serviceB;
  }
}
@Component
public class ServiceB {
  private  ServiceA serviceA;
  public ServiceB(ServiceA serviceA) {
    this.serviceA = serviceA;
  }
}

启动IOC容器，发现仍然报循环应用的错误，异常为 BeanCurrentlyInCreationException

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

在SpringBoot中尝试实现则发现出现了更详细的循环依赖图 ``` Description:

The dependencies of some of the beans in the application context form a cycle:

┌─────┐ | serviceA defined in file [/Users/zhoutao/workspace/MyGithub/SpringBoot/build/classes/java/main/com/zhoutao123/spring/springboot/service/ServiceA.class] ↑ ↓ | serviceB defined in file [/Users/zhoutao/workspace/MyGithub/SpringBoot/build/classes/java/main/com/zhoutao123/spring/springboot/service/ServiceB.class] └─────┘


<a name="CHdWS"></a>
## 现象说明
在上面的三个实例中，构造注入和Prototype的两种方式出现循环依赖的问题，字段注入的方式没有出现循环依赖的情况，这说明Spring是可以解决单例模式下的字段注入的循环依赖的、
<a name="jiuM7"></a>
## 三级缓存
Spring内部常见Bean的时候会创建缓存，共计有三个缓存，我们称之为三级缓存的方式，其定义如下:
```java
    /** 单实例Bean ,Key 是Bean的名称，Value是Bean的实例*/
    private final Map<String, Object> singletonObjects = new ConcurrentHashMap<>(256);
    /** 缓存Bean的Factory     ,Key 是Bean的名称，Value是Bean的工厂实例 */
    private final Map<String, ObjectFactory<?>> singletonFactories = new HashMap<>(16);
    /** 缓存早期的Bean，早期的Bean指的是不完美的Bean，属性设置未完成的Bean */
    private final Map<String, Object> earlySingletonObjects = new HashMap<>(16);

其解决循环依赖的流程如下

在 finishBeanFactoryInitialization 方法中开始通过反射的方式创建 ServiceA，并标记A正在创建中，保存在二级缓存 earlySingletonObjects`
之后开始设置ServiceA的属性，发现ServiceA依赖于ServiceB，开始从缓存singletonObjects中获取ServiceB，发现ServiceB没有被创建，并未在一级缓存和二级缓存中发现ServiceB，所以从singletonFactories中创建SerIversonB，创建完成后，将ServiceB保存到二级缓存earlySingletonObjects中
开始尝试为ServiceB设置属性，发现依赖ServiceA，尝试从一级缓存singletonObjects缓存中查找ServiceA，未发现，再次从二级缓存 earlySingletonObjects中获取，发现ServiceA的引用，设置到ServiceB的属性上，ServiceB创建完成之后，转换移一级缓存singletonObjects中，返回ServiceB的引用
ServiceB创建完成并返回引用后后，ServiceB单例被保存在一级缓存singletonObjects缓存中，最后为ServiceA设置字段属性就可以找到ServiceB的引用，设置属性并转移到一级缓存中