Java框架 —— Spring（循环依赖问题）

循环依赖

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 简单来说，就是多个bean之间相互依赖，最终形成闭环，极限情况，甚至可能出现自己依赖自己

@Component
public class A {
    // A中注入了B
	@Autowired
	private B b;
}
 
@Component
public class B {
    // B中也注入了A
	@Autowired
	private A a;
}

循环依赖发生的场景

1. 通过构造器注入循环依赖（无法解决）

当Bean通过构造器注入相互依赖时，Spring无法解决这种循环依赖，因为在构造器调用之前，Bean尚未创建，无法注入。

@Component
public class Person {
    public Person(User user) {}
}
 
@Component
public class User {
    public User(Person person){}
}

项目中如果出现此类代码，会抛出异常BeanCurrentlyInCreationException

Caused by: org.springframework.beans.factory.BeanCurrentlyInCreationException: Error creating bean with name 'a': Requested bean is currently in creation: Is there an unresolvable circular reference?
	at org.springframework.beans.factory.support.DefaultSingletonBeanRegistry.beforeSingletonCreation(DefaultSingletonBeanRegistry.java:339)
	at org.springframework.beans.factory.support.DefaultSingletonBeanRegistry.getSingleton(DefaultSingletonBeanRegistry.java:215)
	at org.springframework.beans.factory.support.AbstractBeanFactory.doGetBean(AbstractBeanFactory.java:318)
	at org.springframework.beans.factory.support.AbstractBeanFactory.getBean(AbstractBeanFactory.java:199)

2. 通过属性注入循环依赖（可以解决）

通过字段（field）或setter方法注入依赖时，Spring可以通过三级缓存来解决循环依赖问题。

@Component
public class User {
    @Autowired
    Person person;
}
@Component
public class Person {
    @Autowired
    User user;
}

项目可以正常运行

3. 多例Bean的属性注入循环依赖（无法解决）

对于多例（prototype）作用域的Bean，Spring默认不会在启动时初始化，而是在使用时才初始化，因此可能不会立即出现循环依赖问题，但在实际使用中可能会遇到。

@Scope(ConfigurableBeanFactory.SCOPE_PROTOTYPE)
@Component
public class User {
    @Autowired
    Person person;
}
@Scope(ConfigurableBeanFactory.SCOPE_PROTOTYPE)
@Component
public class Person {
    @Autowired
    User user;
}

项目启动时，不会立即抛异常，因为多例的只有在被调用时，才会进行初始化，当被调用时就会抛异常

org.springframework.beans.factory.UnsatisfiedDependencyException: Error creating bean with name 'mytest.TestSpringBean': Unsatisfied dependency expressed through field 'a'; nested exception is org.springframework.beans.factory.UnsatisfiedDependencyException: Error creating bean with name 'a': Unsatisfied dependency expressed through field 'b'; nested exception is org.springframework.beans.factory.UnsatisfiedDependencyException: Error creating bean with name 'b': Unsatisfied dependency expressed through field 'a'; nested exception is org.springframework.beans.factory.BeanCurrentlyInCreationException: Error creating bean with name 'a': Requested bean is currently in creation: Is there an unresolvable circular reference?
	at org.springframework.beans.factory.annotation.AutowiredAnnotationBeanPostProcessor$AutowiredFieldElement.inject(AutowiredAnnotationBeanPostProcessor.java:596)
	at org.springframework.beans.factory.annotation.InjectionMetadata.inject(InjectionMetadata.java:90)
	at org.springframework.beans.factory.annotation.AutowiredAnnotationBeanPostProcessor.postProcessProperties(AutowiredAnnotationBeanPostProcessor.java:374)

Spring容器的三级缓存

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• 一级缓存：存放完全初始化，且属性赋值完毕的Bean，可以直接使用

• 二级缓存：存放早期Bean的引用，即已实例化但是未装配属性的Bean

• 三级缓存：存放Bean工厂，即实例化Bean的工厂对象，用于解决循环依赖中Bean属性未完全装配的问题

解决循环依赖的步骤

 Spring在实例化Bean时，会先创建一个空的Bean对象，并将其放入三级缓存中，Spring开始对Bean进行属性赋值，如果发现循环依赖，会通过工厂方法提前暴露一个原始的Bean实例，并将其放入二级缓存，这样，当其他Bean引用该Bean时，可以使用这个原始实例，避免了循环依赖

简单的循环依赖（没有AOP）

结合了AOP的循环依赖

对A进行了AOP代理的话，此时getEarlyBeanReference将返回一个代理后的对象，而不是实例化阶段创建的对象

 三级缓存为什么要使用工厂而不是直接使用引用？换而言之，为什么需要这个三级缓存，直接通过二级缓存暴露一个引用不行吗？

答：这个工厂的目的在于延迟对实例化阶段生成的对象的代理，只有真正发生循环依赖的时候，才去提前生成代理对象，否则只会创建一个工厂并将其放入到三级缓存中，但是不会去通过这个工厂去真正创建对象

总结

Spring 如何解决循环依赖

 Spring通过三级缓存去解决，一级缓存为单例池（singletonObjects），二级缓存为早期曝光对象（earlySingletonObjects），三级缓存为早期曝光对象工厂（singletonFactories）。

 当A、B两个类发生循环依赖时，在A完成实例化后，就使用实例化后的对象创建一个对象工厂，并添加到三级缓存中，如果A被AOP代理，那么通过这个工厂获取到的是A代理后的对象；如果A没有被AOP代理，那么这个工厂获取到的就是A的实例化对象。

 当A进行属性注入时，会去创建B，同时B又依赖于A，所以创建B的同时又会调用getBean(a)来获取需要的依赖，此时getBean(a)会从缓存中获取：第一步，先获取三级缓存中的工厂；第二步，调用对象工厂的getObject方法来获取对应对象，得到这个对象后，将其注入到B中，然后B走完它的生命周期，当B创建完后，会将B再注入到A中，此时，A在完成它的生命周期。至此，循环依赖结束

为什么要使用三级缓存呢？二级缓存能解决循环依赖吗

 如果要使用二级缓存解决循环依赖，意味着所有Bean在实例化后就要完成AOP代理，这样违背了Spring设计的原则，Spring在设计之初就是通过AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator这个后置处理器来在Bean生命周期的最后一步来完成AOP代理，而不是在实例化后就立马进行AOP代理。

参考文章：面试必杀技，讲一讲Spring中的循环依赖