Java面试题：Spring中的循环依赖，给程序员带来的心理阴影

循环依赖通常发生在两个或多个Spring Bean之间，它们通过构造器、字段(使用@Autowired)或setter方法相互依赖，从而形成一个闭环。下面是一个使用字段注入(即使用@Autowired)导致的循环依赖的示例：

 

示例代码： 

假设我们有两个类，ClassA 和 ClassB，它们相互依赖：

public class ClassA {  

    @Autowired  
    private ClassB classB;  

    // ... 其他代码 ...  
}  

@Component  
public class ClassB {  

    @Autowired  
    private ClassA classA;  

    // ... 其他代码 ...  
}

在上面的示例中，ClassA 依赖 ClassB，而 ClassB 又依赖 ClassA。当Spring容器启动时，它会尝试为这两个类创建bean的实例。但是，由于它们之间的循环依赖，这会导致问题。

问题说明： 

当Spring容器创建ClassA的bean时，它会发现ClassA依赖于ClassB，所以它会尝试创建ClassB的bean。当Spring容器创建ClassB的bean时，它又会发现ClassB依赖于ClassA，但此时ClassA的bean还没有被完全初始化(因为它正在等待ClassB的bean)，这就形成了一个死循环。

 

那么Spring是如何解决这种循环依赖问题的？

 

三级缓存机制：

Spring容器在创建bean的过程中，会维护三个缓存，分别是：singletonObjects(一级缓存)、earlySingletonObjects(二级缓存)和singletonFactories(三级缓存)。

当Spring容器开始实例化一个bean时，会先将其ObjectFactory(对象工厂)放入三级缓存中。如果在实例化过程中需要注入其他bean，并且这个bean也正在实例化中，Spring会先从一级缓存中查找该bean的实例。如果没有找到，会到二级缓存中查找。如果二级缓存中也没有，那么会到三级缓存中查找ObjectFactory，并调用ObjectFactory的getObject方法来获取bean的实例。

当获取到bean的实例后，会将其放入二级缓存中，并从三级缓存中移除ObjectFactory。

当bean的实例化过程完成后，会将其放入一级缓存中。

通过这种方式，Spring可以在bean的实例化过程中解决循环依赖问题。

 

@Lazy注解：

在Spring中，可以使用@Lazy注解来延迟bean的初始化。当一个bean被标记为@Lazy时，Spring容器在启动时不会立即实例化它，而是在第一次被使用时才进行实例化。

通过将循环依赖的bean声明为懒加载，可以延迟它们的初始化过程，从而避免在容器启动时发生循环依赖问题。

需要注意的是，@Lazy注解只能用于单例作用域的bean，并且要求依赖项必须是接口类型。

 

以下是使用@Lazy注解来解决循环依赖的示例代码：

@Component  
public class ClassA {  

    private final ClassB classB;  

    // 使用@Autowired和@Lazy注解来延迟ClassB的注入  
    @Autowired  
    public ClassA(@Lazy ClassB classB) {  
        this.classB = classB;  
    }  

    // ... 其他代码 ...  
}  

@Component  
public class ClassB {  

    private final ClassA classA;  

    // 使用@Autowired和@Lazy注解来延迟ClassA的注入  
    @Autowired  
    public ClassB(@Lazy ClassA classA) {  
        this.classA = classA;  
    }  

    // ... 其他代码 ...  
}

在上面的示例中，@Lazy注解被用于ClassA和ClassB的构造器参数上，以延迟它们之间的依赖注入。这意味着在创建ClassA时，它不会立即尝试去初始化ClassB，而是会得到一个代理对象。同样，在创建ClassB时，它也不会立即初始化ClassA。

 

避免构造器循环依赖：

在Spring中，构造器循环依赖是无法解决的，因为构造器在实例化bean的过程中被调用，如果两个bean相互依赖对方的构造器，那么就会形成死锁。

因此，在设计bean的依赖关系时，应该尽量避免使用构造器注入来创建循环依赖。可以使用setter注入或字段注入来代替构造器注入。

 

下面是一个构造器循环依赖的错误代码示例：

@Component  
public class ClassA {  

    private final ClassB classB;  

    // 通过构造器注入ClassB，形成循环依赖  
    @Autowired  
    public ClassA(ClassB classB) {  
        this.classB = classB;  
    }  

    // ... 其他代码 ...  
}  

@Component  
public class ClassB {  

    private final ClassA classA;  

    // 通过构造器注入ClassA，与ClassA形成循环依赖  
    @Autowired  
    public ClassB(ClassA classA) {  
        this.classA = classA;  
    }  

    // ... 其他代码 ...  
}

在上面的示例中，ClassA和ClassB各自在构造函数中依赖于对方，这就形成了构造器循环依赖。

 

当Spring容器尝试创建这两个bean的实例时，会遇到问题： 

• Spring首先尝试创建ClassA的实例，并发现它需要ClassB的实例。 

• 然后，Spring尝试创建ClassB的实例，但发现它需要ClassA的实例。 

• 由于ClassA的实例正在等待ClassB的实例，而ClassB的实例又正在等待ClassA的实例，这导致了一个死循环，无法继续创建bean的实例。

 

综上所述，Spring通过三级缓存机制、@Lazy注解以及避免构造器循环依赖等方式来解决循环依赖问题。这些机制使得Spring容器能够更加灵活地处理bean之间的依赖关系，提高系统的可维护性和可扩展性。