Spring循环依赖源码解析

所谓的循环依赖是指，A 依赖 B，B 又依赖 A，它们之间形成了循环依赖。

Spring通过三级缓存的方式来解决循环依赖的问题。DefaultSingletonBeanRegistry类中的三个缓存变量

private final Map singletonObjects = new ConcurrentHashMap<>(256);


private final Map> singletonFactories = new HashMap<>(16);


private final Map earlySingletonObjects = new HashMap<>(16);

Spring通过AbstractBeanFactory#doGetBean来获取Bean对象

protected  T doGetBean(final String name, @Nullable final Class requiredType,
      @Nullable final Object[] args, boolean typeCheckOnly) throws BeansException {

   ...
   //尝试去缓存中获取对象:一级>二级>三级
   Object sharedInstance = getSingleton(beanName);
   ...
         //创建单例bean
         if (mbd.isSingleton()) {
            //此处getSingleton不同于上面的getSingleton方法：
            //前面的getSingleton主要是从缓存中获取对象，如果有直接返回；
            //后面的getSingleton是把Bean标记成正在创建，作为循环依赖的出口
            sharedInstance = getSingleton(beanName, () -> {
               try {
                  //进入创建bean的逻辑
                  return createBean(beanName, mbd, args);
               }
         ...
   return (T) bean;     
}

通过AbstractBeanFactory#getSingleton方法，最终会调用DefaultSingletonBeanRegistry#getSingleton

@Nullable
protected Object getSingleton(String beanName, boolean allowEarlyReference) {
   //先从一级缓存中获取
   //第一次进来的时候还获取不到
   Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
   //一级缓存中没有获取到并且该bean处于正在创建阶段
   //第一次进该方法也不是处于正在创建阶段，所以不会走该分支
   if (singletonObject == null && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
      synchronized (this.singletonObjects) {
         //尝试去二级缓存中获取对象(二级缓存中的对象是一个早期对象)
         //早期对象:就是bean刚刚调用了构造方法，还来不及给bean的属性进行赋值的对象
         singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName);
         //二级缓存中也没有获取到对象,且allowEarlyReference为true
         if (singletonObject == null && allowEarlyReference) {
            //直接从三级缓存中获取ObjectFactory对象
            //在ioc后期的过程中,当bean调用了构造方法的时候,把早期对象包裹成一个ObjectFactory暴露到三级缓存中
            ObjectFactory singletonFactory = this.singletonFactories.get(beanName);
            //从三级缓存中获取到对象
            if (singletonFactory != null) {
               
               singletonObject = singletonFactory.getObject();
               //把早期对象放在二级缓存
               this.earlySingletonObjects.put(beanName, singletonObject);
               //ObjectFactory包装对象从三级缓存中删除掉
               this.singletonFactories.remove(beanName);
            }
         }
      }
   }
   return singletonObject;
}

因为第一次去缓存中获取不到对象，所以还会走下面的createBean–>doCreateBean逻辑。

在createBean之前通过另一个getSingleton方法把Bean标记成正在创建，作为循环依赖的出口：

  //DefaultSingletonBeanRegistry
	public Object getSingleton(String beanName, ObjectFactory singletonFactory) {
     ...
           //标记当前的bean正在被创建
           beforeSingletonCreation(beanName);
           ...
							// 通过钩子方法回去调用createBean()方法
              singletonObject = singletonFactory.getObject();
    					...
              //加入缓存中
							addSingleton(beanName, singletonObject);  
  }

	protected void beforeSingletonCreation(String beanName) {
    //标记当前的bean正在被创建
		if (!this.inCreationCheckExclusions.contains(beanName) && !this.singletonsCurrentlyInCreation.add(beanName)) {
			throw new BeanCurrentlyInCreationException(beanName);
		}
	}

	protected void addSingleton(String beanName, Object singletonObject) {
		synchronized (this.singletonObjects) {
			//加入到单例缓存池中
			this.singletonObjects.put(beanName, singletonObject);
			//从三级缓存中移除(针对的不是处理循环依赖的)
			this.singletonFactories.remove(beanName);
			//从二级缓存中移除(循环依赖的时候 早期对象存在于二级缓存)
			this.earlySingletonObjects.remove(beanName);
			//用来记录保存已经处理的bean
			this.registeredSingletons.add(beanName);
		}
	}

AbstractAutowireCapableBeanFactory#doCreateBean

  protected Object doCreateBean(final String beanName, final RootBeanDefinition mbd, final @Nullable Object[] args)
        throws BeanCreationException {

     ...

     
     boolean earlySingletonExposure = (mbd.isSingleton() && this.allowCircularReferences &&
           isSingletonCurrentlyInCreation(beanName));
     //上述条件满足，允许中期暴露对象
     if (earlySingletonExposure) {
        ...
        //把早期对象包装成一个singletonFactory对象，该对象提供了一个getObject方法，该方法内部调用getEarlyBeanReference方法
        addSingletonFactory(beanName, () -> getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean));
     ...
        //属性赋值，解析属性时发现循环依赖，会再次调用getBean方法
				populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);
				//对象初始化
				exposedObject = initializeBean(beanName, exposedObject, mbd);
     ...
   if (earlySingletonExposure) {
      
      Object earlySingletonReference = getSingleton(beanName, false);
      ...       
  }

DefaultSingletonBeanRegistry#addSingletonFactory

用于把早期对象包装成ObjectFactory暴露到三级缓存singletonFactories中，解决循环依赖

  protected void addSingletonFactory(String beanName, ObjectFactory singletonFactory) {
     Assert.notNull(singletonFactory, "Singleton factory must not be null");
     //同步加锁
     synchronized (this.singletonObjects) {
        //单例缓存池中没有包含当前的bean
        if (!this.singletonObjects.containsKey(beanName)) {
           //加入到三级缓存中，暴露早期对象用于解决循环依赖
           this.singletonFactories.put(beanName, singletonFactory);
           this.earlySingletonObjects.remove(beanName);
           this.registeredSingletons.add(beanName);
        }
     }
  }

假如存在两个类互相依赖，A 依赖 B，B 又依赖 A，形成循环依赖。

当通过getBean获取A时，先getSingleton从缓存中获取不到，所以通过createBean–>doCreateBean逻辑去进行创建，创建之前通过beforeSingletonCreation标记A正在创建；在doCreateBean中，如果符合条件earlySingletonExposure就把早期对象包装成ObjectFactory暴露到三级缓存singletonFactories中；随后进行属性赋值populateBean，在解析属性时发现依赖B，所以通过getBean去获取B；

通过getBean去获取B和获取A逻辑一样，直到解析属性时发现依赖A，所以再次通过getBean获取A；

再次获取A时，通过getSingleton去缓存中获取，此时一级缓存中还没有A，但是A已经被标记为正在创建，所以会进入if去找二级缓存；二级缓存没有去找三级缓存，从三级缓存中获取到ObjectFactory包装对象，然后获取到早期对象；把早期对象放到二级缓存并删除三级缓存中对象；

第二次获取A完成之后，返回到创建B的操作，将获取到的A赋值到B的a属性，直到创建B完成之后，返回到第一次创建A的操作，将B赋值到A的b属性，直至创建A的操作完成，整个循环依赖处理结束。继续往下走，再次调用getSingleton从二级缓存中获取到A返回。

1.构造函数的循环依赖：无法解决。因为构造函数在实例化过程中，此时还没有实例，所以无法解决循环依赖。

2.多例下的循环依赖：无法解决。

多例对象是不会放入缓存中的，暴露早期对象时会判断是否是单例，如果不是单例不会放到三级缓存中。

boolean earlySingletonExposure = (mbd.isSingleton() && this.allowCircularReferences &&
           isSingletonCurrentlyInCreation(beanName));

如果是多例并且正在创建会直接抛异常。

			if (isPrototypeCurrentlyInCreation(beanName)) {
				throw new BeanCurrentlyInCreationException(beanName);
			}