前言

Spring中的循環(huán)依賴一直是Spring中一個(gè)很重要的話題，一方面是因?yàn)樵创a中為了解決循環(huán)依賴做了很多處理，另外一方面是因?yàn)槊嬖嚨臅r(shí)候，如果問到Spring中比較高階的問題，那么循環(huán)依賴必定逃不掉。

如果你回答得好，那么這就是你的必殺技，反正，那就是面試官的必殺技，這也是取這個(gè)標(biāo)題的原因，當(dāng)然，本文的目的是為了讓你在之后的所有面試中能多一個(gè)必殺技，專門用來絕殺面試官！

本文的核心思想就是，

當(dāng)面試官問：

“請(qǐng)講一講Spring中的循環(huán)依賴?！钡臅r(shí)候，

我們到底該怎么回答？

主要分下面幾點(diǎn)

1. 什么是循環(huán)依賴？
2. 什么情況下循環(huán)依賴可以被處理？
3. Spring是如何解決的循環(huán)依賴？

同時(shí)本文希望糾正幾個(gè)目前業(yè)界內(nèi)經(jīng)常出現(xiàn)的幾個(gè)關(guān)于循環(huán)依賴的錯(cuò)誤的說法

1. 只有在setter方式注入的情況下，循環(huán)依賴才能解決（錯(cuò)）
2. 三級(jí)緩存的目的是為了提高效率（錯(cuò)）

OK，鋪墊已經(jīng)做完了，接下來我們開始正文

什么是循環(huán)依賴？

從字面上來理解就是A依賴B的同時(shí)B也依賴了A，就像下面這樣

體現(xiàn)到代碼層次就是這個(gè)樣子

當(dāng)然，這是最常見的一種循環(huán)依賴，比較特殊的還有

// 自己依賴自己
@Component
public class A {
    // A中注入了A
 @Autowired
 private A a;
}

雖然體現(xiàn)形式不一樣，但是實(shí)際上都是同一個(gè)問題----->循環(huán)依賴

什么情況下循環(huán)依賴可以被處理？

在回答這個(gè)問題之前首先要明確一點(diǎn)，Spring解決循環(huán)依賴是有前置條件的

1. 出現(xiàn)循環(huán)依賴的Bean必須要是單例
2. 依賴注入的方式不能全是構(gòu)造器注入的方式（很多博客上說，只能解決setter方法的循環(huán)依賴，這是錯(cuò)誤的）

其中第一點(diǎn)應(yīng)該很好理解，第二點(diǎn)：不能全是構(gòu)造器注入是什么意思呢？我們還是用代碼說話

在上面的例子中，A中注入B的方式是通過構(gòu)造器，B中注入A的方式也是通過構(gòu)造器，這個(gè)時(shí)候循環(huán)依賴是無法被解決，如果你的項(xiàng)目中有兩個(gè)這樣相互依賴的Bean，在啟動(dòng)時(shí)就會(huì)報(bào)出以下錯(cuò)誤：

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?

為了測試循環(huán)依賴的解決情況跟注入方式的關(guān)系，我們做如下四種情況的測試

具體的測試代碼很簡單，我就不放了。從上面的測試結(jié)果我們可以看到，不是只有在setter方法注入的情況下循環(huán)依賴才能被解決，即使存在構(gòu)造器注入的場景下，循環(huán)依賴依然被可以被正常處理掉。

那么到底是為什么呢？Spring到底是怎么處理的循環(huán)依賴呢？不要急，我們接著往下看

Spring是如何解決的循環(huán)依賴？

關(guān)于循環(huán)依賴的解決方式應(yīng)該要分兩種情況來討論

1. 簡單的循環(huán)依賴（沒有AOP）
2. 結(jié)合了AOP的循環(huán)依賴

簡單的循環(huán)依賴（沒有AOP）

我們先來分析一個(gè)最簡單的例子，就是上面提到的那個(gè)demo

通過上文我們已經(jīng)知道了這種情況下的循環(huán)依賴是能夠被解決的，那么具體的流程是什么呢？我們一步步分析

首先，我們要知道Spring在創(chuàng)建Bean的時(shí)候默認(rèn)是按照自然排序來進(jìn)行創(chuàng)建的，所以第一步Spring會(huì)去創(chuàng)建A。

與此同時(shí)，我們應(yīng)該知道，Spring在創(chuàng)建Bean的過程中分為三步

1. 實(shí)例化，對(duì)應(yīng)方法：AbstractAutowireCapableBeanFactory中的createBeanInstance方法

2. 屬性注入，對(duì)應(yīng)方法：AbstractAutowireCapableBeanFactory的populateBean方法

3. 初始化，對(duì)應(yīng)方法：AbstractAutowireCapableBeanFactory的initializeBean

這些方法在之前源碼分析的文章中都做過詳細(xì)的解讀了，如果你之前沒看過我的文章，那么你只需要知道

1. 實(shí)例化，簡單理解就是new了一個(gè)對(duì)象
2. 屬性注入，為實(shí)例化中new出來的對(duì)象填充屬性
3. 初始化，執(zhí)行aware接口中的方法，初始化方法，完成AOP代理

基于上面的知識(shí)，我們開始解讀整個(gè)循環(huán)依賴處理的過程，整個(gè)流程應(yīng)該是以A的創(chuàng)建為起點(diǎn)，前文也說了，第一步就是創(chuàng)建A嘛！

創(chuàng)建A的過程實(shí)際上就是調(diào)用getBean方法，這個(gè)方法有兩層含義

1. 創(chuàng)建一個(gè)新的Bean
2. 從緩存中獲取到已經(jīng)被創(chuàng)建的對(duì)象

我們現(xiàn)在分析的是第一層含義，因?yàn)檫@個(gè)時(shí)候緩存中還沒有A嘛！

調(diào)用getSingleton(beanName)

首先調(diào)用getSingleton(a)方法，這個(gè)方法又會(huì)調(diào)用getSingleton(beanName, true)，在上圖中我省略了這一步

public Object getSingleton(String beanName) {
    return getSingleton(beanName, true);
}

getSingleton(beanName, true)這個(gè)方法實(shí)際上就是到緩存中嘗試去獲取Bean，整個(gè)緩存分為三級(jí)

1. singletonObjects，一級(jí)緩存，存儲(chǔ)的是所有創(chuàng)建好了的單例Bean
2. earlySingletonObjects，完成實(shí)例化，但是還未進(jìn)行屬性注入及初始化的對(duì)象
3. singletonFactories，提前暴露的一個(gè)單例工廠，二級(jí)緩存中存儲(chǔ)的就是從這個(gè)工廠中獲取到的對(duì)象

因?yàn)锳是第一次被創(chuàng)建，所以不管哪個(gè)緩存中必然都是沒有的，因此會(huì)進(jìn)入getSingleton的另外一個(gè)重載方法getSingleton(beanName, singletonFactory)。

調(diào)用getSingleton(beanName, singletonFactory)

這個(gè)方法就是用來創(chuàng)建Bean的，其源碼如下：

上面的代碼我們主要抓住一點(diǎn)，通過createBean方法返回的Bean最終被放到了一級(jí)緩存，也就是單例池中。

那么到這里我們可以得出一個(gè)結(jié)論：一級(jí)緩存中存儲(chǔ)的是已經(jīng)完全創(chuàng)建好了的單例Bean

調(diào)用addSingletonFactory方法

如下圖所示：

在完成Bean的實(shí)例化后，屬性注入之前Spring將Bean包裝成一個(gè)工廠添加進(jìn)了三級(jí)緩存中，對(duì)應(yīng)源碼如下：

// 這里傳入的參數(shù)也是一個(gè)lambda表達(dá)式，() -> getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean)
protected void addSingletonFactory(String beanName, ObjectFactory<?> singletonFactory) {
    Assert.notNull(singletonFactory, 'Singleton factory must not be null');
    synchronized (this.singletonObjects) {
        if (!this.singletonObjects.containsKey(beanName)) {
            // 添加到三級(jí)緩存中
            this.singletonFactories.put(beanName, singletonFactory);
            this.earlySingletonObjects.remove(beanName);
            this.registeredSingletons.add(beanName);
        }
    }
}

這里只是添加了一個(gè)工廠，通過這個(gè)工廠（ObjectFactory）的getObject方法可以得到一個(gè)對(duì)象，而這個(gè)對(duì)象實(shí)際上就是通過getEarlyBeanReference這個(gè)方法創(chuàng)建的。那么，什么時(shí)候會(huì)去調(diào)用這個(gè)工廠的getObject方法呢？這個(gè)時(shí)候就要到創(chuàng)建B的流程了。

當(dāng)A完成了實(shí)例化并添加進(jìn)了三級(jí)緩存后，就要開始為A進(jìn)行屬性注入了，在注入時(shí)發(fā)現(xiàn)A依賴了B，那么這個(gè)時(shí)候Spring又會(huì)去getBean(b)，然后反射調(diào)用setter方法完成屬性注入。

因?yàn)锽需要注入A，所以在創(chuàng)建B的時(shí)候，又會(huì)去調(diào)用getBean(a)，這個(gè)時(shí)候就又回到之前的流程了，但是不同的是，之前的getBean是為了創(chuàng)建Bean，而此時(shí)再調(diào)用getBean不是為了創(chuàng)建了，而是要從緩存中獲取，因?yàn)橹癆在實(shí)例化后已經(jīng)將其放入了三級(jí)緩存singletonFactories中，所以此時(shí)getBean(a)的流程就是這樣子了

從這里我們可以看出，注入到B中的A是通過getEarlyBeanReference方法提前暴露出去的一個(gè)對(duì)象，還不是一個(gè)完整的Bean，那么getEarlyBeanReference到底干了啥了，我們看下它的源碼

它實(shí)際上就是調(diào)用了后置處理器的getEarlyBeanReference，而真正實(shí)現(xiàn)了這個(gè)方法的后置處理器只有一個(gè)，就是通過@EnableAspectJAutoProxy注解導(dǎo)入的AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator。也就是說如果在不考慮AOP的情況下，上面的代碼等價(jià)于：

protected Object getEarlyBeanReference(String beanName, RootBeanDefinition mbd, Object bean) {
    Object exposedObject = bean;
    return exposedObject;
}

也就是說這個(gè)工廠啥都沒干，直接將實(shí)例化階段創(chuàng)建的對(duì)象返回了！所以說在不考慮AOP的情況下三級(jí)緩存有用嘛？講道理，真的沒什么用，我直接將這個(gè)對(duì)象放到二級(jí)緩存中不是一點(diǎn)問題都沒有嗎？如果你說它提高了效率，那你告訴我提高的效率在哪?

那么三級(jí)緩存到底有什么作用呢？不要急，我們先把整個(gè)流程走完，在下文結(jié)合AOP分析循環(huán)依賴的時(shí)候你就能體會(huì)到三級(jí)緩存的作用！

到這里不知道小伙伴們會(huì)不會(huì)有疑問，B中提前注入了一個(gè)沒有經(jīng)過初始化的A類型對(duì)象不會(huì)有問題嗎？

答：不會(huì)

這個(gè)時(shí)候我們需要將整個(gè)創(chuàng)建A這個(gè)Bean的流程走完，如下圖：

從上圖中我們可以看到，雖然在創(chuàng)建B時(shí)會(huì)提前給B注入了一個(gè)還未初始化的A對(duì)象，但是在創(chuàng)建A的流程中一直使用的是注入到B中的A對(duì)象的引用，之后會(huì)根據(jù)這個(gè)引用對(duì)A進(jìn)行初始化，所以這是沒有問題的。

結(jié)合了AOP的循環(huán)依賴

之前我們已經(jīng)說過了，在普通的循環(huán)依賴的情況下，三級(jí)緩存沒有任何作用。三級(jí)緩存實(shí)際上跟Spring中的AOP相關(guān)，我們再來看一看getEarlyBeanReference的代碼：

如果在開啟AOP的情況下，那么就是調(diào)用到AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator的getEarlyBeanReference方法，對(duì)應(yīng)的源碼如下：

public Object getEarlyBeanReference(Object bean, String beanName) {
    Object cacheKey = getCacheKey(bean.getClass(), beanName);
    this.earlyProxyReferences.put(cacheKey, bean);
    // 如果需要代理，返回一個(gè)代理對(duì)象，不需要代理，直接返回當(dāng)前傳入的這個(gè)bean對(duì)象
    return wrapIfNecessary(bean, beanName, cacheKey);
}

回到上面的例子，我們對(duì)A進(jìn)行了AOP代理的話，那么此時(shí)getEarlyBeanReference將返回一個(gè)代理后的對(duì)象，而不是實(shí)例化階段創(chuàng)建的對(duì)象，這樣就意味著B中注入的A將是一個(gè)代理對(duì)象而不是A的實(shí)例化階段創(chuàng)建后的對(duì)象。

看到這個(gè)圖你可能會(huì)產(chǎn)生下面這些疑問

1. 在給B注入的時(shí)候?yàn)槭裁匆⑷胍粋€(gè)代理對(duì)象？

答：當(dāng)我們對(duì)A進(jìn)行了AOP代理時(shí)，說明我們希望從容器中獲取到的就是A代理后的對(duì)象而不是A本身，因此把A當(dāng)作依賴進(jìn)行注入時(shí)也要注入它的代理對(duì)象

2. 明明初始化的時(shí)候是A對(duì)象，那么Spring是在哪里將代理對(duì)象放入到容器中的呢？

在完成初始化后，Spring又調(diào)用了一次getSingleton方法，這一次傳入的參數(shù)又不一樣了，false可以理解為禁用三級(jí)緩存，前面圖中已經(jīng)提到過了，在為B中注入A時(shí)已經(jīng)將三級(jí)緩存中的工廠取出，并從工廠中獲取到了一個(gè)對(duì)象放入到了二級(jí)緩存中，所以這里的這個(gè)getSingleton方法做的時(shí)間就是從二級(jí)緩存中獲取到這個(gè)代理后的A對(duì)象。exposedObject == bean可以認(rèn)為是必定成立的，除非你非要在初始化階段的后置處理器中替換掉正常流程中的Bean，例如增加一個(gè)后置處理器：

不過，請(qǐng)不要做這種騷操作，徒增煩惱！

3. 初始化的時(shí)候是對(duì)A對(duì)象本身進(jìn)行初始化，而容器中以及注入到B中的都是代理對(duì)象，這樣不會(huì)有問題嗎？

答：不會(huì)，這是因?yàn)椴还苁?/span>cglib代理還是jdk動(dòng)態(tài)代理生成的代理類，內(nèi)部都持有一個(gè)目標(biāo)類的引用，當(dāng)調(diào)用代理對(duì)象的方法時(shí)，實(shí)際會(huì)去調(diào)用目標(biāo)對(duì)象的方法，A完成初始化相當(dāng)于代理對(duì)象自身也完成了初始化

4. 三級(jí)緩存為什么要使用工廠而不是直接使用引用？換而言之，為什么需要這個(gè)三級(jí)緩存，直接通過二級(jí)緩存暴露一個(gè)引用不行嗎？

答：這個(gè)工廠的目的在于延遲對(duì)實(shí)例化階段生成的對(duì)象的代理，只有真正發(fā)生循環(huán)依賴的時(shí)候，才去提前生成代理對(duì)象，否則只會(huì)創(chuàng)建一個(gè)工廠并將其放入到三級(jí)緩存中，但是不會(huì)去通過這個(gè)工廠去真正創(chuàng)建對(duì)象

我們思考一種簡單的情況，就以單獨(dú)創(chuàng)建A為例，假設(shè)AB之間現(xiàn)在沒有依賴關(guān)系，但是A被代理了，這個(gè)時(shí)候當(dāng)A完成實(shí)例化后還是會(huì)進(jìn)入下面這段代碼：

// A是單例的，mbd.isSingleton()條件滿足
// allowCircularReferences：這個(gè)變量代表是否允許循環(huán)依賴，默認(rèn)是開啟的，條件也滿足
// isSingletonCurrentlyInCreation：正在在創(chuàng)建A，也滿足
// 所以earlySingletonExposure=true
boolean earlySingletonExposure = (mbd.isSingleton() && this.allowCircularReferences &&
                                  isSingletonCurrentlyInCreation(beanName));
// 還是會(huì)進(jìn)入到這段代碼中
if (earlySingletonExposure) {
 // 還是會(huì)通過三級(jí)緩存提前暴露一個(gè)工廠對(duì)象
    addSingletonFactory(beanName, () -> getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean));
}

看到了吧，即使沒有循環(huán)依賴，也會(huì)將其添加到三級(jí)緩存中，而且是不得不添加到三級(jí)緩存中，因?yàn)榈侥壳盀橹筍pring也不能確定這個(gè)Bean有沒有跟別的Bean出現(xiàn)循環(huán)依賴。

假設(shè)我們在這里直接使用二級(jí)緩存的話，那么意味著所有的Bean在這一步都要完成AOP代理。這樣做有必要嗎？

不僅沒有必要，而且違背了Spring在結(jié)合AOP跟Bean的生命周期的設(shè)計(jì)！Spring結(jié)合AOP跟Bean的生命周期本身就是通過AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator這個(gè)后置處理器來完成的，在這個(gè)后置處理的postProcessAfterInitialization方法中對(duì)初始化后的Bean完成AOP代理。如果出現(xiàn)了循環(huán)依賴，那沒有辦法，只有給Bean先創(chuàng)建代理，但是沒有出現(xiàn)循環(huán)依賴的情況下，設(shè)計(jì)之初就是讓Bean在生命周期的最后一步完成代理而不是在實(shí)例化后就立馬完成代理。

三級(jí)緩存真的提高了效率了嗎？

現(xiàn)在我們已經(jīng)知道了三級(jí)緩存的真正作用，但是這個(gè)答案可能還無法說服你，所以我們再最后總結(jié)分析一波，三級(jí)緩存真的提高了效率了嗎？分為兩點(diǎn)討論：

1. 沒有進(jìn)行AOP的Bean間的循環(huán)依賴

從上文分析可以看出，這種情況下三級(jí)緩存根本沒用！所以不會(huì)存在什么提高了效率的說法

2. 進(jìn)行了AOP的Bean間的循環(huán)依賴

就以我們上的A、B為例，其中A被AOP代理，我們先分析下使用了三級(jí)緩存的情況下，A、B的創(chuàng)建流程

假設(shè)不使用三級(jí)緩存，直接在二級(jí)緩存中

上面兩個(gè)流程的唯一區(qū)別在于為A對(duì)象創(chuàng)建代理的時(shí)機(jī)不同，在使用了三級(jí)緩存的情況下為A創(chuàng)建代理的時(shí)機(jī)是在B中需要注入A的時(shí)候，而不使用三級(jí)緩存的話在A實(shí)例化后就需要馬上為A創(chuàng)建代理然后放入到二級(jí)緩存中去。

對(duì)于整個(gè)A、B的創(chuàng)建過程而言，消耗的時(shí)間是一樣的。

綜上，不管是哪種情況，三級(jí)緩存提高了效率這種說法都是錯(cuò)誤的！

總結(jié)

面試官：”Spring是如何解決的循環(huán)依賴？“

答：Spring通過三級(jí)緩存解決了循環(huán)依賴，其中一級(jí)緩存為單例池（singletonObjects）,二級(jí)緩存為早期曝光對(duì)象earlySingletonObjects，三級(jí)緩存為早期曝光對(duì)象工廠（singletonFactories）。

當(dāng)A、B兩個(gè)類發(fā)生循環(huán)引用時(shí)，在A完成實(shí)例化后，就使用實(shí)例化后的對(duì)象去創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象工廠，并添加到三級(jí)緩存中，如果A被AOP代理，那么通過這個(gè)工廠獲取到的就是A代理后的對(duì)象，如果A沒有被AOP代理，那么這個(gè)工廠獲取到的就是A實(shí)例化的對(duì)象。

當(dāng)A進(jìn)行屬性注入時(shí)，會(huì)去創(chuàng)建B，同時(shí)B又依賴了A，所以創(chuàng)建B的同時(shí)又會(huì)去調(diào)用getBean(a)來獲取需要的依賴，此時(shí)的getBean(a)會(huì)從緩存中獲取：

第一步，先獲取到三級(jí)緩存中的工廠；

第二步，調(diào)用對(duì)象工工廠的getObject方法來獲取到對(duì)應(yīng)的對(duì)象，得到這個(gè)對(duì)象后將其注入到B中。緊接著B會(huì)走完它的生命周期流程，包括初始化、后置處理器等。

當(dāng)B創(chuàng)建完后，會(huì)將B再注入到A中，此時(shí)A再完成它的整個(gè)生命周期。至此，循環(huán)依賴結(jié)束！

面試官：”為什么要使用三級(jí)緩存呢？二級(jí)緩存能解決循環(huán)依賴嗎？“

答：如果要使用二級(jí)緩存解決循環(huán)依賴，意味著所有Bean在實(shí)例化后就要完成AOP代理，這樣違背了Spring設(shè)計(jì)的原則，Spring在設(shè)計(jì)之初就是通過AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator這個(gè)后置處理器來在Bean生命周期的最后一步來完成AOP代理，而不是在實(shí)例化后就立馬進(jìn)行AOP代理。

一道思考題

為什么在下表中的第三種情況的循環(huán)依賴能被解決，而第四種情況不能被解決呢？

提示：Spring在創(chuàng)建Bean時(shí)默認(rèn)會(huì)根據(jù)自然排序進(jìn)行創(chuàng)建，所以A會(huì)先于B進(jìn)行創(chuàng)建

我是敖丙，你知道的越多，你不知道的越多，我們下期見。