前言

在實際工作中，經常由於設計不佳或者各種因素，導致類之間相互依賴。這些類可能單獨使用時不會出問題，但是在使用Spring進行管理的時候可能就會拋出BeanCurrentlyInCreationException等異常 。當拋出這種異常時表示Spring解決不了該循環依賴，本文將簡要說明Spring對於循環依賴的解決方法。

循環依賴的產生和解決的前提

循環依賴的產生可能有很多種情況，例如：

• A的構造方法中依賴了B的實例對象，同時B的構造方法中依賴了A的實例對象
• A的構造方法中依賴了B的實例對象，同時B的某個field或者setter需要A的實例對象，以及反之
• A的某個field或者setter依賴了B的實例對象，同時B的某個field或者setter依賴了A的實例對象，以及反之

當然，Spring對於循環依賴的解決不是無條件的，首先前提條件是針對scope單例並且沒有顯式指明不需要解決循環依賴的對象，而且要求該對象沒有被代理過。同時Spring解決循環依賴也不是萬能，以上三種情況只能解決兩種，第一種在構造方法中相互依賴的情況Spring也無力回天。結論先給在這，下面來看看Spring的解決方法，知道了解決方案就能明白為啥第一種情況無法解決了。

Spring對於循環依賴的解決

Spring循環依賴的理論依據其實是Java基於引用傳遞，當我們獲取到對象的引用時，對象的field或者或屬性是可以延後設置的。
Spring單例對象的初始化其實可以分為三步：

• createBeanInstance， 實例化，實際上就是調用對應的構造方法構造對象，此時只是調用了構造方法，spring xml中指定的property並沒有進行populate
• populateBean，填充屬性，這步對spring xml中指定的property進行populate
• initializeBean，調用spring xml中指定的init方法，或者AfterPropertiesSet方法
  會發生循環依賴的步驟集中在第一步和第二步。

三級緩存

對於單例對象來說，在Spring的整個容器的生命周期內，有且只存在一個對象，很容易想到這個對象應該存在Cache中，Spring大量運用了Cache的手段，在循環依賴問題的解決過程中甚至使用了“三級緩存”。

“三級緩存”主要是指

/** Cache of singleton objects: bean name --> bean instance 
 
*/
private final Map<String, Object> singletonObjects = new ConcurrentHashMap<String, Object>(256);
/** Cache of singleton factories: bean name --> ObjectFactory */
private final Map<String, ObjectFactory<?>> singletonFactories = new HashMap<String, ObjectFactory<?>>(16);
/** Cache of early singleton objects: bean name --> bean instance */
private final Map<String, Object> earlySingletonObjects = new HashMap<String, Object>(16);

從字面意思來說：singletonObjects指單例對象的cache，singletonFactories指單例對象工廠的cache，earlySingletonObjects指提前曝光的單例對象的cache。以上三個cache構成了三級緩存，Spring就用這三級緩存巧妙的解決了循環依賴問題。

解決方法

回想上篇文章中關於Bean創建的過程，首先Spring會嘗試從緩存中獲取，這個緩存就是指singletonObjects，主要調用的方法是：

protected Object getSingleton(String beanName, boolean allowEarlyReference) {
   Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
   if (singletonObject == null && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
      synchronized (this.singletonObjects) {
         singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName);
         if (singletonObject == null && allowEarlyReference) {
            ObjectFactory<?> singletonFactory = this.singletonFactories.get(beanName);
            if (singletonFactory != null) {
               singletonObject = singletonFactory.getObject();
               this.earlySingletonObjects.put(beanName, singletonObject);
               this.singletonFactories.remove(beanName);
            }
         }
      }
   }
   return (singletonObject != NULL_OBJECT ? singletonObject : null);}

首先解釋兩個參數：

• isSingletonCurrentlyInCreation 判斷對應的單例對象是否在創建中，當單例對象沒有被初始化完全(例如A定義的構造函數依賴了B對象，得先去創建B對象，或者在populatebean過程中依賴了B對象，得先去創建B對象，此時A處於創建中)
• allowEarlyReference 是否允許從singletonFactories中通過getObject拿到對象

分析getSingleton的整個過程，Spring首先從singletonObjects（一級緩存）中嘗試獲取，如果獲取不到並且對象在創建中，則嘗試從earlySingletonObjects(二級緩存)中獲取，如果還是獲取不到並且允許從singletonFactories通過getObject獲取，則通過singletonFactory.getObject()(三級緩存)獲取。如果獲取到了則

this.earlySingletonObjects.put(beanName, singletonObject);
this.singletonFactories.remove(beanName);

則移除對應的singletonFactory,將singletonObject放入到earlySingletonObjects，其實就是將三級緩存提升到二級緩存中！

Spring解決循環依賴的訣竅就在於singletonFactories這個cache，這個cache中存的是類型為ObjectFactory，其定義如下：

public interface ObjectFactory<T> {
    T getObject() throws BeansException;}

在bean創建過程中，有兩處比較重要的匿名內部類實現了該接口。一處是

new ObjectFactory<Object>() {
   @Override   public Object getObject() throws BeansException {
      try {
         return createBean(beanName, mbd, args);
      }      catch (BeansException ex) {
         destroySingleton(beanName);
         throw ex;
      }
   }

在上文已經提到，Spring利用其創建bean（這樣做真的很不明確呀...）

另一處就是:

addSingletonFactory(beanName, new ObjectFactory<Object>() {
   @Override   public Object getObject() throws BeansException {
      return getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean);
   }});

此處就是解決循環依賴的關鍵，這段代碼發生在createBeanInstance之後，也就是說單例對象此時已經被創建出來的。這個對象已經被生產出來了，雖然還不完美（還沒有進行初始化的第二步和第三步），但是已經能被人認出來了（根據對象引用能定位到堆中的對象），所以Spring此時將這個對象提前曝光出來讓大家認識，讓大家使用。

這樣做有什麽好處呢？讓我們來分析一下“A的某個field或者setter依賴了B的實例對象，同時B的某個field或者setter依賴了A的實例對象”這種循環依賴的情況。A首先完成了初始化的第一步，並且將自己提前曝光到singletonFactories中，此時進行初始化的第二步，發現自己依賴對象B，此時就嘗試去get(B)，發現B還沒有被create，所以走create流程，B在初始化第一步的時候發現自己依賴了對象A，於是嘗試get(A)，嘗試一級緩存singletonObjects(肯定沒有，因為A還沒初始化完全)，嘗試二級緩存earlySingletonObjects（也沒有），嘗試三級緩存singletonFactories，由於A通過ObjectFactory將自己提前曝光了，所以B能夠通過ObjectFactory.getObject拿到A對象(雖然A還沒有初始化完全，但是總比沒有好呀)，B拿到A對象後順利完成了初始化階段1、2、3，完全初始化之後將自己放入到一級緩存singletonObjects中。此時返回A中，A此時能拿到B的對象順利完成自己的初始化階段2、3，最終A也完成了初始化，長大成人，進去了一級緩存singletonObjects中，而且更加幸運的是，由於B拿到了A的對象引用，所以B現在hold住的A對象也蛻變完美了！一切都是這麽神奇！！

知道了這個原理時候，肯定就知道為啥Spring不能解決“A的構造方法中依賴了B的實例對象，同時B的構造方法中依賴了A的實例對象”這類問題了！

總結

Spring通過三級緩存加上“提前曝光”機制，配合Java的對象引用原理，比較完美地解決了某些情況下的循環依賴問題！

轉自：https://www.jianshu.com/p/6c359768b1dc

Spring中-IOC-Bean的初始化-循環依賴的解決