Spring 是如何解決迴圈依賴的？
阿新 • • 發佈：2021-01-26
### 前言
相信很多小夥伴在工作中都會遇到迴圈依賴，不過大多數它是這樣顯示的：
還會提示這麼一句：
*Requested bean is currently in creation: Is there an unresolvable circular reference?*
老鐵！這就是發生迴圈依賴了！
當然這裡是一個異常情況。
在我的一篇文章中介紹如何避免 [Spring 自呼叫事務失效](https://mp.weixin.qq.com/s/Hn3C5a_hNPcscB93XlFO8Q)，其中網友給建議，說可以在類中注入自身，然後呼叫，而注入自身的過程也是迴圈依賴的處理過程。
下面就一起看一看，什麼是迴圈依賴，以及 Spring 是如何解決迴圈依賴的？
### 什麼是迴圈依賴
[Dependency Resolution Process](https://docs.spring.io/spring-framework/docs/current/reference/html/core.html#beans-dependency-resolution "Spring 官方文件")
> Spring IoC 容器會在執行時檢測到**建構函式注入**迴圈引用，並丟擲 BeanCurrentlyInCreationException。
>
> 所以要避免建構函式注入，可以使用 setter 注入替代。
根據官方文件說明，Spring 會自動解決基於 setter 注入的迴圈依賴。
當然在咱們工作中現在都使用 `@Autowired` 註解來注入屬性。
> PS: @Autowired 是通過反射進行賦值。
這裡從我們最經常使用的場景切入，看 Spring 是如何解決迴圈依賴的？
#### 程式碼
```java
@Service
public class CircularServiceA {
@Autowired
private CircularServiceB circularServiceB;
}
@Service
public class CircularServiceB {
@Autowired
private CircularServiceC circularServiceC;
}
@Service
public class CircularServiceC {
@Autowired
private CircularServiceA circularServiceA;
}
```
這裡有 A、B、C 三個類，可以看到發生了迴圈依賴：
但是即使發生了迴圈依賴，我們依然可以啟動 OK，使用並沒有任何影響。
### Spring 是如何解決迴圈依賴的
在 [Spring 單例 Bean 的建立](https://mp.weixin.qq.com/s/qZ4xXlqpNzsdHkvFm02Yuw) 中介紹介紹了使用三級快取。
>singletonObjects： 一級快取，儲存單例物件，Bean 已經例項化，初始化完成。
>
>earlySingletonObjects： 二級快取，儲存 singletonObject，這個 Bean 例項化了，還沒有初始化。
>
>singletonFactories： 三級快取，儲存 singletonFactory。
當然，這裡看著比較長，可以簡化一下：
### 通過 Debug 來說明生成過程
從 preInstantiateSingletons 方法開始：
新增斷點 `beanName.equals("circularServiceA")`
啟動Debug：
會從快取中獲取單例 Bean
這裡很顯然獲取不到，繼續執行，建立單例例項
發現是單例再次獲取
這裡還會從一級快取獲取一次 `circularServiceA` ， 沒有獲取到，將 `circularServiceA` 新增到在建立的池子裡面 （singletonsCurrentlyInCreation 是一個 set 集合）。
然後會呼叫工廠方法 createBean(beanName, mbd, args) 建立物件。
在 createBean 中去例項化 Bean 。
判斷是否是迴圈引用，是的話需要新增到三級快取中。
`circularServiceA` 不在一級快取中，則將 `circularServiceA` 的 singletonFactory 新增到 三級快取 （singletonFactories） 中，同時從二級快取中移除。
到這一步為止，circularServiceA 已經在三級快取中了。
開始對 Bean 的屬性進行賦值。
在 populateBean 方法中執行到
`PropertyValues pvsToUse = bp.postProcessProperties(pvs, bw.getWrappedInstance(), beanName);`
就會對屬性進行賦值
在 injet 方法中，回去解決相關依賴。
繼續 Debug ，發現解決依賴，最後發現其實又呼叫回 `beanFactory.getBean(beanName);`
不過這次建立的是 `circularServiceB`。
下面是呼叫鏈：
`circularServiceB` 的過程和 `circularServiceA` 的一樣，也是建立了三級快取，然後去建立 `circularServiceC`
這時候三級快取裡面有它們三個的 singletonFactory 。
`circularServiceC` 也呼叫到 doGetBean 方法去獲取 `circularServiceA`
不過這次 呼叫到 `Object sharedInstance = getSingleton(beanName);` 的時候, `circularServiceA` 已經存在了。
這次呼叫雖然沒有從一級快取 （singletonObjects） 中獲取到 circularServiceA，但是 `circularServiceA` 在**建立中**，所以進入判斷
在這裡執行完之後， `circularServiceA` 從三級快取升級到二級快取
使用反射對 `circularServiceC` 中的 `circularServiceA` 進行賦值， 此時 `circularServiceA` 是在 二級快取中。
**那就比較好奇了，這時候 circularServiceC 裡面的 circularServiceA 已經通過反射賦值，這個賦值給的是什麼值？**
檢視程式碼：
這塊是從三級快取（singletonFactories）中獲取的 singletonObject，然後呼叫
`singletonObject = singletonFactory.getObject();`
獲取的一個物件
這裡獲取到的是 circularServiceA 的引用，注意 circularServiceA 這時候還沒建立完成，只是引用。所以這裡賦值的是 circularServiceA 的引用。
到這裡 `circularServiceC` 就建立完了。
然後會將 C 新增到一級快取和已註冊列表中，同時從二級三級快取中刪除 C。
繼續執行 B 和 A 的屬性賦值以及後續的初始化流程。
至此，迴圈依賴解決完畢。
### 總結
Spring 使用三級快取來解決迴圈依賴的問題，三級快取分別是：
- **singletonObjects：** 一級快取，儲存單例物件，Bean 已經例項化，初始化完成。
- **earlySingletonObjects：** 二級快取，儲存 singletonObject，這個 Bean 例項化了，還沒有初始化。
- **singletonFactories：** 三級快取，儲存 singletonFactory。
本文也通過 Debug 來驗證了使用三級快取解決依賴的過程。
不過還有一些問題沒有說明：
1. 迴圈依賴和代理之間的關係是什麼？比如 @Transactional 和 @Async 註解會對迴圈依賴產生什麼影響？
2. 為什麼要用三級快取？二級快取不可以麼？
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