SpringBoot如何解决循环依赖问题
前言
Github：https://github.com/HealerJean
1、Spring中循环依赖场景有：
（1）构造器的循环依赖 （无法解决）
（2）field 属性的循环依赖。
@Slf4j
@Service
public class AService {
public AService(BService bService){
log.info(bService.toString());
}
}
@Service
@Slf4j
public class BService {
public BService(AService aService){
log.info(aService.toString());
}
}
2、怎么检测是否存在循环依赖
检测循环依赖相对比较容易，Bean在创建的时候可以给该Bean打标，如果递归调用回来发现正在创建中的话，即说明了循环依赖了。
或者控制台报
Description:
The dependencies of some of the beans in the application context form a cycle:
┌─────┐
| AService defined in file [/Users/healerjean/Desktop/Now/HealerJean.github.io/_posts/7_SpringBoot/2020_06_04_SpringBoot原理/hlj-spring-boot/spring-annotation/target/classes/com/healerjean/proj/service/AService.class]
↑ ↓
| BService defined in file [/Users/healerjean/Desktop/Now/HealerJean.github.io/_posts/7_SpringBoot/2020_06_04_SpringBoot原理/hlj-spring-boot/spring-annotation/target/classes/com/healerjean/proj/service/BService.class]
└─────┘
3、Spring如何解决循环依赖
Spring的循环依赖的理论依据其实是基于Java的引用传递，当我们获取到对象的引用时，对象的field或则属性是可以延后设置的(但是构造器必须是在获取引用之前)。
Spring的单例对象的初始化主要分为三步：
1、createBeanInstance：实例化，其实也就是调用对象的构造方法实例化对象
2、populateBean：填充属性，这一步主要是多bean的依赖属性进行填充
3、initializeBean：调用spring xml中的init 方法。
从上面讲述的单例bean初始化步骤我们可以知道，循环依赖主要发生在第一、第二部。也就是构造器循环依赖和field循环依赖。
那么我们要解决循环引用也应该从初始化过程着手，对于单例来说，在 Spring容器整个生命周期内，有且只有一个对象，所以很容易想到这个对象应该存在Cache中，Spring为了解决单例的循环依赖问题，使用了三级缓存。
/** Cache of singleton objects: bean name --> bean instance */
//一级缓存 singletonFactories ： 单例对象工厂的cache
private final Map<String, Object> singletonObjects = new ConcurrentHashMap<String, Object>(256);
/** Cache of singleton factories: bean name --> ObjectFactory */
// 三级缓存 earlySingletonObjects ：提前暴光的单例对象的Cache
private final Map<String, ObjectFactory<?>> singletonFactories = new HashMap<String, ObjectFactory<?>>(16);
/** Cache of early singleton objects: bean name --> bean instance */
// 二级缓存中找 singletonObjects：单例对象的cache
private final Map<String, Object> earlySingletonObjects = new HashMap<String, Object>(16);
Object sharedInstance = getSingleton(beanName);
如注释所说，首先回去找在容器中是不是已经存在该单例。具体在哪找我们在前面的文章中已经说得很清楚了。看一下getSingleton()方法
分析getSingleton()的整个过程，
1、Spring首先从一级缓存singletonObjects中获取。
2、如果获取不到 并且对象正在创建中，就再从二级缓存 earlySingletonObjects中获取。
3、如果还是获取不到且允许 singletonFactories通 过getObject()获取，就从三级缓存singletonFactory.getObject()(三级缓存)获取，如果获取到了则：从singletonFactories中移除，并放入earlySingletonObjects中。其实也就是从三级缓存移动到了二级缓存。
private final Map<String, ObjectFactory<?>> singletonFactories = new HashMap<>(16);
// DefaultSingletonBeanRegistry类
protected Object getSingleton(String beanName, boolean allowEarlyReference) {
// 由于scope是singleton，所以先从缓存中取单例对象的实例，如果取到直接返回，没有取到加载bean
Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
// 当想要获取的bean没有被加载，并且也没有正在被创建的时候，主动去加载bean
//isSingletonCurrentlyInCreation()判断当前单例bean是否正在创建中，也就是没有初始化完成(比如A的构造器依赖了B对象所以得先去创建B对象， 或则在A的populateBean过程中依赖了B对象，得先去创建B对象，这时的A就是处于创建中的状态。
if (singletonObject == null && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
// 锁住单例缓存区加载bean
synchronized (this.singletonObjects) {
// singletonObjects ，earlySingletonObjects ，singletonFactories是一个单例实例的三种存在状态
// 再去earlySingletonObjects中去找
singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName);
//allowEarlyReference 是否允许从singletonFactories中通过getObject拿到对象
if (singletonObject == null && allowEarlyReference) {
// 去singletonFactories中去找对象的实例
ObjectFactory<?> singletonFactory = this.singletonFactories.get(beanName);
if (singletonFactory != null) {
singletonObject = singletonFactory.getObject();
this.earlySingletonObjects.put(beanName, singletonObject);
this.singletonFactories.remove(beanName);
}
}
}
}
return singletonObject;
}
从上面三级缓存的分析，我们可以知道，Spring解决循环依赖的诀窍就在于singletonFactories这个三级cache。这个cache的类型是ObjectFactory，定义如下：
在DefaultSingletonBeanRegistry类中的singletonObjects属性就是存singleton bean的地方。
public interface ObjectFactory<T> {
T getObject() throws BeansException;
}
protected void addSingletonFactory(String beanName, ObjectFactory<?> singletonFactory) {
Assert.notNull(singletonFactory, "Singleton factory must not be null");
synchronized (this.singletonObjects) {
if (!this.singletonObjects.containsKey(beanName)) {
this.singletonFactories.put(beanName, singletonFactory);
this.earlySingletonObjects.remove(beanName);
this.registeredSingletons.add(beanName);
}
}
}
这里就是解决循环依赖的关键，这段代码发生在createBeanInstance之后，也就是说单例对象此时已经被创建出来(调用了构造器)。这个对象已经被生产出来了，虽然还不完美（还没有进行初始化的第二步和第三步），但是已经能被人认出来了（根据对象引用能定位到堆中的对象），所以Spring此时将这个对象提前曝光出来让大家认识，让大家使用。
这样做有什么好处呢？让我们来分析一下“A的某个field或者setter依赖了B的实例对象，同时B的某个field或者setter依赖了A的实例对象”这种循环依赖的情况。A首先完成了初始化的第一步，并且将自己提前曝光到singletonFactories中，此时进行初始化的第二步，发现自己依赖对象B，此时就尝试去get(B)，发现B还没有被create，所以走create流程，B在初始化第一步的时候发现自己依赖了对象A，于是尝试get(A)，尝试一级缓存singletonObjects(肯定没有，因为A还没初始化完全)，尝试二级缓存earlySingletonObjects（也没有），尝试三级缓存singletonFactories，由于A通过ObjectFactory将自己提前曝光了，所以B能够通过ObjectFactory.getObject拿到A对象(虽然A还没有初始化完全，但是总比没有好呀)，B拿到A对象后顺利完成了初始化阶段1、2、3，完全初始化之后将自己放入到一级缓存singletonObjects中。此时返回A中，A此时能拿到B的对象顺利完成自己的初始化阶段2、3，最终A也完成了初始化，进去了一级缓存singletonObjects中，而且更加幸运的是，由于B拿到了A的对象引用，所以B现在hold住的A对象完成了初始化。
知道了这个原理时候，肯定就知道为啥Spring不能解决“A的构造方法中依赖了B的实例对象，同时B的构造方法中依赖了A的实例对象”这类问题了！因为加入singletonFactories 三级缓存的前提是执行了构造器，所以构造器的循环依赖没法解决。
