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Spring 是如何解决循环依赖问题的？

news 来源：原创 2025/9/21 8:26:55

Spring框架通过使用三级缓存机制来解决单例Bean之间的循环依赖问题。以下是详细的解释，包括循环依赖的概念、Spring的解决方案以及三级缓存的具体作用。

什么是循环依赖？

循环依赖是指两个或多个Bean之间相互依赖，形成一个闭环。例如：

Bean A依赖于Bean B。
Bean B依赖于Bean A。

在这种情况下，如果处理不当，会导致对象创建过程中出现无限递归，最终导致堆栈溢出错误。

循环依赖有三种形态：

第一种互相依赖：A 依赖 B，B 又依赖 A，它们之间形成了循环依赖。
第二种三者间依赖：A 依赖 B，B 依赖 C，C 又依赖 A，形成了循环依赖。
第三种是自我依赖：A依赖A形成了循环依赖。

Spring如何解决循环依赖？

Spring通过以下步骤和三级缓存机制来解决单例Bean之间的循环依赖问题：

1. 创建Bean的过程

在Spring容器中，创建一个单例Bean的过程大致如下：

实例化：通过反射或其他方式创建Bean的实例。
属性填充（依赖注入）：将其他Bean注入到当前Bean中。
初始化：调用初始化方法（如@PostConstruct注解的方法或InitializingBean接口的afterPropertiesSet方法）。

2. 三级缓存机制

Spring使用三个缓存来存储不同状态的Bean实例：

singletonObjects（一级缓存）

这是Spring容器的核心缓存，存放的是已经完全初始化好的单例Bean。当一个Bean被完全初始化后，它会被放入这个缓存中，供后续的依赖注入使用。
earlySingletonObjects（二级缓存）

这个缓存存放的是已经实例化但还未完成属性注入和初始化方法调用的单例Bean。它的主要作用是在解决循环依赖时，提供一个早期的、未完全初始化的Bean实例给其他Bean使用
singletonFactories（三级缓存）

这个缓存存放的是可以生成早期单例对象的工厂对象（ObjectFactory）。它的主要作用是允许在Bean的初始化过程中动态生成早期的Bean实例，并将其放入二级缓存中。

解决循环依赖的具体流程

假设我们有两个Bean A和B，它们之间存在循环依赖关系：A依赖于B，B也依赖于A。

创建Bean A：
- Spring开始创建Bean A。
- 在创建过程中，发现Bean A依赖于Bean B，于是Spring尝试去创建Bean B。
创建Bean B：
- Spring开始创建Bean B。
- 在创建过程中，发现Bean B依赖于Bean A，于是Spring尝试去获取Bean A。
- 此时，Bean A尚未完全初始化，但在创建Bean A的过程中，Spring已经将Bean A的ObjectFactory放入了三级缓存中。
从三级缓存中获取Bean A：
- Spring从三级缓存中获取到Bean A的ObjectFactory，并通过该工厂对象生成一个早期的Bean A实例。
- 这个早期的Bean A实例会被放入二级缓存中，并从三级缓存中移除。
继续创建Bean B：
- Spring将从二级缓存中获取到的早期Bean A实例注入到Bean B中，继续完成Bean B的初始化过程。
- Bean B完成初始化后，被放入一级缓存中。
回到Bean A的创建过程：
- Spring继续完成Bean A的初始化过程，此时Bean B已经完全初始化并存在于一级缓存中，因此可以直接从一级缓存中获取Bean B并注入到Bean A中。
- 最终，Bean A也完成初始化，并被放入一级缓存中。

关键步骤总结

实例化阶段：Spring通过反射创建Bean A的实例，并将其ObjectFactory放入三级缓存。
依赖注入阶段：当需要注入Bean B时，发现Bean B依赖于Bean A，Spring从三级缓存中获取Bean A的ObjectFactory，生成早期Bean A实例，并将其放入二级缓存。
注入早期Bean A：Spring将早期Bean A实例注入到Bean B中，完成Bean B的初始化。
注入完全初始化的Bean B：Spring将完全初始化的Bean B注入到Bean A中，完成Bean A的初始化。

示例代码

以下是一个简单的示例，展示了如何在Spring中配置循环依赖的Bean：

@Component
public class BeanA {private final BeanB beanB;@Autowiredpublic BeanA(BeanB beanB) {this.beanB = beanB;}// 其他业务逻辑
}@Component
public class BeanB {private final BeanA beanA;@Autowiredpublic BeanB(BeanA beanA) {this.beanA = beanA;}// 其他业务逻辑
}

在这个示例中，BeanA依赖于BeanB，而BeanB又依赖于BeanA。Spring会通过上述的三级缓存机制来解决这种循环依赖问题。

三级缓存的作用

singletonObjects（一级缓存）：存储完全初始化好的单例Bean，供后续依赖注入使用。
earlySingletonObjects（二级缓存）：存储已经实例化但还未完成属性注入和初始化的单例Bean，在解决循环依赖时提供早期的Bean实例。
singletonFactories（三级缓存）：存储可以生成早期单例对象的工厂对象（ObjectFactory），允许在Bean的初始化过程中动态生成早期的Bean实例。

注意事项

多例Bean通过setter注入的情况，不能解决循环依赖问题
构造器注入的Bean的情况，不能解决循环依赖问题
单例的代理Bean通过Setter注入的情况，不能解决循环依赖问题
设置了@DependsOn的Bean的情况，不能解决循环依赖问题

总结

Spring通过三级缓存机制巧妙地解决了单例Bean之间的循环依赖问题：

一级缓存：存储完全初始化好的单例Bean。
二级缓存：存储早期的单例Bean实例。
三级缓存：存储可以生成早期单例对象的工厂对象（ObjectFactory）。

通过这种方式，Spring能够在遇到循环依赖时，及时提供早期的Bean实例，避免无限递归和堆栈溢出错误。

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