Spring框架是怎么解决Bean之间的循环依赖的 (转)

循环依赖其实就是循环引用，也就是两个或则两个以上的bean互相持有对方，最终形成闭环。比如A依赖于B，B依赖于C，C又依赖于A。如下图：

 

如何理解“依赖”呢，在Spring中有：

• 构造器循环依赖
• field属性注入循环依赖

直接上代码：

构造器循环依赖

@Service
public class A {
public A(B b) { }
}@Service
public class B {
public B(C c) {
}
}@Service
public class C {
public C(A a) { }
}

@Service
public class A1 {
@Autowired
private B1 b1;
}@Service
public class B1 {
@Autowired
public C1 c1;
}@Service
public class C1 {
@Autowired public A1 a1;
}

@Service
@Scope("prototype")
public class A1 {
@Autowired
private B1 b1;
}@Service
@Scope("prototype")
public class B1 {
@Autowired
public C1 c1;
}@Service
@Scope("prototype")
public class C1 {
@Autowired public A1 a1;
}

在A中有一个setB方法用来接收B对象的实例。那么Spring实例化A对象的过程如下：

在不考虑Bean的初始化方法和一些Spring回调的情况下，Spring首先去调用A对象的构造函数实例化A，然后查找A依赖的对象本例子中是B（合作者）。一但找到合作者，Spring就会调用合作者(B)的构造函数实例化B。如果B还有依赖的对象Spring会把B上依赖的所有对象都按照相同的机制实例化然后调用A对象的setB(B b)把b对象注入给A。
因为Spring调用一个对象的set方法注入前,这个对象必须先被实例化。所以在"使用set方法注入"的情况下Spring会首先调用对象的构造函数。

我们在来看通过构造函数注入的过程：

如果发现配置了对象的构造注入，那么Spring会在调用构造函数前把构造函数需要的依赖对象都实例化好，然后再把这些实例化后的对象作为参数去调用构造函数。

Spring如何解决循环依赖

spring中循环依赖有三种情况：

1、构造器注入形成的循环依赖。也就是beanB需要在beanA的构造函数中完成初始化，beanA也需要在beanB的构造函数中完成舒适化，这种情况的结果就是两个bean都不能完成初始化，循环依赖难以解决。

2、setter注入构成的循环依赖。beanA需要在beanB的setter方法中完成初始化，beanB也需要在beanA的setter方法中完成初始化，spring设计的机制主要就是解决这种循环依赖，也是今天下文讨论的重点。

3、prototype作用域bean的循环依赖。这种循环依赖同样无法解决，因为spring不会缓存‘prototype’作用域的bean，而spring中循环依赖的解决正是通过缓存来实现的。

下面主要说明第二种情况中循环依赖的解决方案

步骤一：beanA进行初始化，并且将自己进行初始化的状态记录下来，并提前向外暴露一个单例工程方法，从而使其他bean能引用到该bean（可能读完这一句，您仍然心存疑惑，没关系，继续往下读）

步骤二：beanA中有beanB的依赖，于是开始初始化beanB。

步骤三：初始化beanB的过程中又发现beanB依赖了beanA,于是又进行beanA的初始化，这时发现beanA已经在进行初始化了，程序发现了存在的循环依赖，然后通过步骤一中暴露的单例工程方法拿到beanA的引用（注意，此时的beanA只是完成了构造函数的注入但为完成其他步骤），从而beanB拿到beanA的引用，完成注入，完成了初始化，如此beanB的引用也就可以被beanA拿到，从而beanA也就完成了初始化。

spring进行bean的加载的时候，首先进行bean的初始化（调用构造函数），然后进行属性填充。在这两步中间，spring对bean进行了一次状态的记录，也就是说spring会把指向只完成了构造函数初始化的bean的引用通过一个变量记录下来，明白这一点对之后的源码理解至关重要。

源码角度观看循环依赖的解决步骤

步骤一中首先进行beanA的创建

if (mbd.isSingleton()) {
sharedInstance = getSingleton(beanName, () -> {
try {
return createBean(beanName, mbd, args);
}
catch (BeansException ex) {
// Explicitly remove instance from singleton cache: It might have been put there
// eagerly by the creation process, to allow for circular reference resolution.
// Also remove any beans that received a temporary reference to the bean.
destroySingleton(beanName);
throw ex;
}
});

if (!this.inCreationCheckExclusions.contains(beanName) && !this.singletonsCurrentlyInCreation.add(beanName)) {
throw new BeanCurrentlyInCreationException(beanName);
}

boolean earlySingletonExposure = (mbd.isSingleton() && this.allowCircularReferences &&
isSingletonCurrentlyInCreation(beanName));
if (earlySingletonExposure) {
if (logger.isDebugEnabled()) {
logger.debug("Eagerly caching bean '" + beanName +
"' to allow for resolving potential circular references");
}
这里： addSingletonFactory(beanName, () -> getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean));
}

protected Object getEarlyBeanReference(String beanName, RootBeanDefinition mbd, Object bean) {
Object exposedObject = bean;
if (!mbd.isSynthetic() && hasInstantiationAwareBeanPostProcessors()) {
for (BeanPostProcessor bp : getBeanPostProcessors()) {
if (bp instanceof SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor) {
SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor ibp = (SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor) bp;
exposedObject = ibp.getEarlyBeanReference(exposedObject, beanName);
}
}
}
return exposedObject;
}

if (mbd.isSingleton()) {
instanceWrapper = this.factoryBeanInstanceCache.remove(beanName);
}
if (instanceWrapper == null) {
instanceWrapper = createBeanInstance(beanName, mbd, args);
}
final Object bean = instanceWrapper.getWrappedInstance();

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) {
这里： singletonObject = singletonFactory.getObject();
this.earlySingletonObjects.put(beanName, singletonObject);
this.singletonFactories.remove(beanName);
}
}
}
}
return singletonObject;
}

@Component
public class A { private B b; public void setB(B b) {
this.b = b;
}
}
@Component
public class B { private A a; public void setA(A a) {
this.a = a;
}
}

protected <T> T doGetBean(final String name, @Nullable final Class<T> requiredType,
@Nullable final Object[] args, boolean typeCheckOnly) throws BeansException {
// 尝试通过bean名称获取目标bean对象，比如这里的A对象
Object sharedInstance = getSingleton(beanName); // 我们这里的目标对象都是单例的
if (mbd.isSingleton()) {
// 这里就尝试创建目标对象，第二个参数传的就是一个ObjectFactory类型的对象，这里是使用Java8的lamada
// 表达式书写的，只要上面的getSingleton()方法返回值为空，则会调用这里的getSingleton()方法来创建
// 目标对象
sharedInstance = getSingleton(beanName, () -> {
try {
// 尝试创建目标对象
return createBean(beanName, mbd, args);
} catch (BeansException ex) {
throw ex;
}
});
}
return (T) bean;
}

@Nullable
protected Object getSingleton(String beanName, boolean allowEarlyReference) {
// 尝试从缓存中获取成品的目标对象，如果存在，则直接返回
Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
// 如果缓存中不存在目标对象，则判断当前对象是否已经处于创建过程中，在前面的讲解中，第一次尝试获取A对象
// 的实例之后，就会将A对象标记为正在创建中，因而最后再尝试获取A对象的时候，这里的if判断就会为true
if (singletonObject == null && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
synchronized (this.singletonObjects) {
singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName);
if (singletonObject == null && allowEarlyReference) {
// 这里的singletonFactories是一个Map，其key是bean的名称，而值是一个ObjectFactory类型的
// 对象，这里对于A和B而言，调用图其getObject()方法返回的就是A和B对象的实例，无论是否是半成品
ObjectFactory<?> singletonFactory = this.singletonFactories.get(beanName);
if (singletonFactory != null) {
// 获取目标对象的实例
singletonObject = singletonFactory.getObject();
this.earlySingletonObjects.put(beanName, singletonObject);
this.singletonFactories.remove(beanName);
}
}
}
}
return singletonObject;
}

protected Object doCreateBean(final String beanName, final RootBeanDefinition mbd, final @Nullable Object[] args)
throws BeanCreationException { // 实例化当前尝试获取的bean对象，比如A对象和B对象都是在这里实例化的
BeanWrapper instanceWrapper = null;
if (mbd.isSingleton()) {
instanceWrapper = this.factoryBeanInstanceCache.remove(beanName);
}
if (instanceWrapper == null) {
instanceWrapper = createBeanInstance(beanName, mbd, args);
} // 判断Spring是否配置了支持提前暴露目标bean，也就是是否支持提前暴露半成品的bean
boolean earlySingletonExposure = (mbd.isSingleton() && this.allowCircularReferences
&& isSingletonCurrentlyInCreation(beanName));
if (earlySingletonExposure) {
// 如果支持，这里就会将当前生成的半成品的bean放到singletonFactories中，这个singletonFactories
// 就是前面第一个getSingleton()方法中所使用到的singletonFactories属性，也就是说，这里就是
// 封装半成品的bean的地方。而这里的getEarlyBeanReference()本质上是直接将放入的第三个参数，也就是
// 目标bean直接返回
addSingletonFactory(beanName, () -> getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean));
} try {
// 在初始化实例之后，这里就是判断当前bean是否依赖了其他的bean，如果依赖了，
// 就会递归的调用getBean()方法尝试获取目标bean
populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);
} catch (Throwable ex) {
// 省略...
} return exposedObject;
}