解析Spring中的循环依赖问题：初探三级缓存

什么是循环依赖？

这个情况很简单，即A对象依赖B对象，同时B对象也依赖A对象，让我们来简单看一下。

// A依赖了B
class A{
 public B b;
}

// B依赖了A
class B{
 public A a;
}

这种循环依赖可能会引发问题吗？

在没有考虑Spring框架的情况下，循环依赖并不会带来问题，因为对象之间相互依赖是非常普遍且正常的现象。

比如

A a = new A();
B b = new B();

a.b = b;
b.a = a;

这样，A,B就依赖上了。

然而，在Spring框架中存在一个令人头疼的问题，即循环依赖，这一问题的根源是什么呢？

在Spring框架中，一个对象的实例化并非简单地通过new关键字完成，而是经历了一系列Bean生命周期的阶段。正是由于这种Bean的生命周期机制，才导致了循环依赖问题的出现。在Spring应用中，循环依赖问题是一个常见现象，有些情况下Spring框架能够自动解决这种问题，但在其他情况下，需要开发人员介入并进行手动解决。接下来将详细探讨这些情况。

要深入理解Spring中的循环依赖，首先需要对Spring中Bean的完整生命周期有所了解。在这里不会深入展开对Bean生命周期的详细描述，因为之前的文章已经单独探讨过这一话题。因此，这里将简要概述Bean生命周期的大致过程。

Spring 管理的对象称为 Bean，通过Spring的扫描机制获取到类的BeanDefinition后，接下来的流程是：

1. 解析BeanDefinition以实例化Bean：
   
   a. 推断类的构造方法。
   
   b. 利用反射机制实例化对象（称为原始对象）。
2. 填充原始对象的属性，实现依赖注入。
3. 如果原始对象中的方法被AOP增强，生成代理对象：
   
   a. 根据原始对象生成代理对象。
4. 将生成的代理对象存放到单例池（在源码中称为singletonObjects）中，以便下次直接获取。

这个过程简要描述了Spring容器在实例化Bean并处理AOP时的流程。

在Spring中，Bean的生成过程涉及多个复杂步骤，远不止上述简要提及的7个步骤。除了所列步骤外，还包括诸如Aware回调、初始化等繁琐流程，这些内容涉及的细节繁多，不在本文讨论范围。

在创建B类的Bean时，如果B类包含一个名为a的A类属性，那么在生成B的Bean时，需要确保A类的Bean已经存在。然而，由于B类Bean的创建条件是A类Bean的依赖注入过程，因此可能会导致循环依赖问题。这意味着在容器尝试实例化B类Bean时，它必须首先解决A类Bean的依赖关系，而A类Bean的实例化又依赖于B类Bean。所以这里就出现了循环依赖：

ABean创建-->依赖了B属性-->触发BBean创建--->B依赖了A属性--->需要ABean（但ABean还在创建过程中）

因此，这一系列问题最终导致无法成功创建ABean，进而也无法顺利创建BBean。

在这种循环依赖的情况下，正如前文所述，Spring通过一些机制来协助开发者解决部分循环依赖问题，这便是三级缓存。

三级缓存

在此简要介绍三级缓存的概念，随后在探讨AOP对象如何解决循环依赖问题时，将会对其进行更为详尽的回顾。

• 在Spring框架中，单例对象缓存在singletonObjects中，其中存储的是已经经历了完整生命周期的bean对象。
• earlySingletonObjects中的“early”一词表明其中缓存的是早期的bean对象。这里的“早期”指的是Bean的生命周期尚未完成，但已经将该Bean放入了earlySingletonObjects中。
• singletonFactories中存储的是ObjectFactory，即对象工厂，用于创建早期bean对象的工厂。

在前文的分析中，我们得知产生循环依赖问题的主要原因是Bean之间相互依赖，导致在创建Bean时出现了循环引用的情况。主要是：

A创建时--->需要B---->B去创建--->需要A，从而产生了循环

因此，我们现在将深入探讨为何缓存机制能够成功解决这种循环依赖难题。那么，如何打破这一循环呢？我们可以引入一个中间层（缓存）来化解。

在A的Bean创建过程中，在执行依赖注入之前，首先将A的原始Bean提前放入缓存中，这样一来，其他Bean在需要时可以直接从缓存中获取，随后才进行依赖注入操作。

在这种情况下，当A的Bean依赖于B的Bean时，如果B的Bean尚不存在，则必须启动B的Bean创建流程。这一流程与A的Bean创建过程相似，首先生成B的原始对象，然后将其提前暴露并置入缓存中。

接着，在对B的原始对象执行依赖注入A操作时，此时可以从缓存中检索A的原始对象（尽管这仅为A的原始对象，尚非最终Bean状态）。当B的原始对象完成依赖注入后，B的生命周期随之终结，从而也促使A的生命周期得以顺利结束。

在整个流程中，只存在一个A原始对象，因此对于B而言，即使在属性注入阶段将A原始对象注入，也并不会有任何影响，因为A原始对象在随后的生命周期中保持不变，未在堆中发生任何变化。

总结

在文章中详细探讨了循环依赖问题及其解决思路分析，揭示了Spring所提供的Bean创建过程并非如我们所想象的那样简单。这一过程涉及众多复杂步骤，因此Spring引入了缓存机制，通过在后续阶段逐步维护堆中的初始对象，并逐步进行赋值来逐步完成Bean的创建。这种缓慢而谨慎的方式确保了Bean的正确创建。

然而，这种处理方式仅适用于普通对象的创建。我们了解到，Spring还涉及另一个重要特性，即面向切面编程（AOP）。根据这一逻辑，AOP代理对象可能会遇到一些问题，这将在接下来的章节中进行深入讨论。这也解释了为何Spring需要三级缓存而不仅仅是二级缓存的原因。