Spring 循环依赖的三种方式（三级缓存解决Set循环依赖问题）

本篇文章解决以下问题：

• [1] . Spring循环依赖指的是什么？
• [2] . Spring能解决哪种情况的循环依赖？不能解决哪种情况？
• [3] . Spring能解决的循环依赖原理（三级缓存）

一、Spring 循环依赖可能出现的三种方式

第一种：构造器参数循环依赖

第二种：setter方式单例，默认方式

第三种：setter方式原型，prototype

第一种：构造器参数循环依赖

首先我们先初始化三个Bean。

public class StudentA {

    private StudentB studentB;

    public void setStudentB(StudentB studentB) {
        this.studentB = studentB;
    }

    public StudentA() {
    }

    public StudentA(StudentB studentB) {
        this.studentB = studentB;
    }
}

public class StudentB {

    private StudentC studentC ;

    public void setStudentC(StudentC studentC) {
        this.studentC = studentC;
    }

    public StudentB() {
    }

    public StudentB(StudentC studentC) {
        this.studentC = studentC;
    }
}

public class StudentC {

    private StudentA studentA;

    public void setStudentA(StudentA studentA) {
        this.studentA = studentA;
    }

    public StudentC() {
    }

    public StudentC(StudentA studentA) {
        this.studentA = studentA;
    }
}

application1.xml

    <bean id="a" class="cn.mayday.springrecycledp.demo1.StudentA">
        <constructor-arg index="0" ref="b"></constructor-arg>
    </bean>
    <bean id="b" class="cn.mayday.springrecycledp.demo1.StudentB">
        <constructor-arg index="0" ref="c"></constructor-arg>
    </bean>
    <bean id="c" class="cn.mayday.springrecycledp.demo1.StudentC">
        <constructor-arg index="0" ref="a"></constructor-arg>
    </bean>

测试类

    @Test
    public void test1() {
        ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("classpath:applicationContext1.xml");
    }

测试结果

Caused by: org.springframework.beans.factory.BeanCurrentlyInCreationException: Error creating bean with name 'a': Requested bean is currently in creation: Is there an unresolvable circular reference?

• 结果分析

Spring容器会将每一个正在创建的Bean
标识符放在一个“当前创建Bean池”中，Bean标识符在创建过程中将一直保持在这个池中。

因此如果在创建Bean过程中发现自己已经在“当前创建Bean池”里时将抛出BeanCurrentlyInCreationException异常表示循环依赖；而对于创建完毕的Bean将从“当前创建Bean池”中清除掉。

• 根据上述源码实现分析：Spring容器先创建单例StudentA，StudentA依赖StudentB，然后将A放在“当前创建Bean池”中，此时创建StudentB, StudentB依赖StudentC ,然后将B放在“当前创建Bean池”中,此时创建StudentC，StudentC又依赖StudentA， 但是，此时StudentA已经在池中，所以会报错，因为在池中的Bean都是未初始化完的，所以会依赖错误 ，（初始化完的Bean会从池中移除）

第二种：setter方式单例，默认方式

application2.xml

    <!--scope="singleton"(默认就是单例方式)  -->
    <bean id="a" class="cn.mayday.springrecycledp.demo1.StudentA" scope="singleton">
        <property name="studentB" ref="b"></property>
    </bean>
    <bean id="b" class="cn.mayday.springrecycledp.demo1.StudentB" scope="singleton">
        <property name="studentC" ref="c"></property>
    </bean>
    <bean id="c" class="cn.mayday.springrecycledp.demo1.StudentC" scope="singleton">
        <property name="studentA" ref="a"></property>
    </bean>

• 测试类

    @Test
    public void test2() {
        ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("classpath:applicationContext2.xml");
        System.out.println(context.getBean("a", StudentA.class));

    }

• 测试结果

没有报错

• 结果分析

如果要说setter方式注入的话，我们最好先看一张Spring中Bean实例化的图

 

image.png

如图中前两步骤得知：Spring是先将Bean对象实例化之后再设置对象属性的

• 为什么用set方式就不报错了呢 ？

结合上面那张图看，Spring先是用构造实例化Bean对象 ，此时Spring会将这个实例化结束的对象放到一个Map中，并且Spring提供了获取这个未设置属性的实例化对象引用的方法。

结合我们的实例来看，，当Spring实例化了StudentA、StudentB、StudentC后，紧接着会去设置对象的属性，此时StudentA依赖StudentB，就会去Map中取出存在里面的单例StudentB对象，以此类推，不会出来循环的问题喽。

第三种：setter方式原型，prototype

application3.xml

    <!--scope="prototype"  -->
    <bean id="a" class="cn.mayday.springrecycledp.demo1.StudentA" scope="prototype">
        <property name="studentB" ref="b"></property>
    </bean>
    <bean id="b" class="cn.mayday.springrecycledp.demo1.StudentB" scope="prototype">
        <property name="studentC" ref="c"></property>
    </bean>
    <bean id="c" class="cn.mayday.springrecycledp.demo1.StudentC" scope="prototype">
        <property name="studentA" ref="a"></property>
    </bean>

测试类

    @Test
    public void test3() {
        ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("classpath:applicationContext3.xml");
        System.out.println(context.getBean("a", StudentA.class));
    }

测试结果

Caused by: org.springframework.beans.factory.BeanCurrentlyInCreationException: Error creating bean with name 'a': Requested bean is currently in creation: Is there an unresolvable circular reference?

• 为什么原型模式就报错了呢 ？

scope="prototype" 意思是 每次请求都会创建一个实例对象。

两者的区别是：有状态的bean都使用Prototype作用域，无状态的一般都使用singleton单例作用域。

对于“prototype”作用域Bean，Spring容器无法完成依赖注入，因为“prototype”作用域的Bean，Spring容器不进行缓存，因此无法提前暴露一个创建中的Bean。

• 总结

• 1、 Spring bean初始化的循环依赖只能解决单例模式的set方式（依靠==第三级缓存==提前暴露==无参构造函数==new出的对象）

• 2、 scope="prototype"时，三级缓存不保存非单例模式的bean对象，所以无法解决。

二、 Spring解决单例模式循环依赖原理（三级缓存）

Spring三级缓存请参考文章

Spring源码初探-IOC(4)-Bean的初始化-循环依赖的解决(讲的很明白)

    /** Cache of singleton objects: bean name --> bean instance（缓存单例实例化对象的Map集合） */
    private final Map<String, Object> singletonObjects = new ConcurrentHashMap<String, Object>(64);

    /** Cache of singleton factories: bean name --> ObjectFactory（单例的工厂Bean缓存集合） */
    private final Map<String, ObjectFactory> singletonFactories = new HashMap<String, ObjectFactory>(16);

    /** Cache of early singleton objects: bean name --> bean instance（早期的单身对象缓存集合） */
    private final Map<String, Object> earlySingletonObjects = new HashMap<String, Object>(16);

    /** Set of registered singletons, containing the bean names in registration order（单例的实例化对象名称集合） */
    private final Set<String> registeredSingletons = new LinkedHashSet<String>(64);
    /**
     * 添加单例实例
     * 解决循环引用的问题
     * Add the given singleton factory for building the specified singleton
     * if necessary.
     * <p>To be called for eager registration of singletons, e.g. to be able to
     * resolve circular references.
     * @param beanName the name of the bean
     * @param singletonFactory the factory for the singleton object
     */
    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);
            }
        }
    }

参考文章：

1 面试必问：Spring 循环依赖的三种方式
2 Spring源码初探-IOC(4)-Bean的初始化-循环依赖的解决(讲的很明白)

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