深入剖析Spring如何解决循环依赖

目录

• 一、什么是循环依赖
• 二、Spring循环依赖的三种情况
• 三、Spring解决循环依赖的核心思想
• 四、三级缓存详解
• 1. 三级缓存结构
• 2. Bean创建与三级缓存交互流程
• 3. 循环依赖解决示例
• 五、源码分析
• 六、为什么构造器循环依赖无法解决
• 七、为什么原型模式的循环依赖无法解决
• 八、Spring解决循环依赖的局限性
• 九、最佳实践
• 十、总结

一、什么是循环依赖

循环依赖（Circular Dependency）是指两个或多个Bean相互依赖，形成一个闭环的情况。例如：

@Service
public class AService {
    @Autowired
    private BService bService;
}

@Service
public class BService {
    @Autowired
    private AService aService;
}

上述代码中，AService依赖BService，而BService又依赖AService，形成了循环依赖。

二、Spring循环依赖的三种情况

构造器循环依赖：通过构造器注入形成的循环依赖，Spring无法解决，会直接抛出BeanCurrentlyInCreationException

Setter循环依赖（单例模式）：通过setter方法注入形成的循环依赖，Spring可以解决

原型模式(prototype)循环依赖：scope为prototype的bean形成的循环依赖，Spring无法解决

三、Spring解决循环依赖的核心思想

Spring通过三级缓存机制来解决单例模式下的Setter循环依赖问题。核心思想是：

提前暴露未完全初始化的Bean实例：在Bean创建过程中，在完成实例化后、初始化前，将Bean的引用提前暴露

分级缓存：使用三级缓存存储不同状态的Bean，确保依赖注入时能获取到正确的引用

四、三级缓存详解

1. 三级缓存结构

/** 一级缓存：存放完全初始化好的Bean */
private final Map<String, Object> singletonObjects = new ConcurrentHashMap<>(256);

/** 二级缓存：存放原始的Bean对象（尚未填充属性） */
private final Map<String, Object> earlySingletonObjects = new HashMap<>(16);

/** 三级缓存：存放Bean工厂对象，用于生成原始Bean对象 */
private final Map<String, ObjectFactory<?>> singletonFactories = new HashMap<>(16);

2. Bean创建与三级缓存交互流程

1.创建Bean实例：通过反射调用构造器创建Bean实例

2.放入三级缓存：将Bean包装成ObjectFactory并放入三级缓存singletonFactories

3.属性填充：填充Bean的属性，此时如果发现依赖其他Bean

• 从一级缓存singletonObjects获取
• 如果不存在，尝试从二级缓存earlySingletonObjects获取
• 如果还不存在，从三级缓存singletonFactories获取ObjectFactory并生成Bean，然后放入二级缓存

4.初始化：执行初始化方法（@PostConstruct等）

5.放入一级缓存：将完全初始化好的Bean放入一级缓存，删除二、三级缓存中的记录

3. 循环依赖解决示例

以AService和BService的循环依赖为例：

1.开始创建AService

• 实例化AService
• 将AService的ObjectFactory放入三级缓存

2.填充AService属性时发现需要BService

• 开始创建BService
• 实例化BService
• 将BService的ObjectFactory放入三级缓存

3.填充BService属性时发现需要AService

• 从一级缓存获取AService → 不存在
• 从二级缓存获取AService → 不存在
• 从三级缓存获取AService的ObjectFactory → 存在，生成AService早期引用并放入二级缓存
• 将AService早期引用注入BService

4.BServic编程客栈e继续完成属性填充和初始化

5.BService创建完成，放入一级缓存

6.AService获得完全初始化的BService引用

7.AService继续完成属性填充和初始化

8.AService创建完成，放入一级缓存

五、源码分析

关键源码在DefaultSingletonBeanRegistry类中：

protected Objecandroidt getSingleton(String beanName, boolean allowEarlyReference) {
    // 1. 先从一级缓存获取
    Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
    if (singletonObject == null && isSingletonCurrentlyInCreation(beanNa编程客栈me)) {
        synchronized (this.singletonObjects) {
            // 2. 从二级缓存获取
            singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName);
            if (singletonObject == null && allowEarlyReference) {
                // 3. 从三级缓存获取ObjectFactory
                ObjectFactory<?> singletonFactory = this.singletonFactories.get(beanName);
                if (singletonFactory != null) {
                    singletonObject = singletonFactory.getObject();
                    // 将三级缓存提升到二级缓存
                    this.earlySingletonObjects.put(beanName, singletonObject);
                    this.singletonFactories.remove(beanName);
                }
            }
        }
    }
    return singletonObject;
}

六、为什么构造器循环依赖无法解决

时序问题：构造器注入发生在实例化阶段，此时Bean尚未创建完成，无法提前暴露引用

缓存机制不适用：三级缓存机制依赖于在实例化后、初始化前暴露引用，而构造器注入时连实例都还没完全创建

七、为什么原型模式的循环依赖无法解决

生命周期不同：原型模式每次获取都创建新实例，Spring不缓存原型Bean

无法提前暴露引用：没有缓存机制支持，无法在创建过程中共享未完成初始化的引用

八、Spring解决循环依赖的局限性

只能解决单例模式的Setter注入循环依赖

大量使用循环依赖会导致代码结构混乱，增加维护难度

某些AOP场景下可能出现问题（需要特殊处理）

九、最佳实践

避免循环依赖：通过设计模式（如中介者模式、观察者模式）重构代码

使用Setter注入替代构造器注入：如果必须使用循环依赖

使用@Lazy注解：延迟加载依赖的Bean

@Service
public class AService {
    @Autowired
    @Lazy
    private BService bService;
}

使用ApplicationContextAware接口：手动获取依赖Bjavascriptean

十、总结

Spring通过三级缓存机制巧妙地解决了单例模式下Setter注入的循环依赖问题，但其本质上是一种妥协方案。良好的系统设计应当尽量避免循环依赖，保持清晰的依赖关系。理解Spring解决循环依赖的机制，有助于我们更好地使用Spring框架，并在遇到相关问题时能够快速定位和解决。

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