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图解Spring解决循环依赖

小Hub领读：

Spring框架是所有java程序员都必须要懂的框架，都说ioc是核心，你知道如何解决循环依赖的问题么？看看这篇文章！

作者：Vt

原文： https://juejin.im/post/5e927e...

前言

Spring如何解决的循环依赖，是近两年流行起来的一道 Java 面试题。

其实笔者本人对这类 框架源码题 还是持一定的怀疑态度的。

如果笔者作为面试官，可能会问一些诸如 “如果注入的属性为 null ，你会从哪几个方向去排查” 这些 场景题 。

那么既然写了这篇文章，闲话少说，发车看看 Spring 是如何解决的循环依赖 ，以及带大家看清循环依赖的本质是什么。

正文

通常来说，如果问 Spring 内部如何解决循环依赖，一定是单默认的单例 Bean 中，属性互相引用的场景。

比如几个 Bean 之间的互相引用：

图解Spring解决循环依赖

甚至自己 “循环” 依赖自己：

图解Spring解决循环依赖

先说明前提：原型 (Prototype) 的场景是 不支持 循环依赖的，通常会走到 AbstractBeanFactory 类中下面的判断，抛出异常。

if (isPrototypeCurrentlyInCreation(beanName)) {
  throw new BeanCurrentlyInCreationException(beanName);
}

原因很好理解，创建 新的 A 时，发现要注入 原型字段 B ，又创建 新的 B 发现要注入 原型字段 A ...

这就套娃了, 你猜是先 StackOverflow 还是 OutOfMemory ？

Spring 怕你不好猜，就先抛出了 BeanCurrentlyInCreationException 图解Spring解决循环依赖

基于构造器的循环依赖，就更不用说了，官方文档都摊牌了，你想让构造器注入支持循环依赖，是不存在的，不如把代码改了。

那么默认单例的属性注入场景， Spring 是如何支持循环依赖的？

Spring解决循环依赖

首先，Spring 内部维护了三个 Map ，也就是我们通常说的 三级缓存 。

笔者翻阅 Spring 文档倒是没有找到三级缓存的概念，可能也是本土为了方便理解的词汇。

在 Spring 的 DefaultSingletonBeanRegistry 类中，你会赫然发现类上方挂着这三个 Map：

singletonObjects 它是我们最熟悉的朋友，俗称 “ 单例池 ”“ 容器 ”，缓存创建完成单例 Bean 的地方。
singletonFactories 映射创建 Bean 的原始工厂
earlySingletonObjects 映射 Bean 的早期引用，也就是说在这个 Map 里的 Bean 不是完整的，甚至还不能称之为 “ Bean ”，只是一个 Instance .

后两个 Map 其实是 “ 垫脚石 ” 级别的，只是创建 Bean 的时候，用来借助了一下，创建完成就清掉了。

所以笔者前文对 “三级缓存” 这个词有些迷惑，可能是因为注释都是以 Cache of 开头吧。

为什么成为后两个 Map 为 垫脚石 ，假设最终放在 singletonObjects 的 Bean 是你想要的一杯 “_凉白开_”。

那么 Spring 准备了两个杯子，即 singletonFactories 和 earlySingletonObjects 来回 “倒腾” 几番，把热水晾成“_凉白开_” 放到 singletonObjects 中。

闲话不说，都浓缩在图里。

图解Spring解决循环依赖

上面的是一张 GIF，如果你没看到可能还没加载出来。_三秒一帧，不是你电脑卡_。

笔者画了 17 张图 简化表述 了 Spring 的主要步骤，GIF 上方即是刚才提到的三级缓存，下方展示是主要的几个方法。

当然了，这个地步你肯定要结合 Spring 源码来看，要不肯定看不懂。

如果你只是想大概了解，或者面试，可以先记住笔者上文提到的 “ 三级缓存 ”，以及下文即将要说的本质。

循环依赖的本质

上文了解完 Spring 如何处理循环依赖之后，让我们跳出 “ 阅读源码 ” 的思维，假设让你实现一个有以下特点的功能，你会怎么做？

将指定的一些类实例为单例
类中的字段也都实例为单例
支持循环依赖

举个例子，假设有类 A：

public class A {
    private B b;
}

类 B：

public class B {
    private A a;
}

说白了让你 模仿 Spring ： 假装 A 和 B 是被 @Component 修饰，

并且类中的字段假装是 @Autowired 修饰的，处理完放到 Map 中。

其实非常简单，笔者写了一份粗糙的代码，可供参考：

    /**
     * 放置创建好的bean Map
     */
    private static Map<String, Object> cacheMap = new HashMap<>(2);

    public static void main(String[] args) {
        // 假装扫描出来的对象
        Class[] classes = {A.class, B.class};
        // 假装项目初始化实例化所有bean
        for (Class aClass : classes) {
            getBean(aClass);
        }
        // check
        System.out.println(getBean(B.class).getA() == getBean(A.class));
        System.out.println(getBean(A.class).getB() == getBean(B.class));
    }

    @SneakyThrows
    private static <T> T getBean(Class<T> beanClass) {
        // 本文用类名小写 简单代替bean的命名规则
        String beanName = beanClass.getSimpleName().toLowerCase();
        // 如果已经是一个bean，则直接返回
        if (cacheMap.containsKey(beanName)) {
            return (T) cacheMap.get(beanName);
        }
        // 将对象本身实例化
        Object object = beanClass.getDeclaredConstructor().newInstance();
        // 放入缓存
        cacheMap.put(beanName, object);
        // 把所有字段当成需要注入的bean，创建并注入到当前bean中
        Field[] fields = object.getClass().getDeclaredFields();
        for (Field field : fields) {
            field.setAccessible(true);
            // 获取需要注入字段的class
            Class<?> fieldClass = field.getType();
            String fieldBeanName = fieldClass.getSimpleName().toLowerCase();
            // 如果需要注入的bean，已经在缓存Map中，那么把缓存Map中的值注入到该field即可
            // 如果缓存没有 继续创建
            field.set(object, cacheMap.containsKey(fieldBeanName)
                    ? cacheMap.get(fieldBeanName) : getBean(fieldClass));
        }
        // 属性填充完成，返回
        return (T) object;
    }

这段代码的效果，其实就是处理了循环依赖，并且处理完成后，cacheMap 中放的就是完整的 “ Bean ” 了图解Spring解决循环依赖

这就是 “ 循环依赖 ” 的本质，而不是 “Spring 如何解决循环依赖”。

之所以要举这个例子，是发现一小部分盆友陷入了 “ 阅读源码的泥潭 ”，而忘记了问题的本质。

为了看源码而看源码，结果一直看不懂，却忘了本质是什么。

如果真看不懂，不如先写出基础版本，逆推 Spring 为什么要这么实现，可能效果会更好。

what？问题的本质居然是 two sum！

看完笔者刚才的代码有没有似曾相识？没错，和 two sum 的解题是类似的。

不知道 two sum 是什么梗的，笔者和你介绍一下：

two sum是刷题网站 leetcode 序号为 1 的题，也就是大多人的算法入门的第一题。

常常被人调侃，有 算法面 的公司，被面试官钦定了，合的来。那就来一道 two sum 走走过场。

问题内容是：给定 一个数组 ，给定 一个数字 。返回数组中可以 相加得到指定数字 的两个索引。

比如：给定 nums = [2, 7, 11, 15], target = 9

那么要返回 [0, 1] ，因为 2 + 7 = 9

这道题的优解是，一次遍历 + HashMap：

class Solution {
    public int[] twoSum(int[] nums, int target) {
        Map<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            int complement = target - nums[i];
            if (map.containsKey(complement)) {
                return new int[] { map.get(complement), i };
            }
            map.put(nums[i], i);
        }
        throw new IllegalArgumentException("No two sum solution");
    }
}
//作者：LeetCode
//链接：https://leetcode-cn.com/problems/two-sum/solution/liang-shu-zhi-he-by-leetcode-2/
//来源：力扣（LeetCode）

先去 Map 中找 需要的数字 ，没有就将 当前的数字 保存在 Map 中，如果找到 需要的数字 ，则一起返回。

和笔者上面的代码是不是一样？

先去缓存里找 Bean ，没有则 实例化当前的 Bean 放到 Map，如果有需要依赖当前 Bean 的，就能从 Map 取到。