spring解决bean的循环依赖问题

Spring 框架通过 **三级缓存机制** 解决单例 Bean 的循环依赖问题，同时确保代理对象（如 AOP 增强对象）的正确生成。以下是三级缓存的区别、作用及设计逻辑的详细分析： --- ### **一、三级缓存的定义与作用** | **缓存名称** | **存储内容** | **生命周期阶段** | **核心作用** | |---------------------------|-----------------------------------------------------------------------------|-------------------------------------|-----------------------------------------------------------------------------| | **一级缓存** `singletonObjects` | 完全初始化后的单例 Bean（包括代理对象） | Bean 完成实例化、属性注入、初始化后 | 提供最终可用的 Bean，避免重复创建 | | **二级缓存** `earlySingletonObjects` | 提前暴露的 Bean（可能是原始对象或代理对象），已实例化但未完成属性注入和初始化 | Bean 实例化后，但未完成初始化前 | 解决循环依赖，临时保存半成品 Bean，供其他 Bean 注入 | | **三级缓存** `singletonFactories` | 生成 Bean 的工厂（`ObjectFactory`），用于按需创建 Bean 的早期引用 | Bean 实例化后，但未开始属性注入前 | 延迟生成代理对象，确保循环依赖中注入的始终是增强后的 Bean | --- ### **二、三级缓存的协作流程** #### **1. 无循环依赖的场景** • **步骤**： 1. Bean 实例化后，生成原始对象，并注册 `ObjectFactory` 到 **三级缓存**。 2. 完成属性注入和初始化后，将 Bean 存入 **一级缓存**，并清理二、三级缓存。 • **特点**： 三级缓存仅在实例化阶段短暂存在，最终 Bean 直接进入一级缓存。 #### **2. 存在循环依赖的场景** 以 **Bean A 依赖 Bean B，Bean B 依赖 Bean A** 为例： 1. **创建 Bean A**： • 实例化 A（原始对象），注册 `ObjectFactory` 到 **三级缓存**。 • 开始注入属性时发现依赖 B，触发 B 的创建。 2. **创建 Bean B**： • 实例化 B（原始对象），注册 `ObjectFactory` 到 **三级缓存**。 • 开始注入属性时发现依赖 A，从 **三级缓存** 获取 A 的 `ObjectFactory`，生成 A 的早期引用（可能是代理对象），存入 **二级缓存**。 3. **完成 Bean B**： • B 注入 A 的早期引用后，完成初始化并存入 **一级缓存**。 4. **完成 Bean A**： • A 注入已初始化的 B，完成初始化并存入 **一级缓存**，清理二、三级缓存。 --- ### **三、关键设计逻辑** #### **1. 为什么需要三级缓存？** • **解决代理对象的唯一性**： 若直接使用二级缓存存储代理对象，当多个 Bean 依赖同一目标 Bean 时，可能导致代理对象重复生成。三级缓存的 `ObjectFactory` 通过延迟生成代理对象，确保全局唯一。 • **避免冗余判断**： 三级缓存通过工厂模式解耦代理生成逻辑，无需在每次获取 Bean 时检查是否需要代理。 #### **2. 与 AOP 代理的协作** • **代理对象的生成时机**： 在 `ObjectFactory` 的 `getObject()` 方法中，通过 `SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor`（如 `AbstractAutoProxyCreator`）动态生成代理对象。 • **示例代码**： ```java // AbstractAutowireCapableBeanFactory#getEarlyBeanReference protected Object getEarlyBeanReference(String beanName, RootBeanDefinition mbd, Object bean) { for (BeanPostProcessor bp : getBeanPostProcessors()) { if (bp instanceof SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor) { // 生成代理对象（如需要） return ((SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor) bp).getEarlyBeanReference(bean, beanName); } } return bean; // 无代理则返回原始对象 } ``` --- ### **四、示例：循环依赖 + AOP 代理** #### **场景** • Bean A 和 Bean B 相互依赖，且 Bean A 被 `@Transactional` 标记（需生成代理）。 #### **流程** 1. **创建 A**： • 实例化 A（原始对象），注册 `ObjectFactory` 到三级缓存。 • 注入 B 时触发 B 的创建。 2. **创建 B**： • 实例化 B（原始对象），注册 `ObjectFactory` 到三级缓存。 • 注入 A 时，从三级缓存获取 A 的 `ObjectFactory`，生成代理对象 ProxyA，存入二级缓存。 3. **完成 B**： • B 注入 ProxyA 后完成初始化，存入一级缓存。 4. **完成 A**： • A 注入 B 后，检查二级缓存发现已有 ProxyA，直接使用，最终存入一级缓存。 --- ### **五、总结** | **维度** | **一级缓存** | **二级缓存** | **三级缓存** | |------------------|---------------------------------|--------------------------------------|------------------------------------------| | **存储内容** | 完全初始化的 Bean | 提前暴露的半成品 Bean（可能为代理） | 生成 Bean 的工厂（用于按需创建代理） | | **存在意义** | 提供最终可用的 Bean | 临时解决循环依赖的引用问题 | 延迟生成代理，确保单例和增强逻辑正确性 | | **生命周期** | Bean 完全初始化后 | Bean 实例化后，初始化前 | Bean 实例化后，属性注入前 | **设计核心**： 通过三级缓存的协作，Spring 在保证单例的前提下，既解决了循环依赖问题，又确保 AOP 代理对象的正确性和唯一性。