spring循环依赖策略解析

循环依赖

所谓循环依赖就是多个Bean之间依赖关系形成一个闭环，例如A->B->C->...->A 这种情况，当然，最简单的循环依赖就是2个Bean之间互相依赖：A->B（A依赖B), B->A(B依赖A) 。在Spring中，如果A->B,那么在创建A的过程中会去创建B,在创建B（或B的依赖)的过程中又发现B->A，这个时候就出现了循环依赖的现象。

循环依赖的解决

spring中的循环依赖只有当

1.Bean是单例，
2.通过属性注入的情况

这两个条件满足的情况下是没问题的。但是如果是通过构造器依赖，或者不是单例模式的情况下循环依赖就会抛出异常BeanCurrentlyInCreationException。下面从代码层面上解析一下为什么。

Prototype的循环依赖问题

为什么最先介绍Prototype的循环依赖呢，因为可以顺便介绍在Spring中创建Bean的流程核心流程：在AbstractFoctory的doGetBean的方法。这个方法很长，这里只写出核心逻辑，并在注解上注明了个人理解：

protected <T> T doGetBean(
  final String name, final Class<T> requiredType, final Object[] args, boolean typeCheckOnly)
  throws BeansException {

 final String beanName = transformedBeanName(name);
 Object bean;

 //尝试获取单例对象，因为spring大部分的bean都是单例的，所以这里先尝试能否获取。
 registered singletons.
 Object sharedInstance = getSingleton(beanName);
 //单例存在的情况下，那么beanName返回的肯定是单例类，但是这里还需要判断是不是FactoryBean
 if (sharedInstance != null && args == null) {
  ...
  //FactoryBean应该返回getObject()对象
  bean = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, null);
 }

 else {
  //走到这里，有可能beanName是单例模式，但之前并没有实例化，或者是Prototype类型。
  //首先判断不是循环依赖，这里的循环依赖指的是Prototype类型
  if (isPrototypeCurrentlyInCreation(beanName)) {
   throw new BeanCurrentlyInCreationException(beanName);
  }


  try {
   final RootBeanDefinition mbd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName);
   // 如果是单例，则创建单例模式
   if (mbd.isSingleton()) {
    // !!!这里是解决单例循环依赖的关键，后面再分析
    sharedInstance = getSingleton(beanName, new ObjectFactory<Object>() {
     @Override
     public Object getObject() throws BeansException {
      try {
       return createBean(beanName, mbd, args);
      }
      catch (BeansException ex) {
       throw ex;
      }
     }
    });
    bean = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, mbd);
   }

   else if (mbd.isPrototype()) {
    // 原型模式，则创建一个新对象.
    Object prototypeInstance = null;
    try {
     /*这里是Prototype循环依赖的问题，会记录在map中beanName，
     如果在解决当前Bean的依赖过程中还依赖当前Bean，
     则说明了出现了循环依赖
     */
       beforePrototypeCreation(beanName);
       prototypeInstance = createBean(beanName, mbd, args);
    }
    finally {
     //对应beforePrototypeCreation()，从map中移除
       afterPrototypeCreation(beanName);
    }
    bean = getObjectForBeanInstance(prototypeInstance, name, beanName, mbd);
   }
   ...
  }
 }

 ...
 return (T) bean;
}

可以看出，该流程中就考虑了Prototype的循环依赖的问题，只要在创建Prototype的Bean中出现循环依赖那么就抛出异常。但是在singleton的情况下，则通过另外的方式来解决。

Singleton的循环依赖之构造注入

在上面介绍中，出现了一个很关键的地方：

sharedInstance = getSingleton(beanName, new ObjectFactory<Object>() {
 @Override
 public Object getObject() throws BeansException {
  try {
   return createBean(beanName, mbd, args);
  }
  catch (BeansException ex) {
   throw ex;
  }
 }
});

这个getSingleton涉及到了ObjectFactory这个接口类，这个接口的功能和FactoryBean类似，但是主要是用来解决循环依赖的。在初始化过程同决定返回的Singleton对象是。关于单例的对象的创建，又要介绍一下DefaultSingletonBeanRegistry这个类，这个类主要用来帮助创建单例模式，其中主要的属性：

/** 缓存创建的单例对象: bean名字 --> bean对象 */
private final Map<String, Object> singletonObjects = new ConcurrentHashMap<String, Object>(256);

/** 缓存单例的factory,就是ObjectFactory这个东西，: bean name --> ObjectFactory */
private final Map<String, ObjectFactory<?>> singletonFactories = new HashMap<String, ObjectFactory<?>>(16);

/** 也是缓存创建的单例对象，功能和singletonObjects不一样，
在bean构造成功之后，属性初始化之前会把对象放入到这里，
主要是用于解决属性注入的循环引用: bean name --> bean instance
*/
private final Map<String, Object> earlySingletonObjects = new HashMap<String, Object>(16);

/** 记录在创建单例对象中循环依赖的问题，还记得Prototype中又记录创建过程中依赖的map吗？
在Prototype中只要出现了循环依赖就抛出异常，而在单例中会尝试解决 */
private final Set<String> singletonsCurrentlyInCreation =
  Collections.newSetFromMap(new ConcurrentHashMap<String, Boolean>(16));

现在回过来看getSingleton(beanName, new ObjectFactory<Object>()这个方法的实现。

public Object getSingleton(String beanName, ObjectFactory<?> singletonFactory) {

 synchronized (this.singletonObjects) {
  //尝试在singletonObjects中获取
  Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
  if (singletonObject == null) {
   //不存在则创建
   //把当前beanName加入到singletonsCurrentlyInCreation中
   beforeSingletonCreation(beanName);
   try {

    singletonObject = singletonFactory.getObject();
   }
   ...
   finally {
    ...
    //从singletonsCurrentlyInCreation中删除beanName
    afterSingletonCreation(beanName);
   }
  }
  return (singletonObject != NULL_OBJECT ? singletonObject : null);
 }
}

这段逻辑是不是和Prototype中解决循环类似,这里其实就是调用了ObjectFactory的getObject()获取对象，回过头去看前面代码，ObjectFactory的getObject()方法实际调用的是createBean(beanName, mbd, args)。说到createBean(beanName, mbd, args)又不得不说AbstractAutowireCapableBeanFactory这个类，主要功能就是完成依赖注入的Bean的创建，这个类的createBean方法代码如下,注意注解说明：

@Override
protected Object createBean(String beanName, RootBeanDefinition mbd, Object[] args) throws BeanCreationException {
 ...
 Object beanInstance = doCreateBean(beanName, mbdToUse, args);
 ...
}

protected Object doCreateBean(final String beanName, final RootBeanDefinition mbd, final Object[] args)
   throws BeanCreationException {

 // 实例化bean
 BeanWrapper instanceWrapper = null;
 if (mbd.isSingleton()) {
  instanceWrapper = this.factoryBeanInstanceCache.remove(beanName);
 }
 if (instanceWrapper == null) {
  //如果没实例化则创建新的BeanWrapper
  //如果是通过构造器注入，这里是一个关键点
  /*
  因为在A初始化的时候发现构造函数依赖B，就会去实例化B，
  然后B也会运行到这段逻辑，构造函数中发现依赖A，
  这个时候就会抛出循环依赖的异常
  */
    instanceWrapper = createBeanInstance(beanName, mbd, args);
 }


 //如果当前是单例，并且allowCircularReferences为true(默认就是true，除非我们不希望Spring帮我们解决)
 boolean earlySingletonExposure = (mbd.isSingleton() && this.allowCircularReferences &&
   isSingletonCurrentlyInCreation(beanName));
 if (earlySingletonExposure) {
  /*
  ！！！这里很重要，把构造成功，但属性还没注入的
  的bean加到singletonFactory中，这样再解决A的依赖
  过程中如果依赖A，就把这个半成品返回回去。
  */
  addSingletonFactory(beanName, new ObjectFactory<Object>() {
   @Override
   public Object getObject() throws BeansException {
    return getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean);
   }
  });
 }


 Object exposedObject = bean;
 try {
  //自动注入属性
  populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);
  if (exposedObject != null) {
   exposedObject = initializeBean(beanName, exposedObject, mbd);
  }
 }
 ...

 return exposedObject;
}

注解已经注明了我的理解。就不再赘述

总结

上面代码是我一边debug一个写下的，现在写完了，根据自己的理解总结一下。

相关类说明

AbstractBeanFactory,这个类中包含了Bean创建的主要流程，在doGetBean这个方法中包含了对Prototype循环依赖处理。逻辑很简单，出现了循环依赖则直接抛出异常

DefaultSingletonBeanRegister 用于管理Singleton的对象的创建，以及解决循环依赖的问题,其中解决循环依赖的关键属性就是了earlySingletonObjects，他会在构造Singleton对象过程中暂时缓存构造成功，但属性还未注入的对象，这样就可以解决循环依赖的问题。

AbstractAutowireCapableBeanFactory,自动注入的相关逻辑，包自动注入的对象的创建、初始化和注入。但如果在调用构造函数中发现了循环依赖，则抛出异常

ObjectFactory,这个接口功能和FactoryBean类似，但是为了解决循环依赖，他决定了在获取的getSingleton()是一个完成品还是一个半成品。

思考

如果A--构造依赖->B，B--属性依赖-->A，例如：

@Component
public class BeanA {
 private BeanB beanB;

 @Autowired
 public BeanA(BeanB beanB) {
  this.beanB = beanB;
 }
}

@Component
public class BeanB {
 @Autowired
 private BeanA beanA;
}

这种情况会异常吗？提示：都有可能

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