Spring循环依赖

spring循环依赖---属性注入---自动注入
spring bean的生命周期
springbean实例化的大概过程
spring循环依赖
spring中循环依赖是如何解决的
	spring中是默认支持循环依赖的
	这么证明他是默认支持的？这么关闭循环依赖
	spring解决循环依赖的细节--源码

配置一个循环依赖

//配置类
@ComponentScan("com.lq")
public class AppConfig {
}

@Component
public class IndexService {

    @Autowired
    private UserService userService;

    public IndexService(){
        System.out.println("IndexService");
    }

    public void getService(){
        System.out.println(userService);
    }
}
@Component
public class UserService {

    @Autowired
    private IndexService indexService;

    public UserService(){
        System.out.println("UserService...");
    }
}

测试

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        AnnotationConfigApplicationContext ac = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);

        ac.getBean(IndexService.class).getService();
    }
}
/*
IndexService
UserService...
com.lq.service.UserService@2de8284b
*/

依赖注入，Spring初始化时就已经完成

1 2	1.初始化bean---bean有一个初始化的过程---Spring bean的生命周期

Bean的生命周期

所有的对象都是Bean? 不是

所有的Bean都是对象

Bean的生命周期指的就是：在Spring中，Bean是如何生成的？

class—-beanDefinition —-object(bean)

被Spring管理的对象叫做Bean。Bean的生成步骤如下：
1. jvm讲所有的类加载到方法区
2. Spring扫描class(@ComponentScan("com.lq"))得到BeanDefinition
3. 根据得到的BeanDefinition去生成bean
4. 首先根据class推断构造方法
5. 根据推断出来的构造方法，反射，得到一个对象（暂时叫做原始对象）
6. 填充原始对象中的属性（依赖注入）
7. 如果原始对象中的某个方法被AOP了，那么则需要根据原始对象生成一个代理对象
8. 把最终生成的代理对象放入单例池（源码中叫做singletonObjects）中，下次getBean时就直接从单例池拿即可

可以看到，对于Spring中的Bean的生成过程，步骤还是很多的，并且不仅仅只有上面的8步，还有很多很多，比如Aware回调、初始化等等，

在放入map之前会检查类有没有实现BeanFactoryPostProcessor 扩展内容

Spring默认是支持循环依赖的

spring在初始化bean生命周期的过程中有一个节阶段是，是判断容器是不是支持循环依赖，spring默认是支持的，需要通过spring 提供的api来修改修改这个属性关闭循环依赖的支持

Spring创建Bean的流程

在这里插入图片描述

对Bean的创建最为核心三个方法解释如下：

createBeanInstance：例化，其实也就是调用对象的构造方法实例化对象
populateBean：填充属性，这一步主要是对bean的依赖属性进行注入(@Autowired)
initializeBean：回到一些形如initMethod、InitializingBean等方法

从对单例Bean的初始化可以看出，循环依赖主要发生在第二步（populateBean），也就是field属性注入的处理。

Spring在处理属性注入的时候有很多的后置处理器，用来对当前的类进行属性注入

1 2	ibp.postProcessProPerties()//每个后置处理器负责一种注入 //有注入Autowired 有注入 Resource的有处理AOP的等等

注入的流程，拿ndexService注入UserService

需要从getBean(user)---从容器中取出
	可能拿不到---判断从第三个缓存中拿到---拿就开始new这个对象---就开始走UserService的生命周期---注入indexService---从容器中getBean(index) (这个容器就是单例池)
	到这里getBean时 会判断到indexService正在创建过程中，然后从一个缓存中获取这个对象，虽然index对象是一个半成品，但是还是可以给user注入成功。这里还需要判断spring是否支持循环依赖。
	因为所有正在创建的bean会被放入一个set集合，这集合用于判断这个对象是不是正在创建过程中。

获取单例Bean的源码如下

@Nullable
protected Object getSingleton(String beanName, boolean allowEarlyReference) {
   // Quick check for existing instance without full singleton lock
    // 从一级缓存中获取bean实例
   Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
   if (singletonObject == null && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
      // 如果有正在创建的Bean，那么从二级缓存中获取，早期的单例对象
      singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName);
      if (singletonObject == null && allowEarlyReference) {
         synchronized (this.singletonObjects) {
            // Consistent creation of early reference within full singleton lock
            // 二次检查一级缓存中是否有单例对象
            singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
            if (singletonObject == null) {
               // 二次判断二级缓存中是否存在单例对象
               singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName);
               if (singletonObject == null) {
                  // 从三级缓存中获取Bean
                  ObjectFactory<?> singletonFactory = this.singletonFactories.get(beanName);
                  if (singletonFactory != null) {
                     // 如果三级缓存中 单例工厂中有对象，那么就将该对象放在二级缓存中，并且将bean从三级缓存去除
                     singletonObject = singletonFactory.getObject();
                     this.earlySingletonObjects.put(beanName, singletonObject);
                     this.singletonFactories.remove(beanName);
                  }
               }
            }
         }
      }
   }
   return singletonObject;
}

三个缓存

三个map

singletonObjects Spring的容器单例池一级缓存
private final Map<String, Object> singletonObjects = new ConcurrentHashMap<>(256);
earlySingletonObjects 二级缓存
private final Map<String, Object> earlySingletonObjects = new HashMap<>(16);
表示缓存的是早期的bean对象。早期是什么意思？表示Bean的生命周期还没走完就把这个Bean放入了earlySingletonObjects。
singletonFactories 这里存放的就是单例工厂三级缓存这里存放的是一个ObjectFactory函数式接口
private final Map<String, ObjectFactory<?>> singletonFactories = new HashMap<>(16);

二级缓存

二级缓存也被称作半成品池，为什么是半成品，因为被放入进行的对象还没有完成完成Bean的属性注入和初始化方法调用。
那么要二级缓存干嘛

如果我们存在如下的依赖关系

A需要B，这个时候spring先去创建B，B需要A，会从三级缓存拿到B的ObjectFactory得到代理的A，并且A被放入二级缓存，返回B继续注入C，spring去创建C，发现C依赖于A先从缓存拿，一级没有，二级存在AProxy，如果假设不存在二级缓存那么此时C还会从三级缓存拿到A的ObjectFactory生成一个AProxy1，这样spring容器中的单例池不知道到底保存哪一个好，B的属性A和C的属性A却不是同一个A

这就是二级缓存的作用，避免多次对A进行AOP增强产品多个A的代理对象，并且可以说加快了一点效率，如果每次都循环所有SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor调用getEarlyBeanReference岂不是很浪费时间

三级缓存

这里最难理解的在于，为什么还要一个三级缓存，三级缓存ObjectFactory有啥用

当前2个缓存中没有，这里需要判断是不是允许的循环依赖，从三级缓存中存入二级缓存，然后清除
在创建对象时会将创建的bean放入一个map (beanName,singletoFactory单例工厂)
.getObject();这里可以产生一个对象，可以对对象做很多事情，如AOP

作用：工厂，用于产生一个对象

从三级缓存中获取工厂，根据工厂产生一个对象，放入2级缓存中

问题：为什么不直接创建一个对象返回？三级缓存的意义?

**防止重复创建，优化性能**，创建一个新的对象消耗很多的资源，如使用AOP代理

三级缓存是用于存放原始的注入对象的ObjectFactory，这些对象还是简单对象并没有被代理，三级缓存是用于解决循环依赖问题，当对象A依赖对象B时，A对象就会被先临时存放在三级缓存中，然后初始化B对象。在这个时间点如果有别的注入对象需要依赖A对象就会从三级缓存中查询，并通过三级缓存的getObject方法生成代理对象然后将A对象的ObjectFactory从三级缓存中删除，把被AProxy放入二级缓存

AOP

@ComponentScan("com.lq")
@EnableAspectJAutoProxy
public class AppConfig {
}

//定义一个切面
@Component
@Aspect
public class NotVeryUsefulAspect {

    @Pointcut("execution(* com.lq.service.*(..))")
    public void anyPublicMethod(){

    }

    @Before("anyPublicMethod()")
    public void before(){
        System.out.println("-----------aop-----------");
    }
}

/*
IndexService
UserService...
-----------aop-----------
com.lq.service.UserService@2002fc1d
*/

在放入缓存的时候是放入一个工厂，方便之后使用AOP的代理

SpringBean初始化方法

先注解，在implement，再xml

Spring在执行生命周期回调时会按这个顺序进行检查。

解决循环依赖思路分析

么如何打破这个循环，加个中间人（缓存）

A的Bean在创建过程中，在进行依赖注入之前，先把A的原始Bean放入缓存（提早暴露，只要放到缓存了，其他Bean需要时就可以从缓存中拿了），放入缓存后，再进行依赖注入，此时A的Bean依赖了B的Bean，如果B的Bean不存在，则需要创建B的Bean，而创建B的Bean的过程和A一样，也是先创建一个B的原始对象，然后把B的原始对象提早暴露出来放入缓存中，然后在对B的原始对象进行依赖注入A，此时能从缓存中拿到A的原始对象（虽然是A的原始对象，还不是最终的Bean），B的原始对象依赖注入完了之后，B的生命周期结束，那么A的生命周期也能结束。

因为整个过程中，都只有一个A原始对象，所以对于B而言，就算在属性注入时，注入的是A原始对象，也没有关系，因为A原始对象在后续的生命周期中在堆中没有发生变化。

从上面这个分析过程中可以得出，只需要一个缓存就能解决循环依赖了，那么为什么Spring中还需要singletonFactories呢？

这是难点，基于上面的场景想一个问题：如果A的原始对象注入给B的属性之后，A的原始对象进行了AOP产生了一个代理对象，此时就会出现，对于A而言，它的Bean对象其实应该是AOP之后的代理对象，而B的a属性对应的并不是AOP之后的代理对象，这就产生了冲突。

B依赖的A和最终的A不是同一个对象。

那么如何解决这个问题？这个问题可以说没有办法解决。

因为在一个Bean的生命周期最后，Spring提供了BeanPostProcessor可以去对Bean进行加工，这个加工不仅仅只是能修改Bean的属性值，也可以替换掉当前Bean。

举个例子

1
2
3

@Component
public class User {
}

@Component
public class MyBeanPostProcessor implements BeanPostProcessor {

    @Override
    public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {

        // 注意这里，生成了一个新的User对象
        if (beanName.equals("user")) {
            System.out.println(bean);
            User user = new User();
            return user;
        }

        return bean;
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {

        AnnotationConfigApplicationContext context =
                new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
        
        User user = context.getBean("user", User.class);
        System.out.println(user);

    }
}
/*
com.lq.service.User@5e025e70
com.lq.service.User@1b0375b3
*/

所以在BeanPostProcessor中可以完全替换掉某个beanName对应的bean对象。

而BeanPostProcessor的执行在Bean的生命周期中是处于属性注入之后的，循环依赖是发生在属性注入过程中的，所以很有可能导致，注入给B对象的A对象和经历过完整生命周期之后的A对象，不是一个对象。这就是有问题的。

所以这种情况下的循环依赖，Spring是解决不了的，因为在属性注入时，Spring也不知道A对象后续会经过哪些BeanPostProcessor以及会对A对象做什么处理。

Spring到底解决了哪种情况下的循环依赖

AOP就是通过一个BeanPostProcessor来实现的，这个BeanPostProcessor就是AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator，它的父类是AbstractAutoProxyCreator，而在Spring中AOP利用的要么是JDK动态代理，要么CGLib的动态代理，所以如果给一个类中的某个方法设置了切面，那么这个类最终就需要生成一个代理对象。

一般过程就是：A类—>生成一个普通对象–>属性注入–>基于切面生成一个代理对象–>把代理对象放入singletonObjects单例池中。

而AOP可以说是Spring中除开IOC的另外一大功能，而循环依赖又是属于IOC范畴的，所以这两大功能想要并存，Spring需要特殊处理。

如何处理的，就是利用了第三级缓存singletonFactories。

首先，singletonFactories中存的是某个beanName对应的ObjectFactory，在bean的生命周期中，生成完原始对象之后，就会构造一个ObjectFactory存入singletonFactories中。这个ObjectFactory是一个函数式接口，所以支持Lambda表达式：() -> getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean)

上面的Lambda表达式就是一个ObjectFactory，执行该Lambda表达式就会去执行getEarlyBeanReference方法，而该方法如下：

protected Object getEarlyBeanReference(String beanName, RootBeanDefinition mbd, Object bean) {
    Object exposedObject = bean;
    if (!mbd.isSynthetic() && hasInstantiationAwareBeanPostProcessors()) {
        for (BeanPostProcessor bp : getBeanPostProcessors()) {
            if (bp instanceof SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor) {
                SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor ibp = (SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor) bp;
                exposedObject = ibp.getEarlyBeanReference(exposedObject, beanName);
            }
        }
    }
    return exposedObject;
}

该方法会去执行SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor中的getEarlyBeanReference方法，而这个接口下的实现类中只有两个类实现了这个方法，一个是AbstractAutoProxyCreator，一个是InstantiationAwareBeanPostProcessorAdapter，它的实现如下：

// InstantiationAwareBeanPostProcessorAdapter
@Override
public Object getEarlyBeanReference(Object bean, String beanName) throws BeansException {
    return bean;
}

// AbstractAutoProxyCreator
@Override
public Object getEarlyBeanReference(Object bean, String beanName) {
    Object cacheKey = getCacheKey(bean.getClass(), beanName);
    this.earlyProxyReferences.put(cacheKey, bean);
    return wrapIfNecessary(bean, beanName, cacheKey);
}

所以很明显，在整个Spring中，默认就只有AbstractAutoProxyCreator真正意义上实现getEarlyBeanReference方法，而该类就是用来进行AOP的。上文提到的AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator的父类就是AbstractAutoProxyCreator。

那么getEarlyBeanReference方法到底在干什么？

首先得到一个cachekey，cachekey就是beanName。

然后把beanName和bean（这是原始对象）存入earlyProxyReferences中

调用wrapIfNecessary进行AOP，得到一个代理对象。

左边文字：

这个ObjectFactory就是上文说的labmda表达式，中间有getEarlyBeanReference方法，注意存入singletonFactories时并不会执行lambda表达式，也就是不会执行getEarlyBeanReference方法

右边文字：

从singletonFactories根据beanName得到一个ObjectFactory，然后执行ObjectFactory，也就是执行getEarlyBeanReference方法，此时会得到一个A原始对象经过AOP之后的代理对象，然后把该代理对象放入earlySingletonObjects中，注意此时并没有把代理对象放入singletonObjects中，那什么时候放入到singletonObjects中呢？

我们这个时候得来理解一下earlySingletonObjects的作用，此时，我们只得到了A原始对象的代理对象，这个对象还不完整，因为A原始对象还没有进行属性填充，所以此时不能直接把A的代理对象放入singletonObjects中，所以只能把代理对象放入earlySingletonObjects，假设现在有其他对象依赖了A，那么则可以从earlySingletonObjects中得到A原始对象的代理对象了，并且是A的同一个代理对象。

当B创建完了之后，A继续进行生命周期，而A在完成属性注入后，会按照它本身的逻辑去进行AOP，而此时我们知道A原始对象已经经历过了AOP，所以对于A本身而言，不会再去进行AOP了，那么怎么判断一个对象是否经历过了AOP呢？会利用上文提到的earlyProxyReferences，在AbstractAutoProxyCreator的postProcessAfterInitialization方法中，会去判断当前beanName是否在earlyProxyReferences，如果在则表示已经提前进行过AOP了，无需再次进行AOP。

对于A而言，进行了AOP的判断后，以及BeanPostProcessor的执行之后，就需要把A对应的对象放入singletonObjects中了，但是我们知道，应该是要A的代理对象放入singletonObjects中，所以此时需要从earlySingletonObjects中得到代理对象，然后入singletonObjects中。

整个循环依赖解决完毕。

总结

至此，总结一下三级缓存：

singletonObjects：缓存某个beanName对应的经过了完整生命周期的bean
earlySingletonObjects：缓存提前拿原始对象进行了AOP之后得到的代理对象，原始对象还没有进行属性注入和后续的BeanPostProcessor等生命周期
singletonFactories：缓存的是一个ObjectFactory，主要用来去生成原始对象进行了AOP之后得到的代理对象，在每个Bean的生成过程中，都会提前暴露一个工厂，这个工厂可能用到，也可能用不到，如果没有出现循环依赖依赖本bean，那么这个工厂无用，本bean按照自己的生命周期执行，执行完后直接把本bean放入singletonObjects中即可，如果出现了循环依赖依赖了本bean，则另外那个bean执行ObjectFactory提交得到一个AOP之后的代理对象(如果有AOP的话，如果无需AOP，则直接得到一个原始对象)。三级缓存是用于解决循环依赖问题，当对象A依赖对象B时，A对象就会被先临时存放在三级缓存中，然后初始化B对象。在这个时间点如果有别的注入对象需要依赖A对象就会从三级缓存中查询，并通过三级缓存的getObject方法生成代理对象然后将A对象的ObjectFactory从三级缓存中删除，把被AProxy放入二级缓存
其实还要一个缓存，就是earlyProxyReferences，它用来记录某个原始对象是否进行过AOP了。

https://blog.csdn.net/f641385712/article/details/92801300

https://www.cnblogs.com/cuzzz/p/16538859.html