孤帆远影碧空尽，唯见长江天际流。
前言
当我从《从Spring为什么要用IoC的支点，我撬动了整个Spring的源码脉络！》走过来，再来看Spring中源码的各种细节是如此的舒畅。
所以让我们接着剑指Spring源码。
为什么会有循环依赖问题？
当一个Chicken类引用Egg类作为属性依赖，同样Egg类中也引用依赖Chicken，那么最终就会成为一个闭环。如下图所示：
这就好比鸡生蛋，蛋又生鸡，那么就会发生互相依赖又循环往复的关系就称为循环依赖。
循环依赖其实只是一个现象（场景），还不是一个问题。当你问Chicken和Egg两个对象循环依赖后能否相互创建成功？这才是一个问题。
例如下面代码所示，如果Chicken和Egg使用构造器相互依赖注入，那么会陷入循环依赖注入的死循环。
new Chicken( new Egg( new Chicken(new Egg(...))))
我们再来看循环依赖问题在Spring中主要有的三种情况：
- 构造器方式依赖注入
- Set方式多例（原型）模式下依赖注入
- Set方式单例依赖注入
第一种构造方法注入的情况，在上面我们构造器方式的依赖注入会造成无限循环下去。第二种多例的情况，多例跟Spring默认创建单例相反，多例是每创建一次类，实例就会多一份。而单例是确保类的实例只允许一份；所以多例每创建一个Bean时，都会产生一个新的Bean，所以导致无限循环的产生Bean，那么必然导致OOM出现。
在Spring中默认就是单例，所以Spring通过第三种set方式，可以实现循环依赖。代码如下所示：
@Component
public class Chicken {
// Chicken中注入了Egg
@Autowired
private Egg egg;
}
@Component
public class Egg {
// Egg中也注入了Chicken
@Autowired
private Chicken chicken;
}
解决循环依赖靠定义：三级缓存
Spring为了解决单例的循环依赖问题，首先会定义三级缓存做准备（你会发现很多缓存都是用key-value的方式，Spring也如此，同样用了三个Map）。
三个Map就定义在DefaultSingletonBeanRegistry类中。（现在可能对为什么要定义三级缓存感到陌生，但是别急，后面相信你会无比熟悉）
public class DefaultSingletonBeanRegistry extends SimpleAliasRegistry implements SingletonBeanRegistry {
/** Cache of singleton objects: bean name to bean instance. */
private final Map<String, Object> singletonObjects = new ConcurrentHashMap<>(256);
/** Cache of singleton factories: bean name to ObjectFactory. */
private final Map<String, ObjectFactory<?>> singletonFactories = new HashMap<>(16);
/** Cache of early singleton objects: bean name to bean instance. */
private final Map<String, Object> earlySingletonObjects = new HashMap<>(16);
//省略其他
}
深入源码看Spring解决循环依赖的脉络
先来回顾一个Bena创建的主要流程：实例化Bean -> 填充Bean属性 -> 调用Bean初始化方法。
如下图所示，（可以说是Bean生命周期制定的地图，在（《从Spring为什么要用IoC的支点，我撬动了整个Spring的源码脉络！》有畅谈过，所以不再赘述）
Spring源码中在创建Bean的关键代码是使用getBean()方法。这也是创建Bean的开始。
public Object getBean(String name) throws BeansException {
return doGetBean(name, null, null, false);
}
接着我们进到getBean()中可以看到doGetBean()，在Spring源码中带do前缀的方法才是真正干活的。如下代码所示：
protected <T> T doGetBean(final String name, @Nullable final Class<T> requiredType,
@Nullable final Object[] args, boolean typeCheckOnly) throws BeansException {
final String beanName = transformedBeanName(name);
Object bean;
// 检查容器中是否已经有当前bean实例
// Eagerly check singleton cache for manually registered singletons.
Object sharedInstance = getSingleton(beanName);
if (sharedInstance != null && args == null) {
//省略日志记录
bean = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, null);
}
//省略其他处理
//创建Bean的实例对象
// Create bean instance.
if (mbd.isSingleton()) {
sharedInstance = getSingleton(beanName, () -> {
try {
return createBean(beanName, mbd, args);
}
catch (BeansException ex) {
// Explicitly remove instance from singleton cache: It might have been put there
// eagerly by the creation process, to allow for circular reference resolution.
// Also remove any beans that received a temporary reference to the bean.
destroySingleton(beanName);
throw ex;
}
});
bean = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, mbd);
}
else if (mbd.isPrototype()) {
// It's a prototype -> create a new instance.
Object prototypeInstance = null;
try {
beforePrototypeCreation(beanName);
prototypeInstance = createBean(beanName, mbd, args);
}
finally {
afterPrototypeCreation(beanName);
}
bean = getObjectForBeanInstance(prototypeInstance, name, beanName, mbd);
}
else {
String scopeName = mbd.getScope();
final Scope scope = this.scopes.get(scopeName);
if (scope == null) {
throw new IllegalStateException("No Scope registered for scope name '" + scopeName + "'");
}
try {
Object scopedInstance = scope.get(beanName, () -> {
beforePrototypeCreation(beanName);
try {
return createBean(beanName, mbd, args);
}
finally {
afterPrototypeCreation(beanName);
}
});
bean = getObjectForBeanInstance(scopedInstance, name, beanName, mbd);
}
//省略其他处理
return (T) bean;
}
上述代码尽管很多，但是实际上doGetBean()方法主要两件事，如果从缓存中获取不到Bean，那么创建一个新的Bean。而一开始在缓存中是获取不到Bean的，所以会进行Bean的创建，在doGetBean中可以看到很醒目的createBean()方法。
protected Object createBean(String beanName, RootBeanDefinition mbd, @Nullable Object[] args)
throws BeanCreationException {
// 省略其他代码
try {
Object beanInstance = doCreateBean(beanName, mbdToUse, args);
if (logger.isTraceEnabled()) {
logger.trace("Finished creating instance of bean '" + beanName + "'");
}
return beanInstance;
}
// 省略其他catch异常处理
}
createBean实际做事的还是，前缀带do的doCreateBean()来实际创建Bean的方法，主要来看两个核心动作。第一个动作是createBeanInstance()来创建Bean的实例（给Bean开辟新的内存空间）。
createBeanInstance(beanName, mbd, args);
第二个动作是执行addSingletonFactory()方法，将Bean添加缓存。
addSingletonFactory(beanName, () -> getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean));
我们来看具体addSingletonFactory()方法，可以看到开始添加到第三级缓存。
protected void addSingletonFactory(String beanName, ObjectFactory<?> singletonFactory) {
Assert.notNull(singletonFactory, "Singleton factory must not be null");
synchronized (this.singletonObjects) {
if (!this.singletonObjects.containsKey(beanName)) {
this.singletonFactories.put(beanName, singletonFactory);
this.earlySingletonObjects.remove(beanName);
this.registeredSingletons.add(beanName);
}
}
}
但会发现addSingletonFactory()中添加到三级缓存中是一个getEarlyBeanReference()方法，而执行到这个方法时还不是一个完整Bean，那么实际上三级缓存保存是提前暴露出的对象。
在getEarlyBeanReference方法的上方是这样描述。（Spring开发者怕你看不懂源码，还写注释跟你说明白）
Obtain a reference for early access to the specified bean 获取对指定bean的早期访问的引用。
也是说getEarlyBeanReference()实际上只是直接将实例化创建的Bean返回了。（所以你可能会跟一颗剽悍的种子一样对三级缓存充满疑惑，图什么？别急，跟着一颗剽悍的种子去问个究竟）
接着实例化完Bean，继续按照Bean的生命周期流程就走到了Bean的填充属性，所以会看到#doCreateBean->populateBean()方法。
populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);
对Bean的填充属性是循环依赖源头的开始，因为此时意味着Chicken属性对Egg属性注入，而当Chicken依赖Egg，那么这个时候Spring又会去getBean(Egg)。
因为Egg需要注入Chicken，所以在创建Egg的时候，又会去调用getBean(Chicken)，这个时候就又回到之前的流程了，但是不同的是，之前的getBean是为了创建Bean，而此时再调用因为上面Chicken在实例化后已经放到三级缓存，所以Egg可以从缓存中直接获取到Chicken。
所以此时Egg将从三级缓存中获取到的Chicken放入到二级缓存中，同时移除三级缓存中的工厂。接着Egg完成对Chicken的注入后，Egg可以初始化；当Egg初始化完成，那么就回到了Chicken完成对getBean(Egg)的注入，最后Chicken初始化。
所以二级earlySingletonObjects所缓存的是完成实例化，但是还未进行属性注入及初始化的对象。
在完成初始化后，就可以在#getSingleton->addSingleton()方法，将初始化的Bean放入到一级缓存，同时删除二级，三级缓存。
protected void addSingleton(String beanName, Object singletonObject) {
synchronized (this.singletonObjects) {
// 添加到一级缓存
this.singletonObjects.put(beanName, singletonObject);
// 移除二级缓存
this.singletonFactories.remove(beanName);
// 移除三级缓存
this.earlySingletonObjects.remove(beanName);
// 将完成的BeanName添加到已经注册的单例集合
this.registeredSingletons.add(beanName);
}
}
到此循环依赖完全打开。所以一级缓存中已经是完全创建好的单例Bean。
为什么要用三级缓存：一、二级缓存能解决循环依赖吗？
当再次回过头来，你会发现只用一、二级缓存似乎也可以解决缓存依赖，但是还存在如果循环依赖还使用Spring中的AOP代理时，此时没有三级缓存，就意味着二级缓存中刚实例化的Bean要完成AOP代理。
如下图所示，回顾 《从Spring为什么要用IoC的支点，我撬动了整个Spring的源码脉络！》中有畅谈到，BeanPostProcessor后置处理器是AOP实现的关键。所以Bean在制定生命周期时，代理是放在最后一步来完成的，而不是在实例化后就立刻代理。
所以没有三级缓存，只使用二级缓存，那么就破坏了Spring对Bean生命周期的制定。
而通过三级缓存就可以很好的解决循环依赖后还有AOP代理问题。因为AOP代理有可能会把之前的原来的Bean换成代理Bean，所以导致Bean的版本不对，最终也会造成异常。
所以最后，再来看一级、二级、三级缓存中分别存放的是什么状态的Bean时，是不是亲切多了呢？
先是三级缓存为早期曝光对象工厂singletonFactories，是lambada表达式。然后是二级缓存为早期曝光对象earlySingletonObjects，是完成实例化，但是还未进行属性注入及初始化的对象。最后是一级缓存为单例池singletonObjects，是完全创建好的单例Bean。
最后
其实现在在写的这篇，要比前些天刚发布的《从Spring为什么要用IoC的支点，我撬动了整个Spring的源码脉络！》文章还要早的，但是迟迟没发，也因此先暂停发布，原因是我被困住了，我发现尽管我看了再多的源码，对Spring的理解是一块一块的碎片，既不系统，也不结构化，也不融会贯通；可以说是在不断的捡芝麻，而丢了西瓜。
所以当我在梳理了Spring脉络后，再来看这些Spring中的各种细节时，就正如众里寻她千百度，蓦然回首，那细节却在灯火阑珊处。
好了，夜深了，这些天熬的夜，也到这里了。
我是一颗剽悍的种子，怕什么真理无穷，进一寸，有进一寸的欢喜。感谢各位朋友的：关注、点赞、收藏和评论 ，我们下回见！
创作不易，勿白嫖。
一颗剽悍的种子 | 文 【原创】
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