深入理解 Spring 循环依赖：成因、解决方案与局限

masK
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引言

在使用 Spring 框架进行开发时，循环依赖是一个常见且容易让人困惑的问题。当多个 Bean 之间相互依赖形成闭环时，就会引发循环依赖，可能导致应用启动失败。本文将详细探讨 Spring 循环依赖的产生场景、Spring 处理循环依赖的机制以及循环依赖无法解决的情况。

image.png

一、Spring 循环依赖的产生场景

1. 构造器注入循环依赖

构造器注入循环依赖是指在 Bean 的构造函数中相互依赖，从而形成死循环。以下是示例代码：

public class A {
    private final B b;

    public A(B b) {
        this.b = b;
    }
}

public class B {
    private final A a;

    public B(A a) {
        this.a = a;
    }
}

在这个例子中，A 的构造函数需要 B 的实例，而 B 的构造函数又需要 A 的实例。Spring 在创建 A 时，为了完成实例化，会先尝试创建 B；而创建 B 时又需要先创建 A，这样就陷入了无限循环。

2. setter 注入循环依赖

setter 注入循环依赖是指 Bean 通过 setter 方法相互依赖。示例代码如下：

@Component
public class A {
    @Autowired
    private B b;

    public void setB(B b) {
        this.b = b;
    }
}

@Component
public class B {
    @Autowired
    private A a;

    public void setA(A a) {
        this.a = a;
    }
}

A 通过 setter 方法依赖 B，B 同样通过 setter 方法依赖 A，形成了循环依赖关系。

二、Spring 处理循环依赖的机制

Spring 主要利用三级缓存来解决单例 Bean 的 setter 注入循环依赖问题，下面详细介绍这三级缓存：

  • 一级缓存（singletonObjects） ：也称为单例对象缓存，用于存放已经完全初始化好的单例 Bean 实例。这些 Bean 已经完成了实例化、属性注入和初始化等所有流程，可以直接使用。

image.png

  • 二级缓存（earlySingletonObjects） ：即早期单例对象缓存，存储的是已经实例化但还未完成属性注入和初始化的单例 Bean 实例。这些 Bean 处于中间状态，还不能完全正常使用。

image.png

  • 三级缓存（singletonFactories） ：单例工厂缓存，存放的是生产单例 Bean 的工厂对象。通过这些工厂对象，可以获取到早期的单例 Bean 实例。

image.png 以 A 和 B 相互依赖为例，Spring 解决循环依赖的具体流程如下：

  1. 创建 A 实例：Spring 开始创建 A，首先进行实例化操作，然后将 A 的工厂对象放入三级缓存 singletonFactories 中。此时 A 仅仅完成了实例化，还未进行属性注入和初始化。

  2. 注入 A 的依赖 B：在对 A 进行属性注入时，发现需要 B 实例，于是 Spring 开始创建 B。

  3. 创建 B 实例：实例化 B 后，将 B 的工厂对象放入三级缓存 singletonFactories 中，接着对 B 进行属性注入。

  4. 注入 B 的依赖 A：在对 B 进行属性注入时，需要 A 实例。这时 Spring 从三级缓存 singletonFactories 中获取 A 的工厂对象，通过该工厂对象获取 A 的早期实例，将其放入二级缓存 earlySingletonObjects 中，并从三级缓存移除。然后将 A 的早期实例注入到 B 中。

  5. 完成 B 的初始化：B 完成属性注入和初始化后，将 B 实例放入一级缓存 singletonObjects 中，并从二、三级缓存中移除。

  6. 完成 A 的初始化：将 B 实例注入到 A 中，A 完成属性注入和初始化后，将 A 实例放入一级缓存 singletonObjects 中，并从二、三级缓存中移除。

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三、循环依赖无法解决的情况

1. 构造器注入循环依赖

由于构造器注入是在实例化对象时就需要依赖对象，Spring 无法在实例化阶段打破这种循环依赖。在创建对象时，必须先满足构造函数的参数要求，而循环依赖导致参数永远无法满足，因此构造器注入循环依赖无法解决。

2. 非单例 Bean 的循环依赖

Spring 只对单例 Bean 的循环依赖进行处理。对于原型（prototype）作用域的 Bean，每次请求都会创建新的实例，Spring 不会对这些 Bean 进行缓存。这就导致在处理循环依赖时，无法像单例 Bean 那样通过缓存获取早期实例，从而无法解决循环依赖问题

四、总结

Spring 循环依赖是开发中常见的问题，理解其产生的原因和 Spring 的处理机制有助于我们更好地编写代码。Spring 通过三级缓存机制巧妙地解决了单例 Bean 的 setter 注入循环依赖问题，但对于构造器注入和非单例 Bean 的循环依赖，目前还无法有效处理。在实际开发中，我们应尽量避免出现循环依赖

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