Spring - DI循环依赖

Spring中循环依赖的3种情况

构造器循环依赖
构造器的循环依赖是不可以解决的，spring容器将每一个正在创建的bean标识符放在一个当前创建bean池中，在创建的过程一直在里面，如果在创建的过程中发现已经存在这个池里面了，这时就会抛出异常表示循环依赖了。
setter循环依赖
对于setter的循环依赖是通过spring容器提前暴露刚完成构造，但并未完成其他步骤（如setter注入）的bean来完成的，而且只能决定单例作用域的bean循环依赖，通过提前暴露一个单例工厂方法，从而使其他的bean能引用到该bean.当你依赖到了该Bean而单例缓存里面有没有该Bean的时候就会调用该工厂方法生产Bean。
为什么不把Bean暴露出去，而是暴露个Factory呢？因为有些Bean是需要被代理的
prototype范围的依赖
对于“prototype”作用域bean，Spring容器无法完成依赖注入，因为“prototype”作用域的bean，Spring容器不进行缓存，因此无法提前暴露一个创建中的Bean。

Spring是如何解决循环依赖的问题的?

以两个类A和B为例，通过set方式的循环依赖，看看Spring是如何解决的。

@Component
public class A {private B b;public void setB(B b) {this.b = b;}
}
@Component
public class B {private A a;public void setA(A a) {this.a = a;}
}

Spring实例化bean是通过ApplicationContext.getBean()方法来进行的。

Spring尝试通过ApplicationContext.getBean()方法获取A对象的实例。由于Spring容器中还没有A对象实例，因而其会创建一个A对象，并将A并且保存单例缓存中，或者singletonFactories中。
因为A依赖了B对象，所以尝试递归的通过ApplicationContext.getBean()方法获取B对象的实例
但是Spring容器中此时也没有B对象的实例，所以会先创建一个B对象的实例。发现依赖A对象时，从单例缓存中查找，如果没有找到会从singletonFactories中查找，从而完成属性注入。
此时A对象和B对象都已经创建了，并且保存在Spring容器中了，只不过A对象的属性b和B对象的属性a都还没有设置进去。A将B注入成功，并注入A的其他属性值，自此即完成了循环依赖的注入。

源码

doGetBean()是一个关键的方法（中间有省略），是ApplicationContext.getBean()的核心

protected  T doGetBean(final String name, @Nullable final Class requiredType,@Nullable final Object[] args, boolean typeCheckOnly) throws BeansException {// 尝试通过bean名称获取目标bean对象，比如这里的A对象Object sharedInstance = getSingleton(beanName);// 我们这里的目标对象都是单例的if (mbd.isSingleton()) {// 这里就尝试创建目标对象，第二个参数传的就是一个ObjectFactory类型的对象。// 这里是使用Java8的lamada 表达式书写的，// 只要上面的getSingleton()方法返回值为空，则会调用这里的getSingleton()方法来创建 目标对象sharedInstance = getSingleton(beanName, () -> {try {// 尝试创建目标对象return createBean(beanName, mbd, args);} catch (BeansException ex) {throw ex;}});}return (T) bean;
}

第一个getSingleton()方法的作用是尝试从单例池中获取Bean，如果没有获取到，则判断是否正在创建中，且有工厂方法。有工厂方法，使用工厂方法创建Bean实例。

第二个getSingleton()方法的作用是尝试创建目标对象，并且为该对象注入其所依赖的属性。

第一个getSingleton()方法：

@Nullable
protected Object getSingleton(String beanName, boolean allowEarlyReference) {// 尝试从单例池中获取目标对象，如果存在，则直接返回Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);// 如果单例池不存在目标对象，则判断当前对象是否已经处于创建中。if (singletonObject == null && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {synchronized (this.singletonObjects) {singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName);if (singletonObject == null && allowEarlyReference) {// singletonFactories是一个Map，其key是bean的名称，值是一个ObjectFactory对象。// 取得Bean的工厂方法，如果存在通过工厂方法类创建Bean(singletonFactory.getObject())ObjectFactory singletonFactory = this.singletonFactories.get(beanName);if (singletonFactory != null) {// 创建目标对象的实例singletonObject = singletonFactory.getObject();this.earlySingletonObjects.put(beanName, singletonObject);this.singletonFactories.remove(beanName);}}}}return singletonObject;
}

第二个getSingleton()方法：

//创建单例模式Bean的实例对象if (mbd.isSingleton()) {//这里使用了一个工厂方法类(匿名内部类)，定义了ObjectFactory的getObject的实现。sharedInstance = getSingleton(beanName, () -> {try {//创建一个指定Bean实例对象，如果有父级继承，则合并子类和父类的定义return createBean(beanName, mbd, args);}catch (BeansException ex) {//显式地从容器单例模式Bean缓存中清除实例对象destroySingleton(beanName);throw ex;}});//获取Bean的实例对象bean = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, mbd);}

生成ObjectFactory的实例，并实现getObject方法。方法中调用createBean()。

public Object getSingleton(String beanName, ObjectFactory<?> singletonFactory) {Assert.notNull(beanName, "Bean name must not be null");synchronized (this.singletonObjects) {Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);if (singletonObject == null) {if (this.singletonsCurrentlyInDestruction) {throw new BeanCreationNotAllowedException(beanName,"Singleton bean creation not allowed while singletons of this factory are in destruction " +"(Do not request a bean from a BeanFactory in a destroy method implementation!)");}if (logger.isDebugEnabled()) {logger.debug("Creating shared instance of singleton bean '" + beanName + "'");}// 将Bean设置为创建中beforeSingletonCreation(beanName);boolean newSingleton = false;boolean recordSuppressedExceptions = (this.suppressedExceptions == null);if (recordSuppressedExceptions) {this.suppressedExceptions = new LinkedHashSet<>();}try {// 工厂方法创建Bean实例。singletonObject = singletonFactory.getObject();newSingleton = true;}catch (IllegalStateException ex) {// Has the singleton object implicitly appeared in the meantime ->// if yes, proceed with it since the exception indicates that state.singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);if (singletonObject == null) {throw ex;}}catch (BeanCreationException ex) {if (recordSuppressedExceptions) {for (Exception suppressedException : this.suppressedExceptions) {ex.addRelatedCause(suppressedException);}}throw ex;}finally {if (recordSuppressedExceptions) {this.suppressedExceptions = null;}afterSingletonCreation(beanName);}// 将Bean加入到单例池if (newSingleton) {addSingleton(beanName, singletonObject);}}return singletonObject;}
}

createBean方法的最终调用了doCreateBean()方法：

protected Object doCreateBean(final String beanName, final RootBeanDefinition mbd, final @Nullable Object[] args)throws BeanCreationException {// 实例化当前尝试获取的bean对象。BeanWrapper instanceWrapper = null;if (mbd.isSingleton()) {instanceWrapper = this.factoryBeanInstanceCache.remove(beanName);}if (instanceWrapper == null) {instanceWrapper = createBeanInstance(beanName, mbd, args);}// 判断Spring是否配置了支持提前暴露目标bean，也就是是否支持提前暴露半成品的beanboolean earlySingletonExposure = (mbd.isSingleton() && this.allowCircularReferences && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName));if (earlySingletonExposure) {// 将工厂方法放入到Map中。addSingletonFactory(beanName, () -> getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean));}try {// 在初始化实例之后，填充属性及依赖对象。会递归的调用getBean()方法尝试获取目标beanpopulateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);} catch (Throwable ex) {// ...}return exposedObject;
}

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