Spring循环依赖如何解决的？

一、什么是循环依赖

循环依赖：说白是一个或多个对象实例之间存在直接或间接的依赖关系，这种依赖关系构成了构成一个环形调用。

第一种情况：自己依赖自己的直接依赖

请添加图片描述

第二种情况：两个对象之间的直接依赖

请添加图片描述

第三种情况：多个对象之间的间接依赖

请添加图片描述

前面两种情况的直接循环依赖比较直观，非常好识别，但是第三种间接循环依赖的情况有时候因为业务代码调用层级很深，不容易识别出来。

二、循环依赖的N种场景

spring中出现循环依赖主要有以下场景：请添加图片描述

1、单例的setter注入

这种注入方式应该是spring用的最多的，代码如下：

@Service
publicclass TestService1 {

    @Autowired
    private TestService2 testService2;

    public void test1() {
    }
}

@Service
publicclass TestService2 {

    @Autowired
    private TestService1 testService1;

    public void test2() {
    }
}

这是一个经典的循环依赖，但是它能正常运行，得益于spring的内部机制，让我们根本无法感知它有问题，因为spring默默帮我们解决了。

2、spring内部有三级缓存

singletonObjects 一级缓存，用于保存实例化、注入、初始化完成的bean实例
earlySingletonObjects 二级缓存，用于保存实例化完成的bean实例
singletonFactories 三级缓存，用于保存bean创建工厂，以便于后面扩展有机会创建代理对象。

下面用一张图告诉你，spring是如何解决循环依赖的：

请添加图片描述
细心的朋友可能会发现在这种场景中第二级缓存作用不大。

那么问题来了，为什么要用第二级缓存呢？

试想一下，如果出现以下这种情况，我们要如何处理？

@Service
publicclass TestService1 {

    @Autowired
    private TestService2 testService2;
    @Autowired
    private TestService3 testService3;

    public void test1() {
    }
}

@Service
publicclass TestService2 {

    @Autowired
    private TestService1 testService1;

    public void test2() {
    }
}

@Service
publicclass TestService3 {

    @Autowired
    private TestService1 testService1;

    public void test3() {
    }
}

TestService1依赖于TestService2和TestService3，而TestService2依赖于TestService1，同时TestService3也依赖于TestService1。

按照上图的流程可以把TestService1注入到TestService2，并且TestService1的实例是从第三级缓存中获取的。

假设不用第二级缓存，TestService1注入到TestService3的流程如图：
请添加图片描述
TestService1注入到TestService3又需要从第三级缓存中获取实例，而第三级缓存里保存的并非真正的实例对象，而是ObjectFactory对象。说白了，两次从三级缓存中获取都是ObjectFactory对象，而通过它创建的实例对象每次可能都不一样的。

这样不是有问题？

为了解决这个问题，spring引入的第二级缓存。上面图1其实TestService1对象的实例已经被添加到第二级缓存中了，而在TestService1注入到TestService3时，只用从第二级缓存中获取该对象即可。
请添加图片描述
还有个问题，第三级缓存中为什么要添加ObjectFactory对象，直接保存实例对象不行吗？

答：不行，因为假如你想对添加到三级缓存中的实例对象进行增强，直接用实例对象是行不通的。

针对这种场景spring是怎么做的呢？

答案就在AbstractAutowireCapableBeanFactory类doCreateBean方法的这段代码中：
在这里插入图片描述
它定义了一个匿名内部类，通过getEarlyBeanReference方法获取代理对象，其实底层是通过AbstractAutoProxyCreator类的getEarlyBeanReference生成代理对象。

3、多例的setter注入

这种注入方法偶然会有，特别是在多线程的场景下，具体代码如下：

@Scope(ConfigurableBeanFactory.SCOPE_PROTOTYPE)
@Service
publicclass TestService1 {

    @Autowired
    private TestService2 testService2;

    public void test1() {
    }
}

@Scope(ConfigurableBeanFactory.SCOPE_PROTOTYPE)
@Service
publicclass TestService2 {

    @Autowired
    private TestService1 testService1;

    public void test2() {
    }
}

很多人说这种情况spring容器启动会报错，其实是不对的，我非常负责任的告诉你程序能够正常启动。

为什么呢？

其实在AbstractApplicationContext类的refresh方法中告诉了我们答案，它会调用finishBeanFactoryInitialization方法，该方法的作用是为了spring容器启动的时候提前初始化一些bean。该方法的内部又调用了preInstantiateSingletons方法。
标红的地方明显能够看出：非抽象、单例并且非懒加载的类才能被提前初始bean。

而多例即SCOPE_PROTOTYPE类型的类，非单例，不会被提前初始化bean，所以程序能够正常启动。

如何让他提前初始化bean呢？

只需要再定义一个单例的类，在它里面注入TestService1

@Service
publicclass TestService3 {

    @Autowired
    private TestService1 testService1;
}

重新启动程序，执行结果：

Requested bean is currently in creation: Is there an unresolvable circular reference?

果然出现了循环依赖。

注意：这种循环依赖问题是无法解决的，因为它没有用缓存，每次都会生成一个新对象。

4、构造器注入

这种注入方式现在其实用的已经非常少了，但是我们还是有必要了解一下，看看如下代码：

@Service
publicclass TestService1 {

    public TestService1(TestService2 testService2) {
    }
}

@Service
publicclass TestService2 {

    public TestService2(TestService1 testService1) {
    }
}

运行结果：

Requested bean is currently in creation: Is there an unresolvable circular reference?

出现了循环依赖，为什么呢？
请添加图片描述
从图中的流程看出构造器注入没能添加到三级缓存，也没有使用缓存，所以也无法解决循环依赖问题。

5、单例的代理对象setter注入

这种注入方式其实也比较常用，比如平时使用：@Async注解的场景，会通过AOP自动生成代理对象。

@Service
publicclass TestService1 {

    @Autowired
    private TestService2 testService2;

    @Async
    public void test1() {
    }
}

@Service
publicclass TestService2 {

    @Autowired
    private TestService1 testService1;

    public void test2() {
    }
}

从前面得知程序启动会报错，出现了循环依赖：

为什么会循环依赖呢？

答案就在下面这张图中：
请添加图片描述
说白了，bean初始化完成之后，后面还有一步去检查：第二级缓存和原始对象是否相等。由于它对前面流程来说无关紧要，所以前面的流程图中省略了，但是在这里是关键点，我们重点说说：
在这里插入图片描述
问题正好是走到这段代码，发现第二级缓存和原始对象不相等，所以抛出了循环依赖的异常。
如果这时候把TestService1改个名字，改成：TestService6，其他的都不变。

@Service
publicclass TestService6 {

    @Autowired
    private TestService2 testService2;

    @Async
    public void test1() {
    }
}

再重新启动一下程序，神奇般的好了。

what？这又是为什么？

这就要从spring的bean加载顺序说起了，默认情况下，spring是按照文件完整路径递归查找的，按路径+文件名排序，排在前面的先加载。所以TestService1比TestService2先加载，而改了文件名称之后，TestService2比TestService6先加载。

为什么TestService2比TestService6先加载就没问题呢？

答案在下面这张图中：
请添加图片描述
这种情况testService6中其实第二级缓存是空的，不需要跟原始对象判断，所以不会抛出循环依赖。

6、DependsOn循环依赖

还有一种有些特殊的场景，比如我们需要在实例化Bean A之前，先实例化Bean B，这个时候就可以使用@DependsOn注解。

@DependsOn(value = "testService2")
@Service
publicclass TestService1 {

    @Autowired
    private TestService2 testService2;

    public void test1() {
    }
}

@DependsOn(value = "testService1")
@Service
publicclass TestService2 {

    @Autowired
    private TestService1 testService1;

    public void test2() {
    }
}

程序启动之后，执行结果：

Circular depends-on relationship between 'testService2' and 'testService1'

这个例子中本来如果TestService1和TestService2都没有加@DependsOn注解是没问题的，反而加了这个注解会出现循环依赖问题。

这又是为什么？

答案在AbstractBeanFactory类的doGetBean方法的这段代码中：
在这里插入图片描述
它会检查dependsOn的实例有没有循环依赖，如果有循环依赖则抛异常。

三、出现循环依赖如何解决？

项目中如果出现循环依赖问题，说明是spring默认无法解决的循环依赖，要看项目的打印日志，属于哪种循环依赖。目前包含下面几种情况：
在这里插入图片描述

1、生成代理对象产生的循环依赖

这类循环依赖问题解决方法很多，主要有：

使用@Lazy注解，延迟加载
使用@DependsOn注解，指定加载先后关系
修改文件名称，改变循环依赖类的加载顺序

2、使用@DependsOn产生的循环依赖

这类循环依赖问题要找到@DependsOn注解循环依赖的地方，迫使它不循环依赖就可以解决问题。

3、多例循环依赖

这类循环依赖问题可以通过把bean改成单例的解决。

4、构造器循环依赖

这类循环依赖问题可以通过使用@Lazy注解解决。