前言

Spring 如何解决的循环依赖，是近两年流行起来的一道 Java 面试题。

其实笔者本人对这类框架源码题还是持一定的怀疑态度的。

如果笔者作为面试官，可能会问一些诸如“如果注入的属性为 null，你会从哪几个方向去排查”这些场景题。

那么既然写了这篇文章，闲话少说，发车看看 Spring 是如何解决的循环依赖，以及带大家看清循环依赖的本质是什么。

正文

通常来说，如果问 Spring 内部如何解决循环依赖，一定是单默认的单例 Bean 中，属性互相引用的场景。

比如几个 Bean 之间的互相引用：

甚至自己“循环”依赖自己：

先说明前提：原型（Prototype）的场景是不支持循环依赖的，通常会走到 AbstractBeanFactory 类中下面的判断，抛出异常。

if (isPrototypeCurrentlyInCreation(beanName)) {  throw new BeanCurrentlyInCreationException(beanName);}

原因很好理解，创建新的 A 时，发现要注入原型字段 B，又创建新的 B 发现要注入原型字段 A...

这就套娃了, 你猜是先 StackOverflow 还是 OutOfMemory？

Spring怕你不好猜，就先抛出了 BeanCurrentlyInCreationException。

基于构造器的循环依赖，就更不用说了。官方文档都摊牌了，你想让构造器注入支持循环依赖，是不存在的，不如把代码改了。

那么默认单例的属性注入场景，Spring 是如何支持循环依赖的？

Spring 解决循环依赖

首先，Spring 内部维护了三个 Map，也就是我们通常说的三级缓存。

笔者翻阅Spring文档倒是没有找到三级缓存的概念，可能也是本土为了方便理解的词汇。

在 Spring 的 DefaultSingletonBeanRegistry 类中，你会赫然发现类上方挂着这三个 Map：

• singletonObjects 它是我们最熟悉的朋友，俗称“单例池”“容器”，缓存创建完成单例 Bean 的地方；

• singletonFactories 映射创建 Bean 的原始工厂；

• earlySingletonObjects 映射 Bean 的早期引用，也就是说在这个 Map 里的 Bean 不是完整的，甚至还不能称之为“Bean”，只是一个 Instance.

后两个 Map 其实是“垫脚石”级别的，只是创建 Bean 的时候，用来借助了一下，创建完成就清掉了。

所以笔者前文对“三级缓存”这个词有些迷惑，可能是因为注释都是以 Cache of 开头吧。

为什么成为后两个 Map 为垫脚石，假设最终放在 singletonObjects 的 Bean 是你想要的一杯“凉白开”。

那么 Spring 准备了两个杯子，即 singletonFactories 和 earlySingletonObjects 来回“倒腾”几番，把热水晾成“凉白开”放到 singletonObjects 中。

闲话不说，都浓缩在图里。

上面的是一张 GIF，如果你没看到可能还没加载出来。三秒一帧，不是你电脑卡。

笔者画了 17 张图简化表述了 Spring 的主要步骤，GIF 上方即是刚才提到的三级缓存，下方展示是主要的几个方法。

当然了，这个地方你肯定要结合 Spring 源码来看，要不肯定看不懂。

如果你只是想大概了解，或者面试，可以先记住笔者上文提到的“三级缓存”，以及下文即将要说的本质。

循环依赖的本质

上文了解完 Spring 如何处理循环依赖之后，让我们跳出“阅读源码”的思维，假设让你实现一个有以下特点的功能，你会怎么做？

• 将指定的一些类实例为单例；

• 类中的字段也都实例为单例；

• 支持循环依赖。

举个例子，假设有类 A：

public class A {    private B b;}

类 B：

public class B {    private A a;}

说白了让你模仿 Spring：假装 A 和B是被 @Component 修饰，并且类中的字段假装是 @Autowired 修饰的，处理完放到 Map 中。

其实非常简单，笔者写了一份粗糙的代码，可供参考：

/** * 放置创建好的bean Map */private static Map<String, Object> cacheMap = new HashMap<>(2);
public static void main(String[] args) {    // 假装扫描出来的对象    Class[] classes = {A.class, B.class};    // 假装项目初始化实例化所有bean    for (Class aClass : classes) {        getBean(aClass);    }    // check    System.out.println(getBean(B.class).getA() == getBean(A.class));    System.out.println(getBean(A.class).getB() == getBean(B.class));}
@SneakyThrowsprivate static <T> T getBean(Class<T> beanClass) {    // 本文用类名小写 简单代替bean的命名规则    String beanName = beanClass.getSimpleName().toLowerCase();    // 如果已经是一个bean，则直接返回    if (cacheMap.containsKey(beanName)) {        return (T) cacheMap.get(beanName);    }    // 将对象本身实例化    Object object = beanClass.getDeclaredConstructor().newInstance();    // 放入缓存    cacheMap.put(beanName, object);    // 把所有字段当成需要注入的bean，创建并注入到当前bean中    Field[] fields = object.getClass().getDeclaredFields();    for (Field field : fields) {        field.setAccessible(true);        // 获取需要注入字段的class        Class<?> fieldClass = field.getType();        String fieldBeanName = fieldClass.getSimpleName().toLowerCase();        // 如果需要注入的bean，已经在缓存Map中，那么把缓存Map中的值注入到该field即可        // 如果缓存没有 继续创建        field.set(object, cacheMap.containsKey(fieldBeanName)                ? cacheMap.get(fieldBeanName) : getBean(fieldClass));    }    // 属性填充完成，返回    return (T) object;}

这段代码的效果，其实就是处理了循环依赖，并且处理完成后，cacheMap 中放的就是完整的“Bean”了。

这就是“循环依赖”的本质，而不是“Spring如何解决循环依赖”。

之所以要举这个例子，是发现一小部分朋友陷入了“阅读源码的泥潭”，而忘记了问题的本质。

为了看源码而看源码，结果一直看不懂，却忘了本质是什么。

如果真看不懂，不如先写出基础版本，逆推 Spring 为什么要这么实现，可能效果会更好。

What？问题的本质居然是 two sum！

看完笔者刚才的代码有没有似曾相识？没错，和 two sum 的解题是类似的。

不知道 two sum 是什么梗的，笔者和你介绍一下：

two sum 是刷题网站 LeetCode 序号为 1 的题，也就是大多人的算法入门的第一题。

常常被人调侃，有算法面的公司，被面试官钦定了，合的来。那就来一道 two sum 走走过场。

问题内容是：给定一个数组，给定一个数字。返回数组中可以相加得到指定数字的两个索引。

比如：给定 nums = [2, 7, 11, 15], target = 9 那么要返回 [0, 1]，因为 2 + 7 = 9。

这道题的优解是，一次遍历 + HashMap：

class Solution {    public int[] twoSum(int[] nums, int target) {        Map<Integer, Integer> map = new HashMap<>();        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {            int complement = target - nums[i];            if (map.containsKey(complement)) {                return new int[] { map.get(complement), i };            }            map.put(nums[i], i);        }        throw new IllegalArgumentException("No two sum solution");    }}

先去 Map 中找需要的数字，没有就将当前的数字保存在 Map 中，如果找到需要的数字，则一起返回。

和笔者上面的代码是不是一样？

先去缓存里找 Bean，没有则实例化当前的 Bean 放到 Map。如果有需要依赖当前 Bean的，就能从 Map 取到。

结尾

如果你是上文笔者提到的“陷入阅读源码的泥潭”的读者，上文应该可以帮助到你。

可能还有盆友有疑问，为什么一道“two-sum”，Spring 处理的如此复杂？

这个想想 Spring 支持多少功能就知道了：各种实例方式，各种注入方式，各种 Bean 的加载、校验，各种 callback、AOP 处理等等。

Spring 可不只有依赖注入，同样 Java 也不仅是 Spring。如果我们陷入了某个“牛角尖”，不妨跳出来看看，可能会更清晰哦。

转自：Vt

链接：juejin.cn/post/6844904122160775176

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