還記得上一篇筆記，在 bean 加載流程，在創建過程中，出現了依賴循環的監測，如果出現了這個循環依賴，而沒有解決的話，代碼中將會報錯，然後 Spring 容器初始化失敗。

由於感覺循環依賴是個比較獨立的知識點，所以我將它的分析單獨寫一篇筆記，來看下什麼是循環依賴和如何解決它。

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• 前言
• 循環依賴構造器循環依賴property 範圍的依賴處理setter 循環依賴代碼分析解決場景結合關鍵代碼梳理流程創建原始 beanaddSingleFactorypopulateBean 填充屬性getSingleton
• 總結
• 參考資料

循環依賴

循環依賴就是循環引用，就是兩個或者多個 bean 相互之間的持有對方，最後形成一個環。例如 A 引用了 B，B 引用了 C，C 引用了 A。

可以參照下圖理解（圖中展示的類的互相依賴，但循環調用指的是方法之間的環調用，下面代碼例子會展示方法環調用）：

如果學過數據庫的同學，可以將循環依賴簡單的理解為死鎖，互相持有對方的資源，形成一個環，然後不釋放資源，導致死鎖發生。

在循環調用中，除非出現終結條件，否則將會無限循環，最後導致內存溢出錯誤。（我也遇到過一次 OOM，也是無限循環導致的）

書中的例子是用了三個類進行環調用，我為了簡單理解和演示，使用了兩個類進行環調用：

在 Spring 中，循環依賴分為以下三種情況：

構造器循環依賴

通過上圖的配置方法，在初始化的時候就會拋出 BeanCurrentlyInCreationException 異常

<code>public static void main(String[] args) {// 報錯原因： Requested bean is currently in creation: Is there an unresolvable circular reference?ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("circle/circle.xml");}/<code>

從上一篇筆記中知道，Spring 容器將每一個正在創建的 bean 標識符放入一個 “當前創建 bean 池（prototypesCurrentlyInCreation)” 中，bean 標識符在創建過程中將一直保持在這個池中。

檢測循環依賴的方法：

分析上面的例子，在實例化 circleA 時，將自己 A 放入池中，由於依賴了 circleB，於是去實例化 circleB，B 也放入池中，由於依賴了 A，接著想要實例化 A，發現在創建 bean 過程中發現自己已經在 “當前創建 bean” 裡時，於是就會拋出 BeanCurrentlyInCreationException 異常。

如圖中展示，這種通過構造器注入的循環依賴，是無法解決的。

property 範圍的依賴處理

property 原型屬於一種作用域，所以首先來了解一下作用域 scope 的概念：

在 Spring 容器中，在Spring容器中是指其創建的 Bean 對象相對於其他 Bean 對象的請求可見範圍

我們最常用到的是單例 singleton 作用域的 bean，Spring 容器中只會存在一個共享的 Bean 實例，所以我們每次獲取同樣 id 時，只會返回bean的同一實例。

使用單例的好處有兩個：

1. 提前實例化 bean，將有問題的配置問題提前暴露
2. 將 bean 實例放入單例緩存 singletonFactories 中，當需要再次使用時，直接從緩存中取，加快了運行效率。

單一實例會被存儲在單例緩存 singletonFactories 中，為Spring的缺省作用域.

看完了單例作用域，來看下 property 作用域的概念：在 Spring 調用原型 bean 時，每次返回的都是一個新對象，相當於 new Object()。

因為 Spring 容器對原型作用域的 bean 是不進行緩存，因此無法提前暴露一個創建中的 bean，所以也是無法解決這種情況的循環依賴。

setter 循環依賴

對於 setter 注入造成的依賴可以通過 Spring 容器提前暴露剛完成構造器注入但未完成其他步驟（如 setter 注入）的 bean 來完成，而且只能解決單例作用域的 bean 依賴。

在類的加載中，核心方法 org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory#doCreateBean，在這一步中有對循環依賴的校驗和處理。

跟進去方法能夠發現，如果 bean 是單例，並且允許循環依賴，那麼可以通過提前暴露一個單例工廠方法，從而使其他 bean 能引用到，最終解決循環依賴的問題。

還是按照上面新建的兩個類， CircleA 和 CircleB，來講下 setter 解決方法：

配置：

<code><bean><property>/<bean><bean><property>/<bean>/<code>

執行 Demo 和輸出：

<code>public static void main(String[] args) {ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("circle/circle.xml");CircleA circleA = (CircleA) context.getBean("circleA");circleA.a();}在 a 方法中，輸出 A，在 b 方法中，輸出B，下面是執行 demo 輸出的結果：錯誤提示是因為兩個方法互相調用進行輸出，然後打印到一定行數提示 main 函數棧溢出了=-=ABAB*** java.lang.instrument ASSERTION FAILED ***: "!errorOutstanding" with message transform method call failed at JPLISAgent.c line: 844*** java.lang.instrument ASSERTION FAILED ***: "!errorOutstanding" with message transform method call failed at JPLISAgent.c line: 844*** java.lang.instrument ASSERTION FAILED ***: "!errorOutstanding" with message transform method call failed at JPLISAgent.c line: 844Exception in thread "main" java.lang.StackOverflowError/<code>

可以看到通過 setter 注入，成功解決了循環依賴的問題，那解決的具體代碼是如何實現的呢，下面來分析一下：

代碼分析

為了更好的理解循環依賴，首先來看下這三個變量（也叫緩存，可以全局調用的）的含義和用途：

<code>/** Cache of singleton objects: bean name to bean instance. */private final Map<string> singletonObjects = new ConcurrentHashMap<>(256);/** Cache of singleton factories: bean name to ObjectFactory. */private final Map<string>> singletonFactories = new HashMap<>(16);/** Cache of early singleton objects: bean name to bean instance. */private final Map<string> earlySingletonObjects = new HashMap<>(16);/<string>/<string>/<string>/<code>

變量用途singletonObjects用於保存 BeanName 和創建 bean 實例之間的關係，bean-name –> instanctsingletonFactories用於保存 BeanName 和創建 bean 的 工廠 之間的關係，bean-name –> objectFactoryearlySingletonObjects也是保存 beanName 和創建 bean 實例之間的關係，與 singletonObjects 的不同之處在於，當一個單例 bean 被放入到這裡之後，那麼其他 bean 在創建過程中，就能通過 getBean 方法獲取到，目的是用來檢測循環引用

之前講過類加載的機制了，下面定位到創建 bean 時，解決循環依賴的地方：

org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory#doCreateBean

<code>// 是否需要提前曝光，用來解決循環依賴時使用boolean earlySingletonExposure = (mbd.isSingleton() && this.allowCircularReferences &&isSingletonCurrentlyInCreation(beanName));if (earlySingletonExposure) {if (logger.isTraceEnabled()) {logger.trace("Eagerly caching bean '" + beanName +"' to allow for resolving potential circular references");}// 註釋 5.2 解決循環依賴 第二個參數是回調接口，實現的功能是將切面動態織入 beanaddSingletonFactory(beanName, () -> getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean));}protected void addSingletonFactory(String beanName, ObjectFactory> singletonFactory) {Assert.notNull(singletonFactory, "Singleton factory must not be null");synchronized (this.singletonObjects) {// 判斷 singletonObjects 不存在 beanNameif (!this.singletonObjects.containsKey(beanName)) {// 註釋 5.4 放入 beanName -> beanFactory，到時在 getSingleton() 獲取單例時，可直接獲取創建對應 bean 的工廠，解決循環依賴this.singletonFactories.put(beanName, singletonFactory);// 從提前曝光的緩存中移除，之前在 getSingleton() 放入的this.earlySingletonObjects.remove(beanName);// 往註冊緩存中添加 beanNamethis.registeredSingletons.add(beanName);}}}/<code> 

先來看 earlySingletonExposure 這個變量： 從字面意思理解就是需要提前曝光的單例。

有以下三個判斷條件：

• mbd 是否是單例
• 該容器是否允許循環依賴
• 判斷該 bean 是否在創建中。

如果這三個條件都滿足的話，就會執行 addSingletonFactory 操作。要想著，寫的代碼都有用處，所以接下來看下這個操作解決的什麼問題和在哪裡使用到吧

解決場景

用一開始創建的 CircleA 和 CircleB 這兩個循環引用的類作為例子：

A 類中含有屬性 B，B 類中含有屬性 A，這兩個類在初始化的時候經歷了以下的步驟：

1. 創建 beanA，先記錄對應的 beanName 然後將 beanA 的創建工廠 beanFactoryA 放入緩存中
2. 對 ` beanA 的屬性填充方法 populateBean，檢查到依賴 beanB，緩存中沒有 beanB 的實例或者單例緩存，於是要去實例化 beanB`。
3. 開始實例化 beanB，經歷創建 beanA 的過程，到了屬性填充方法，檢查到依賴了 beanA。
4. 調用 getBean(A) 方法，在這個函數中，不是真正去實例化 beanA，而是先去檢測緩存中是否有已經創建好的對應的 bean，或者已經創建好的 beanFactory
5. 檢測到 beanFactoryA 已經創建好了，而是直接調用 ObjectFactory 去創建 beanA

結合關鍵代碼梳理流程

創建原始 bean

<code>BeanWrapper instanceWrapper = createBeanInstance(beanName, mbd, args);// 原始 beanfinal Object bean = instanceWrapper.getWrappedInstance();/<code>

在這一步中，創建的是原始 bean，因為還沒到最後一步屬性解析，所以這個類裡面沒有屬性值，可以將它想象成 new ClassA，同時沒有構造函數等賦值的操作，這個原始 bean 信息將會在下一步使用到。

addSingleFactory

<code>// 註釋 5.2 解決循環依賴 第二個參數是回調接口，實現的功能是將切面動態織入 beanaddSingletonFactory(beanName, () -> getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean));/<code>

前面也提到過這個方法，它會將需要提前曝光的單例加入到緩存中，將單例的 beanName 和 beanFactory 加入到緩存，在之後需要用到的時候，直接從緩存中取出來。

populateBean 填充屬性

剛才第一步時也說過了，一開始創建的只是初始 bean，沒有屬性值，所以在這一步會解析類的屬性。在屬性解析時，會判斷屬性的類型，如果判斷到是 RuntimeBeanReference 類型，將會解析引用。

就像我們寫的例子，CircleA 引用了 CircleB，在加載 CircleA時，發現 CircleB 依賴，於是乎就要去加載 CircleB。

我們來看下代碼中的具體流程吧：

<code>protected void populateBean(String beanName, RootBeanDefinition mbd, @Nullable BeanWrapper bw) {    ...    if (pvs != null) {// 將屬性應用到 bean 中，使用深拷貝，將子類的屬性一併拷貝applyPropertyValues(beanName, mbd, bw, pvs);}}protected void applyPropertyValues(String beanName, BeanDefinition mbd, BeanWrapper bw, PropertyValues pvs) {    ...    String propertyName = pv.getName();Object originalValue = pv.getValue();// 註釋 5.5 解析參數，如果是引用對象，將會進行提前加載Object resolvedValue = valueResolver.resolveValueIfNecessary(pv, originalValue);...}public Object resolveValueIfNecessary(Object argName, @Nullable Object value) {// 我們必須檢查每個值，看看它是否需要一個運行時引用，然後來解析另一個 beanif (value instanceof RuntimeBeanReference) {// 註釋 5.6 在這一步中，如果判斷是引用類型，需要解析引用，加載另一個 beanRuntimeBeanReference ref = (RuntimeBeanReference) value;return resolveReference(argName, ref);}...}/<code> 

跟蹤到這裡，加載引用的流程比較清晰了，發現是引用類的話，最終會委派 org.springframework.beans.factory.support.BeanDefinitionValueResolver#resolveReference 進行引用處理，核心的兩行代碼如下：

<code>// 註釋 5.7 在這裡加載引用的 beanbean = this.beanFactory.getBean(refName);this.beanFactory.registerDependentBean(refName, this.beanName);/<code>

在這一步進行 CircleB 的加載，但是我們寫的例子中，CircleB 依賴了 CircleA，那它是如何處理的呢，所以這時，我們剛才將 CircleA 放入到緩存中的信息就起到了作用。

getSingleton

還記得之前在類加載時學到的只是麼，單例模式每次加載都是取同一個對象，如果在緩存中有，可以直接取出來，在緩存中沒有的話才進行加載，所以再來熟悉一下取單例的方法：

<code>protected Object getSingleton(String beanName, boolean allowEarlyReference) {Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);// 檢查緩存中是否存在實例if (singletonObject == null && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {// 記住，公共變量都需要加鎖操作，避免多線程併發修改synchronized (this.singletonObjects) {// 如果此 bean 正在加載則不處理singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName);if (singletonObject == null && allowEarlyReference) {// 當某些方法需要提前初始化，調用 addSingletonFactory 方法將對應的// objectFactory 初始化策略存儲在 earlySingletonObjects，並且從 singletonFactories 移除ObjectFactory> singletonFactory = this.singletonFactories.get(beanName);if (singletonFactory != null) {singletonObject = singletonFactory.getObject();this.earlySingletonObjects.put(beanName, singletonObject);this.singletonFactories.remove(beanName);}}}}return singletonObject;}/<code>

雖然 CircleB 引用了 CircleA，但在之前的方法 addSingletonFactory 時，CircleA 的 beanFactory 就提前暴露。

所以 CircleB 在獲取單例 getSingleton() 時，能夠拿到 CircleA 的信息，所以 CircleB 順利加載完成，同時將自己的信息加入到緩存和註冊表中，接著返回去繼續加載 CircleA，由於它的依賴已經加載到緩存中，所以 CircleA 也能夠順利完成加載，最終整個加載操作完成~

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關鍵字: 循環 數據庫 依賴