关于spring:15张图带你彻底弄明白spring循环依赖再也不用怕了

最近项目组的一个共事遇到了一个问题，问我的意见，一下子引起的我的趣味，因为这个问题我也是第一次遇到。平时自认为对 spring 循环依赖问题还是比拟理解的，直到遇到这个和前面的几个问题后，从新刷新了我的意识。

咱们先看看过后出问题的代码片段：

@Service
publicclass TestService1 {

    @Autowired
    private TestService2 testService2;

    @Async
    public void test1() {}
}

@Service
publicclass TestService2 {

    @Autowired
    private TestService1 testService1;

    public void test2() {}
}

这两段代码中定义了两个 Service 类：TestService1 和 TestService2，在 TestService1 中注入了 TestService2 的实例，同时在 TestService2 中注入了 TestService1 的实例，这里形成了循环依赖。

只不过，这不是一般的循环依赖，因为 TestService1 的 test1 办法上加了一个 @Async 注解。

大家猜猜程序启动后运行后果会怎么？

org.springframework.beans.factory.BeanCurrentlyInCreationException: Error creating bean with name 'testService1': Bean with name 'testService1' has been injected into other beans [testService2] in its raw version as part of a circular reference, but has eventually been wrapped. This means that said other beans do not use the final version of the bean. This is often the result of over-eager type matching - consider using 'getBeanNamesOfType' with the 'allowEagerInit' flag turned off, for example.

报错了。。。起因是呈现了循环依赖。

「不迷信呀，spring 不是号称能解决循环依赖问题吗，怎么还会呈现？」

如果把下面的代码略微调整一下：

@Service
publicclass TestService1 {

    @Autowired
    private TestService2 testService2;

    public void test1() {}
}

把 TestService1 的 test1 办法上的 @Async 注解去掉，TestService1 和 TestService2 都须要注入对方的实例，同样形成了循环依赖。

然而重新启动我的项目，发现它可能失常运行。这又是为什么？

带着这两个问题，让咱们一起开始 spring 循环依赖的探秘之旅。

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

第一种状况：本人依赖本人的间接依赖

第二种状况：两个对象之间的间接依赖

第三种状况：多个对象之间的间接依赖

后面两种状况的间接循环依赖比拟直观，十分好辨认，然而第三种间接循环依赖的状况有时候因为业务代码调用层级很深，不容易辨认进去。

spring 中呈现循环依赖次要有以下场景：

这种注入形式应该是 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，然而它能失常运行，得益于 spring 的外部机制，让咱们根本无法感知它有问题，因为 spring 默默帮咱们解决了。

spring 外部有三级缓存：

singletonObjects 一级缓存，用于保留实例化、注入、初始化实现的 bean 实例
earlySingletonObjects 二级缓存，用于保留实例化实现的 bean 实例
singletonFactories 三级缓存，用于保留 bean 创立工厂，以便于前面扩大有机会创立代理对象。

上面用一张图通知你，spring 是如何解决循环依赖的：

                                            图 1

仔细的敌人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，如果呈现以下这种状况，咱们要如何解决？

@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。

依照上图的流程能够把 TestService1 注入到 TestService2，并且 TestService1 的实例是从第三级缓存中获取的。

假如不必第二级缓存，TestService1 注入到 TestService3 的流程如图：

                                               图 2

TestService1 注入到 TestService3 又须要从第三级缓存中获取实例，而第三级缓存里保留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，而通过它创立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。下面图 1 其实 TestService1 对象的实例曾经被增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。

                                                 图 3

还有个问题，第三级缓存中为什么要增加 ObjectFactory 对象，间接保留实例对象不行吗？

答：不行，因为如果你想对增加到三级缓存中的实例对象进行加强，间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 办法的这段代码中：

它定义了一个匿名外部类，通过 getEarlyBeanReference 办法获取代理对象，其实底层是通过 AbstractAutoProxyCreator 类的 getEarlyBeanReference 生成代理对象。

这种注入办法偶尔会有，特地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() {}
}

很多人说这种状况 spring 容器启动会报错，其实是不对的，我十分负责任的通知你程序可能失常启动。

为什么呢？

其实在 AbstractApplicationContext 类的 refresh 办法中通知了咱们答案，它会调用 finishBeanFactoryInitialization 办法，该办法的作用是为了 spring 容器启动的时候提前初始化一些 bean。该办法的外部又调用了 preInstantiateSingletons 办法

标红的中央显著可能看出：非形象、单例并且非懒加载的类能力被提前初始 bean。

而多例即 SCOPE_PROTOTYPE 类型的类，非单例，不会被提前初始化 bean，所以程序可能失常启动。

如何让他提前初始化 bean 呢？

只须要再定义一个单例的类，在它外面注入 TestService1

@Service
publicclass TestService3 {

    @Autowired
    private TestService1 testService1;
}

重新启动程序，执行后果：

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

果然呈现了循环依赖。

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

这种注入形式是 spring4.x 以上的版本中官网举荐的形式，具体如下代码：

@Service
publicclass TestService1 {public TestService1(TestService2 testService2) {}}

@Service
publicclass TestService2 {public TestService2(TestService1 testService1) {}}

运行后果：

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

呈现了循环依赖，为什么呢？

从图中的流程看出结构器注入只是增加了三级缓存，并没有应用缓存，所以也无奈解决循环依赖问题。

这种注入形式其实也比拟罕用，比方平时应用：@Async注解的场景，会通过 AOP 主动生成代理对象。

我那位共事的问题也是这种状况。

@Service
publicclass TestService1 {

    @Autowired
    private TestService2 testService2;

    @Async
    public void test1() {}
}

@Service
publicclass TestService2 {

    @Autowired
    private TestService1 testService1;

    public void test2() {}
}

从后面得悉程序启动会报错，呈现了循环依赖：

org.springframework.beans.factory.BeanCurrentlyInCreationException: Error creating bean with name 'testService1': Bean with name 'testService1' has been injected into other beans [testService2] in its raw version as part of a circular reference, but has eventually been wrapped. This means that said other beans do not use the final version of the bean. This is often the result of over-eager type matching - consider using 'getBeanNamesOfType' with the 'allowEagerInit' flag turned off, for example.

为什么会循环依赖呢？

答案就在上面这张图中：

说白了，bean 初始化实现之后，前面还有一步去查看：第二级缓存和原始对象是否相等。因为它对后面流程来说无关紧要，所以后面的流程图中省略了，然而在这里是关键点，咱们重点说说：

那位共事的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样。

如果这时候把 TestService1 改个名字，改成：TestService6，其余的都不变。

@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 加载程序说起了，默认状况下，spring 是依照文件残缺门路递归查找的，按门路 + 文件名排序，排在后面的先加载。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？

答案在上面这张图中：

这种状况 testService6 中其实第二级缓存是空的，不须要跟原始对象判断，所以不会抛出循环依赖。

还有一种有些非凡的场景，比方咱们须要在实例化 Bean A 之前，先实例化 Bean B，这个时候就能够应用 @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，执行后果：

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

这个例子中原本如果 TestService1 和 TestService2 都没有加 @DependsOn 注解是没问题的，反而加了这个注解会呈现循环依赖问题。

这又是为什么？

答案在 AbstractBeanFactory 类的 doGetBean 办法的这段代码中：

它会查看 dependsOn 的实例有没有循环依赖，如果有循环依赖则抛异样。

我的项目中如果呈现循环依赖问题，阐明是 spring 默认无奈解决的循环依赖，要看我的项目的打印日志，属于哪种循环依赖。目前蕴含上面几种状况：

这类循环依赖问题解决办法很多，次要有：

应用 @Lazy 注解，提早加载
应用 @DependsOn 注解，指定加载先后关系
批改文件名称，扭转循环依赖类的加载程序

这类循环依赖问题要找到 @DependsOn 注解循环依赖的中央，迫使它不循环依赖就能够解决问题。

这类循环依赖问题能够通过把 bean 改成单例的解决。

这类循环依赖问题能够通过应用 @Lazy 注解解决。

当然最好的解决循环依赖问题最佳计划是从代码设计上躲避，然而简单的零碎中有可能没法防止。

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关于spring:15张图带你彻底弄明白spring循环依赖再也不用怕了

1. 由共事抛的一个问题开始

2. 什么是循环依赖？

3. 循环依赖的 N 种场景

单例的 setter 注入

多例的 setter 注入

结构器注入

单例的代理对象 setter 注入

DependsOn 循环依赖

4. 呈现循环依赖如何解决？

生成代理对象产生的循环依赖

应用 @DependsOn 产生的循环依赖

多例循环依赖

结构器循环依赖

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