Spring循环依赖原理和Bean创建过程

Spring循环依赖

1.什么是循环依赖

​ 循环依赖就是指Spring在创建Bean的过程中，一个Bean的属性依赖另一个Bean，而被依赖的Bean又依赖于当前Bean，如下图所示：

代码如下：

StudentService.java

public class StudentService {

    private TeacherService teacherService;
    
    //因为要依赖注入，在这里我们先使用setter注入
    public void setTeacherService(TeacherService teacherService) {
        this.teacherService = teacherService;
    }

    static {
        System.out.println("创建StudentServiceBean...");
    }
}

TeacherService.java

public class TeacherService {

    private StudentService studentService;

    public void setStudentService(StudentService studentService) {
        this.studentService = studentService;
    }

    static {
        System.out.println("创建teacherServiceBean...");
    }
}

测试：

@Test
public void beanTest01() {
    DefaultListableBeanFactory factory = new DefaultListableBeanFactory();
    {
        RootBeanDefinition stu = new RootBeanDefinition(StudentService.class);
        HashMap<String, Object> map = new HashMap<>();
        map.put("teacherService", new RuntimeBeanReference("teacherService"));
        stu.setPropertyValues(new MutablePropertyValues()
                .addPropertyValues(map));
        factory.registerBeanDefinition("studentService", stu);
    }

    {
        RootBeanDefinition tea = new RootBeanDefinition(TeacherService.class);
        HashMap<String, Object> map = new HashMap<>();
        map.put("studentService", new RuntimeBeanReference("studentService"));
        tea.setPropertyValues(new MutablePropertyValues()
                .addPropertyValues(map));
        factory.registerBeanDefinition("teacherService", tea);
    }
    StudentService bean = factory.getBean(StudentService.class);
    System.out.println(bean);
}

debug一下看看效果：

显然，Spring创建的都是单例的Bean,循环依赖的完成也是由Spring自动进行的，下面我们从创建bean开始来了解Spring是如何解决循环依赖的。

2.Spring创建对象的过程

2.1 大致过程

大致过程无非就是这样：

2.2 实际创建过程

详细过程就需要涉及到工厂模式、抽象工厂、单例池…

主要类的依赖图（全部为继承关系）：

• 首先调用公开方法 DefaultListableBeanFactory.getBean(Class cls) 来获取 Bean 对象，通过一系列操作转化 class 对象为 beanName。
• 得到 beanName 之后，调用 AbstractBeanFactory.getBean(String name, Class cls) , 在这个方法中又会调用受保护的 AbstractBeanFactory.doGetBean 方法
• 在 doGetBean 方法中，又会调用 DefaultSingletonBeanFactory.getSingleton(String beanName, ObjectFactory factory)
• 在 getSingleton 方法中，首先在单例池 DefaultSingletonBeanFactory.singletonObjects 查找是否已经存在 beanName 对应的单例对象。如果找不到，那会调用函数式接口 ObjectFactory 来创建一个对象，而这个对象工厂调用的函数是一个受保护的抽象方法 AbstractBeanFactory.crateBean(String beanName, RootBeanDefinition def, Object[] args)
• AbstractAutowireCapableBeanFactory 实现了超类的 createBean 方法， 并在 createBean 方法中调用了受保护的方法 AbstractAutowireCapableBeanFactory.doCreateBean
• 在 doCreateBean方法中，还会调用 AbstractAutowireCapableBeanFactory.populateBean 来填充属性。
• 在 populateBean 填充属性时，还可能遇上没有创建过的对象，因此还可能递归调用 AbstractBeanFactory.getBean(String beanName)

AbstractAutowireCapableBeanFactory 负责了实例化 Bean，填充属性，后置处理的任务，DefaultSingletonBeanRegistry 负责了单例池的维护工作

3.Spring是如何解决循环依赖的

Spring 就是靠获取未完成的Bean对象来填充属性，解决循环依赖的。(这里使用到了三级缓存)

基本过程：

（1）通过getSingleton()时添加，Bean创建状态

（2）实例化Bean之后添加ObjectFactory至工厂池

（3）获取创建状态的Bean时，会先通过ObjectFactory获取Bean，然后添加到半成品池earlySingletonObjects

（4）对象完成创建后会添加到单例池

为什么不直接把对象放入 earlySingletonObjects，而是先放入 singletonFactories 中？
创建对象是需要消耗性能的，假如创建没有循环依赖的对象，是不需要创建未完成的Bean对象的，所以不是直接创建未完成对象放入未完成单例集 earlySingletonObjects，而是把未完成单例工厂放入 singletonFactories。
比如以下这段代码，在运行时就不会调用 getSingleton 中的 ObjectFactory.getObject() 方法来创建未完成 Bean 对象。

4.什么情况下不能解决循环依赖

在Bean是多例的状态下不能解决循环依赖（因为按理来说要创建无数个Bean）

试一下：

@Test
public void beanTest01() {
    DefaultListableBeanFactory factory = new DefaultListableBeanFactory();
    {
        RootBeanDefinition stu = new RootBeanDefinition(StudentService.class);
        HashMap<String, Object> map = new HashMap<>();
        map.put("teacherService", new RuntimeBeanReference("teacherService"));
        stu.setPropertyValues(new MutablePropertyValues()
                .addPropertyValues(map));
        stu.setScope("prototype");  //将StudentService设置为多例模式
        factory.registerBeanDefinition("studentService", stu);
    }

    {
        RootBeanDefinition tea = new RootBeanDefinition(TeacherService.class);
        HashMap<String, Object> map = new HashMap<>();
        map.put("studentService", new RuntimeBeanReference("studentService"));
        tea.setPropertyValues(new MutablePropertyValues()
                .addPropertyValues(map));
        factory.registerBeanDefinition("teacherService", tea);
    }
    StudentService bean = factory.getBean(StudentService.class);
    System.out.println(bean);
}

报错：

参考文章：https://www.cnblogs.com/kendoziyu/p/spring-create-singleton-bean.html

PS:有些地方可能解释的不太清楚，欢迎读者提出建议