## 前言 在面試的時候這兩年有一個非常高頻的關於spring的問題，那就是spring是如何解決迴圈依賴的。這個問題聽著就是輕描淡寫的一句話，其實考察的內容還是非常多的，主要還是考察的應聘者有沒有研究過spring的原始碼。但是說實話，spring的原始碼其實非常複雜的，研究起來並不是個簡單的事情，所以我們此篇文章只是為了解釋清楚Spring是如何解決迴圈依賴的這個問題。 ### 什麼樣的依賴算是迴圈依賴？ 用過Spring框架的人都對**依賴注入**這個詞不陌生，一個Java類A中存在一個屬性是類B的一個物件，那麼我們就說類A的物件依賴類B，而在Spring中是依靠的IOC來實現的物件注入，也就是說建立物件的過程是IOC容器來實現的，並不需要自己在使用的時候通過new關鍵字來建立物件。 那麼當類A中依賴類B的物件，而類B中又依賴類C的物件，最後類C中又依賴類A的物件的時候，這種情況最終的依賴關係會形成一個環，這就是迴圈依賴。  ### 迴圈依賴的型別 根據注入的時機可以分為兩種： * **構造器迴圈依賴** 依賴的物件是通過構造方法傳入的，在例項化bean的時候發生。 * **賦值屬性迴圈依賴** 依賴的物件是通過setter方法傳入的，物件已經例項化，在屬性賦值和依賴注入的時候發生。 **構造器迴圈依賴，本質上是無解的**，例項化A的時候呼叫A的構造器，發現依賴了B，又去例項化B，然後呼叫B的構造器，發現又依賴的C，然後呼叫C的構造器去例項化，結果發起C的構造器裡依賴了A，這就是個死迴圈無解。所以Spring也是不支援構造器迴圈依賴的，當發現存在構造器迴圈依賴時，會直接丟擲`BeanCurrentlyInCreationException` 異常。 **賦值屬性迴圈依賴，Spring只支援bean在單例模式下的迴圈依賴**，其他模式下的迴圈依賴Spring也是會丟擲`BeanCurrentlyInCreationException` 異常的。==Spring通過對還在建立過程中的單例bean，進行快取並提前暴露該單例，使得其他例項可以提前引用到該單例bean。== ### Spring為什麼只支援單例模式下的bean的賦值情況下的迴圈依賴 在prototype的模式下的bean，使用了一個ThreadLocal變數`prototypesCurrentlyInCreation`來記錄當前執行緒正在建立中的bean，這個變數在`AbtractBeanFactory`類裡。在建立前用beanName記錄bean，在建立完成後刪除bean。在`prototypesCurrentlyInCreation`裡採用了一個Set物件來儲存正在建立中的bean。我們都知道Set是不允許存在重複物件的，這樣就能保證同一個bean在一個執行緒中只能有一個正在建立。 下面是`prototypesCurrentlyInCreation`變數在刪除bean時的操作，在`AbtractBeanFactory`的`beforePrototypeCreation`操作裡。 ```java protected void afterPrototypeCreation(String beanName) { Object curVal = this.prototypesCurrentlyInCreation.get(); if (curVal instanceof String) { this.prototypesCurrentlyInCreation.remove(); } else if (curVal instanceof Set) { Set beanNameSet = (Set) curVal; beanNameSet.remove(beanName); if (beanNameSet.isEmpty()) { this.prototypesCurrentlyInCreation.remove(); } } } ``` 從上面的程式碼中看出，當變數為一個的時候採用了一個String物件來儲存，節省了一些記憶體空間。 在`AbstractBeanFactory`類的`doGetBean`方法裡先判斷是否為單例物件，不是單例物件，則直接判斷當前執行緒是否已經存在了正在建立的bean。存在的話直接丟擲異常。  這個`isPrototypeCurrentlyInCreation（）`方法的實現程式碼如下： ```java protected boolean isPrototypeCurrentlyInCreation(String beanName) { Object curVal = this.prototypesCurrentlyInCreation.get(); return curVal != null && (curVal.equals(beanName) || curVal instanceof Set && ((Set)curVal).contains(beanName)); } ``` 因為有了這個機制，spring在原型模式下是解決不了bean的迴圈依賴的，當發現有迴圈依賴的時候會直接丟擲`BeanCurrentlyInCreationException`異常的。 ### 那麼為什麼spring在單例模式下的構造賦值也不支援迴圈依賴呢？ 其實原理和原型模式下的情況類似，在單例模式下，bean也會用一個Set集合來儲存正在建立中的bean，在建立前儲存，建立完成後刪除。 這個物件在`DefaultSingletonBeanRegistry`類下變數名為：`singletonsCurrentlyInCreation` ```java public class DefaultSingletonBeanRegistry extends SimpleAliasRegistry implements SingletonBeanRegistry { private final Set singletonsCurrentlyInCreation = Collections.newSetFromMap(new ConcurrentHashMap(16)); } ``` 判定程式碼在`DefaultSingletonBeanRegistry`類的`beforeSingletonCreation`方法下。 ```java protected void beforeSingletonCreation(String beanName) { if (!this.inCreationCheckExclusions.contains(beanName) && !this.singletonsCurrentlyInCreation.add(beanName)) { throw new BeanCurrentlyInCreationException(beanName); } } ``` 在上面這個方法中，判定`singletonsCurrentlyInCreation`是否能成功的儲存一個單例bean。如果不能成功儲存，那麼就會直接丟擲`BeanCurrentlyInCreationException`異常。 ### 單例模式下的Setter賦值迴圈依賴 終於到了我們的重點，Spring是如何解決單例模式下的Setter賦值的迴圈依賴了。 其實主要的就是靠**提前暴露建立中的單例例項**。 那麼具體是一個怎樣的過程呢？ 例如：上面那個圖的例子，A依賴B，B依賴C，C又依賴B。 過程如下： * **`建立A，呼叫構造方法，完成構造，進行屬性賦值注入，發現依賴B，去例項化B`**。 * **`建立B，呼叫構造方法，完成構造，進行屬性賦值注入，發現依賴C，去例項化C`**。 * 建立C，呼叫構造方法，完成構造，進行屬性賦值注入，發現依賴A。 **==這個時候就是解決迴圈依賴的關鍵了，因為A已經通過構造方法已經構造完成了，也就是說已經將Bean的在堆中分配好了記憶體，這樣即使A再填充屬性值也不會更改記憶體地址了，所以此時可以提前拿出來A的引用，來完成C的例項化。==** 這樣上面建立C過程就會變成了： * **`建立C，呼叫構造方法，完成構造，進行屬性賦值注入，發現依賴A，A已經構造完成，直接引用，完成C的例項化`**。 * **`C完成例項化後，注入B，B也完成了例項化，然後B注入A，A也完成了例項化`**。 為了能獲取到建立中單例bean，spring提供了三級快取來將正在建立中的bean提前暴露。 在類`DefaultSingletonBeanRegistry`下，即下圖紅框中的三個Map物件。  這三個快取Map的作用如下： * 一級快取，`singletonObjects` 單例快取，儲存已經例項化的單例bean。 * 二級快取，`earlySingletonObjects` 提前暴露的單例快取，這裡儲存的bean是剛剛構造完成，但還會通過屬性注入bean。 * 三級快取，`singletonFactories` 生產單例的工廠快取，儲存工廠。 首先在建立bean的時候會先建立一個和bean同名的單例工廠，並將bean先放入到單例工廠中。程式碼在`AbstractAutowireCapableBeanFactory`類的`doCreateBean`方法中。 ```java protected Object doCreateBean(final String beanName, final RootBeanDefinition mbd, Object[] args) throws BeanCreationException { ...... this.addSingletonFactory(beanName, new ObjectFactory