Spring源码解析之循环依赖的实现流程

前言

上篇文章中我们分析完了Spring中Bean的实例化过程，但是没有对循环依赖的问题进行分析，这篇文章中我们来看一下spring是如何解决循环依赖的实现。

之前在讲spring的过程中，我们提到了一个spring的单例池singletonObjects，用于存放创建好的bean，也提到过这个Map也可以说是狭义上的spring容器。

private final Map<String, Object> singletonObjects = new ConcurrentHashMap<String, Object>(256);

其实spring在缓存bean的过程中并不是只有这一个Map，我们看一下DefaultSingletonBeanRegistry这个类，在其中其实存在3个Map，这也就是经常提到的spring三级缓存。

/** Cache of singleton objects: bean name --> bean instance */
private final Map<String, Object> singletonObjects = new ConcurrentHashMap<String, Object>(256);
/** Cache of early singleton objects: bean name --> bean instance */
private final Map<String, Object> earlySingletonObjects = new HashMap<String, Object>(16);
/** Cache of singleton factories: bean name --> ObjectFactory */
private final Map<String, ObjectFactory<?>> singletonFactories = new HashMap<String, ObjectFactory<?>>(16);

从上到下分别为一到三级缓存，这里先对三级缓存有一个初步的认识，后面使用到的时候我们再详细分析。

循环依赖实现流程

下面开始分析spring循环依赖的注入实现过程。先写两个bean，在它们中分别注入了对方：

@Component
public class ServiceA {
  @Autowired
  ServiceB serviceB;  
  
  public ServiceB getServiceB() {
    System.out.println("get ServiceB");
    return serviceB;
  }
}

@Component
public class ServiceB {
  @Autowired
  ServiceA serviceA;  
  
  public ServiceA getServiceA() {
    return serviceA;
  }
}

进行测试，分别调用它们的get方法，能够正常获得bean，说明循环依赖是可以实现的：

com.hydra.service.ServiceB@58fdd99
com.hydra.service.ServiceA@6b1274d2

首先，回顾一下上篇文章中讲过的bean实例化的流程。下面的内容较多依赖于spring的bean实例化源码，如果不熟悉建议花点时间阅读一下上篇文章。

在AbstractAutowireCapableBeanFactory的doCreateBean方法中，调用createBeanInstance方法创建一个原生对象，之后调用populateBean方法执行属性的填充，最后调用各种回调方法和后置处理器。

但是在执行populateBean方法前，上篇文章中省略了一些涉及到循环依赖的内容，看一下下面这段代码：

上面的代码先进行判断：如果当前创建的是单例bean，并且允许循环依赖，并且处于创建过程中，那么执行下面的addSingletonFactory方法。

主要工作为将lambda表达式代表的ObjectFactory，放入三级缓存的Map中。注意这里只是一个存放的操作，并没有实际执行lambda表达式中的内容，具体调用过程是在后面调用ObjectFactory的getObject方法时调用。这个方法执行完成后，三级缓存中存放了一条serviceA的数据，二级缓存仍然为空。

回到正常调用流程，生成原生对象后，调用populateBean方法进行属性的赋值也就是依赖注入，具体是通过执行AutowiredAnnotationBeanPostProcessor这一后置处理器的postProcessPropertyValues方法。

在这一过程中，serviceA会找到它依赖的serviceB这一属性，当发现依赖后，会调用DefaultListableBeanFactory的doResolveDependency方法，之后执行resolveCandidate方法，在该方法中，尝试使用beanFactory获取到serviceB的bean实例。

public Object resolveCandidate(String beanName, Class<?> requiredType, BeanFactory beanFactory)
      throws BeansException {
    return beanFactory.getBean(beanName);
  }

这时和之前没有循环依赖时的情况就会有些不一样了，因为现在serviceB还没有被创建出来，所以通过beanFactory是无法直接获取的。因此当在doGetBean方法中调用getSingleton方法会返回一个null值：

因此，继续使用与之前相同的创建bean的流程，实例化serviceB的bean对象。当serviceB的原生对象被实例化完成后，同样可以看到它依赖的serviceA还没有被赋值：

创建完serviceB的原生对象后，同样执行addSingletonFactory方法，将serviceB放入三级缓存中，执行完成后，三级缓存中就已经存在了两个bean的缓存：

向下执行，serviceB会调用populateBean方法进行属性填充。和之前serviceA依赖serviceB相同的调用链，执行到resolveCandidate方法，尝试使用beanFactory的getBean去获取serviceA。

向下执行，调用getSingleton方法尝试直接获取serviceA，此时三级缓存singletonFactories中我们之前已经存进去了一个key为serviceA的beanName，value为lambda表达式，这时可以直接获取到。

在执行singletonFactory的getObject方法时才去真正执行lambda表达式中的方法，实际执行的是getEarlyBeanReference方法：

在遍历后置处理器后，获取到serviceA的执行过后置处理器后的对象，执行：

this.earlySingletonObjects.put(beanName, singletonObject);
this.singletonFactories.remove(beanName);

这里将serviceA放入二级缓存earlySingletonObjects，并从三级缓存singletonFactories中移除。在这一步执行完后，三级缓存中的serviceA就没有了。

当我们从缓存中获取了serviceA的bean后，就不会再调用createBean去重复创建新的bean了。之后，顺调用链返回serviceB调用的doResolveDependency方法：

serviceB就成功获取到了它的依赖的serviceA属性的bean对象，回到inject方法，使用反射给serviceA赋值成功。

回到doCreateBean的方法，可以看到serviceB的serviceA属性已经被注入了，但是serviceA中的serviceB属性还是null。说明serviceB的依赖注入已经完成，而serviceA的依赖注入还没做完。

现在我们梳理一下运行到这里的流程：

1、在serviceA填充属性过程中发现依赖了serviceB，通过beanFactory的getBean方法，尝试获取serviceB

2、serviceB不存在，执行了一遍serviceB的创建流程，填充属性时发现serviceA已经存在于三级缓存，直接注入给serviceB

可以看到，在创建serviceA的过程中发现依赖的serviceB不存在，转而去创建了serviceB，而创建serviceA的流程并没有执行完，因此在创建完serviceB后再顺调用链返回，直到doResolveDependency方法：

可以看到，需要依赖的serviceB已经被创建并返回成功，返回到inject方法，同样通过反射给serviceB赋值：

返回doCreateBean方法，可以看到serviceA和serviceB之间的循环依赖已经完成了：

这样，一个最简单的循环依赖流程就结束了。有的小伙伴可能会提出疑问，这样的话，我只需要添加一个缓存存放原生对象就够了啊，为什么还需要二级缓存和三级缓存两层结构呢？这个问题，我们放在下一篇具体讨论，看看循环依赖的具体实现时怎样的。

到此这篇关于Spring源码解析之循环依赖的实现流程的文章就介绍到这了,更多相关Spring循环依赖内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！