简述Spring是如何解决循环依赖的？

<think>嗯，用户想了解Spring的三级缓存机制是如何解决循环依赖问题的。首先，我需要回忆一下Spring处理Bean生命周期和依赖注入的过程。循环依赖通常发生在两个或多个Bean相互引用的情况下，比如A依赖B，B又依赖A。这种情况下，如果不做特殊处理，会导致无限递归或创建失败。 根据提供的引用，Spring使用三级缓存来解决这个问题。一级缓存是singletonObjects，存放完全初始化好的Bean。二级缓存是earlySingletonObjects，存放实例化但未完全初始化的Bean。三级缓存是singletonFactories，存放创建Bean的工厂对象。这三个缓存在Bean的不同阶段起作用。 接下来，我需要理清楚Bean的创建流程。当创建Bean A时，首先通过构造器实例化，然后将工厂对象放入三级缓存。这时如果A需要注入B，而B又需要注入A，就会触发B的创建。当B在填充属性时，会从三级缓存中找到A的工厂，生成A的早期引用，放入二级缓存，并清除三级缓存中的A。这样B就能完成初始化，放入一级缓存。之后A继续填充B的实例，完成自己的初始化，最后放入一级缓存。 用户可能的问题在于为什么需要三级缓存而不是二级。根据引用3，二级缓存直接存不完全对象可能无法处理代理对象的生成，因为代理通常是在初始化之后通过后置处理器完成的。三级缓存的工厂可以在需要时提前生成代理对象，保证符合Bean的生命周期。 还需要注意，三级缓存主要用于处理字段注入的循环依赖，构造器注入的情况无法解决，因为实例化前无法提前暴露引用。这点可能在问题扩展中提到。 总结时，要分步骤说明三级缓存的工作流程，并解释为何二级缓存不够，以及适用的场景和限制。确保引用正确，比如引用1到4中的内容，特别是关于工厂对象和代理生成的部分。</think>### Spring三级缓存解决循环依赖的机制 #### 核心原理分步解析 1. **三级缓存的层级与作用** - **一级缓存（`singletonObjects`）**：存储完全初始化完成的单例Bean，可直接被使用[^2][^3]。 - **二级缓存（`earlySingletonObjects`）**：存储已实例化但未完成属性注入和初始化的“早期对象”[^3]。 - **三级缓存（`singletonFactories`）**：存储Bean的工厂对象（`ObjectFactory`），用于生成早期对象的代理或原始对象。 2. **Bean创建与缓存交互流程** 以循环依赖场景`BeanA → BeanB → BeanA`为例： - **步骤1**：创建`BeanA`，实例化后将其工厂对象存入三级缓存： ```java addSingletonFactory(beanName, () -> getEarlyBeanReference(beanName, bean)); ``` - **步骤2**：`BeanA`进行属性注入时发现依赖`BeanB`，触发`BeanB`的创建[^4]。 - **步骤3**：创建`BeanB`时同样需要注入`BeanA`，此时从三级缓存中获取`BeanA`的工厂对象，生成早期对象并存入二级缓存，同时清除三级缓存中的`BeanA`[^3]。 - **步骤4**：`BeanB`完成初始化后存入一级缓存，`BeanA`继续完成属性注入和初始化，最终存入一级缓存。 3. **为何需要三级缓存？** - **代理对象兼容性**：若使用二级缓存直接存储原始对象，无法处理需要AOP代理的场景。三级缓存的工厂对象（`ObjectFactory`）可在检测到循环依赖时动态生成代理对象，保持Bean生命周期一致性。 - **阶段隔离**：工厂对象（三级缓存）的存储时机早于属性注入，而二级缓存存储的是已实例化但未初始化的对象，两者分工明确。 #### 适用场景与限制 - **支持场景**：字段注入（Setter/属性注入）的循环依赖。 - **不支持场景**：构造器注入导致的循环依赖（实例化前无法暴露对象引用）。 #### 流程图示例 $$ \begin{array}{ccc} \text{创建BeanA} & \rightarrow & \text{实例化后存入三级缓存} \\ & \downarrow & \\ \text{发现依赖BeanB} & \rightarrow & \text{创建BeanB} \\ & \downarrow & \\ \text{BeanB需要BeanA} & \rightarrow & \text{从三级缓存获取BeanA的工厂} \\ & \downarrow & \\ \text{BeanA早期对象存入二级缓存} & \rightarrow & \text{BeanB完成初始化} \\ \end{array} $$

### Spring 中三级缓存解决循环依赖原理 #### Bean 实例化过程中的三个阶段 在 Spring 容器中，Bean 的生命周期分为多个阶段，在这些阶段中会利用到不同的缓存来管理 Bean 的状态。具体来说： - **单实例 (Singleton) Bean** 在创建过程中会被放置在一个名为 `singletonObjects` 的一级缓存 Map 中[^1]。 - 当某个 Bean 正处于创建但尚未完全初始化的状态时，则将其加入到 `earlySingletonObjects` 这个二级缓存中作为提前暴露的对象引用。 - 如果一个 Bean 已经完成了属性填充但是还未执行初始化方法，则该对象会被存储于 `registeredSingletons` 集合内，这是第三级缓存的一部分。 这种机制允许容器能够在某些情况下处理 AOP 或者其他场景下的循环依赖问题而不至于陷入死锁或无限递归的情况。 #### 如何通过三级缓存解决问题 当遇到循环依赖情况时，假设存在两个 Singleton 类型的 Bean A 和 B 形成相互依赖关系: - 创建 Bean A 时发现其有对 Bean B 的依赖； - 尝试获取 Bean B 发现它也正在被创建并同样依赖于 Bean A； 如果没有特别措施的话这将导致错误的发生。然而借助上述提到的一二三级缓存结构可以有效规避此类风险： 一旦检测到即将发生循环依赖（即当前请求的目标 Bean 已存在于早期曝光列表），则直接返回已经部分构建好的版本给调用方继续使用而不是等待整个流程结束再提供服务[^2]。 ```java // 简化的伪代码展示如何判断是否存在可重入访问以及相应处理逻辑 if (!this.singletonObjects.containsKey(beanName)) { Object sharedInstance = getEarlyBeanReference(factory, beanName); if (sharedInstance != null && !StringUtils.isEmpty(beanName)) { addSingletonFactory(beanName, () -> getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name)); return; } } ``` 此段简化后的 Java 代码片段展示了 Spring 框架内部是如何检查是否有可用的部分构造完毕的对象，并据此决定是否应该立即返回这个临时占位符而非阻塞直到全部完成为止。