深入剖析Spring如何解决循环依赖_Java

一、什么是循环依赖

循环依赖（circular dependency）是指两个或多个bean相互依赖，形成一个闭环的情况。例如：

@service
public class aservice {
    @autowired
    private bservice bservice;
}

@service
public class bservice {
    @autowired
    private aservice aservice;
}

上述代码中，aservice依赖bservice，而bservice又依赖aservice，形成了循环依赖。

二、spring循环依赖的三种情况

构造器循环依赖：通过构造器注入形成的循环依赖，spring无法解决，会直接抛出beancurrentlyincreationexception

setter循环依赖（单例模式）：通过setter方法注入形成的循环依赖，spring可以解决
原型模式(prototype)循环依赖：scope为prototype的bean形成的循环依赖，spring无法解决

三、spring解决循环依赖的核心思想

spring通过三级缓存机制来解决单例模式下的setter循环依赖问题。核心思想是：

提前暴露未完全初始化的bean实例：在bean创建过程中，在完成实例化后、初始化前，将bean的引用提前暴露

分级缓存：使用三级缓存存储不同状态的bean，确保依赖注入时能获取到正确的引用

四、三级缓存详解

1. 三级缓存结构

/** 一级缓存：存放完全初始化好的bean */
private final map<string, object> singletonobjects = new concurrenthashmap<>(256);

/** 二级缓存：存放原始的bean对象（尚未填充属性） */
private final map<string, object> earlysingletonobjects = new hashmap<>(16);

/** 三级缓存：存放bean工厂对象，用于生成原始bean对象 */
private final map<string, objectfactory<?>> singletonfactories = new hashmap<>(16);

2. bean创建与三级缓存交互流程

1.创建bean实例：通过反射调用构造器创建bean实例

2.放入三级缓存：将bean包装成objectfactory并放入三级缓存singletonfactories

3.属性填充：填充bean的属性，此时如果发现依赖其他bean

从一级缓存singletonobjects获取
如果不存在，尝试从二级缓存earlysingletonobjects获取
如果还不存在，从三级缓存singletonfactories获取objectfactory并生成bean，然后放入二级缓存

4.初始化：执行初始化方法（@postconstruct等）

5.放入一级缓存：将完全初始化好的bean放入一级缓存，删除二、三级缓存中的记录

3. 循环依赖解决示例

以aservice和bservice的循环依赖为例：

1.开始创建aservice

实例化aservice
将aservice的objectfactory放入三级缓存

2.填充aservice属性时发现需要bservice

开始创建bservice
实例化bservice
将bservice的objectfactory放入三级缓存

3.填充bservice属性时发现需要aservice

从一级缓存获取aservice → 不存在
从二级缓存获取aservice → 不存在
从三级缓存获取aservice的objectfactory → 存在，生成aservice早期引用并放入二级缓存
将aservice早期引用注入bservice

4.bservice继续完成属性填充和初始化

5.bservice创建完成，放入一级缓存

6.aservice获得完全初始化的bservice引用

7.aservice继续完成属性填充和初始化

8.aservice创建完成，放入一级缓存

五、源码分析

关键源码在defaultsingletonbeanregistry类中：

protected object getsingleton(string beanname, boolean allowearlyreference) {
    // 1. 先从一级缓存获取
    object singletonobject = this.singletonobjects.get(beanname);
    if (singletonobject == null && issingletoncurrentlyincreation(beanname)) {
        synchronized (this.singletonobjects) {
            // 2. 从二级缓存获取
            singletonobject = this.earlysingletonobjects.get(beanname);
            if (singletonobject == null && allowearlyreference) {
                // 3. 从三级缓存获取objectfactory
                objectfactory<?> singletonfactory = this.singletonfactories.get(beanname);
                if (singletonfactory != null) {
                    singletonobject = singletonfactory.getobject();
                    // 将三级缓存提升到二级缓存
                    this.earlysingletonobjects.put(beanname, singletonobject);
                    this.singletonfactories.remove(beanname);
                }
            }
        }
    }
    return singletonobject;
}

六、为什么构造器循环依赖无法解决

时序问题：构造器注入发生在实例化阶段，此时bean尚未创建完成，无法提前暴露引用

缓存机制不适用：三级缓存机制依赖于在实例化后、初始化前暴露引用，而构造器注入时连实例都还没完全创建

七、为什么原型模式的循环依赖无法解决

生命周期不同：原型模式每次获取都创建新实例，spring不缓存原型bean

无法提前暴露引用：没有缓存机制支持，无法在创建过程中共享未完成初始化的引用

八、spring解决循环依赖的局限性

只能解决单例模式的setter注入循环依赖

大量使用循环依赖会导致代码结构混乱，增加维护难度

某些aop场景下可能出现问题（需要特殊处理）

九、最佳实践

避免循环依赖：通过设计模式（如中介者模式、观察者模式）重构代码

使用setter注入替代构造器注入：如果必须使用循环依赖

使用@lazy注解：延迟加载依赖的bean

@service
public class aservice {
    @autowired
    @lazy
    private bservice bservice;
}

使用applicationcontextaware接口：手动获取依赖bean

十、总结

spring通过三级缓存机制巧妙地解决了单例模式下setter注入的循环依赖问题，但其本质上是一种妥协方案。良好的系统设计应当尽量避免循环依赖，保持清晰的依赖关系。理解spring解决循环依赖的机制，有助于我们更好地使用spring框架，并在遇到相关问题时能够快速定位和解决。

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深入剖析Spring如何解决循环依赖

2025年04月04日 • Java •我要评论