《深入剖析 Spring Boot 中的循环依赖问题及解决方案》
spring循环依赖
在 Spring Boot 应用开发中，循环依赖是一个需要深入理解和妥善处理的关键问题。本文将带你全面探索 Spring Boot 中的循环依赖现象、Bean 的创建过程以及循环依赖的检测机制和解决方案。
一、循环依赖的困境
循环依赖指的是两个或多个 bean 相互依赖对方，形成一个闭环。例如，Bean A 依赖于 Bean B，而 Bean B 又依赖于 Bean A。这种情况可能会导致 Spring 在尝试创建这些 bean 实例时陷入困境，因为它们互相等待对方被创建，最终可能导致应用程序无法启动。
二、Bean 的创建过程详解
Spring 容器在启动时，会扫描配置文件或注解定义的 bean，并尝试创建这些 bean 的实例。这个过程主要分为以下几个阶段：
- 实例化：首先创建 bean 的实例。
- 属性填充：为 bean 注入其所依赖的其他 bean。
- 初始化：执行自定义的初始化方法。
在属性填充阶段，Spring 会为每个 bean 注入它所依赖的 bean。在此过程中，Spring 会跟踪哪些 bean 正在被创建，以便检测循环依赖。
三、循环依赖检测机制深度剖析
Spring 通过 “DefaultSingletonBeanRegistry” 类来跟踪单例 bean 的创建状态。该类维护了三个主要的缓存来管理 bean 的创建过程：
singletonObjects：一级缓存，存储完全初始化好的 bean。earlySingletonObjects：二级缓存，存储早期暴露的单例 bean，用于解决循环依赖。singletonFactories：三级缓存，存储用于创建 bean 实例的工厂。
具体的检测步骤如下：
- 实例化阶段
- 当 Spring 开始实例化一个 bean 时，它会将这个 bean 标记为正在创建。这是通过将 bean 名称添加到一个 “正在创建中的 bean” 集合（‘singletonCurrentlyInCreation’）中来实现的。
- 属性填充阶段
- 在这个阶段，Spring 为 bean 注入其依赖的其他 bean。此时，Spring 会检查这个 “其他的 bean” 是否已经在创建过程中。
- 如果依赖的 bean 已经在创建中，并且是构造函数注入，Spring 会抛出‘BeanCurrentlyInCreationException’，因为无法解决构造函数中注入的循环依赖。
- 如果是 Setter 注入，Spring 会从‘earlySingletonObjects’或‘singletonFactories’中获取依赖的 bean，提前暴露一个部分创建的 bean 引用来解决循环依赖。
例如，有以下两个循环依赖的组件：
@Component
public class beanA {@Autowiredprivate beanB b;public beanA() {System.out.println("beanA已经创建");}
}@Component
public class beanB {@Autowiredprivate beanA a;public beanB() {System.out.println("beanB已经创建");}
}
在 Spring 的依赖注入过程中：
- 实例化 Bean A：
- 将 Bean A 标记为正在创建，并添加到‘singletonCurrentlyInCreation’集合中。
- 实例化 Bean A，并将其放入到三级缓存‘singletonFactories’中。（三级缓存存放的是创建实例化的 bean 工厂）。
- 填充 Bean A 的属性：
- 此时发现 Bean A 依赖 Bean B，于是开始创建 Bean B。
- 将 Bean B 标记为正在创建，并放入到‘singletonCurrentlyInCreation’集合中。
- 实例化 Bean B，并将其放入到三级缓存‘singletonFactories’中。
- 填充 Bean B 的属性：
- 发现 Bean B 依赖于 Bean A。此时，检查到 Bean A 已经在创建过程中，因此发现了循环依赖。
- 由于是 Setter 方法注入，Spring 会从三级缓存‘singletonFactories’中获取一个部分创建的 Bean A 实例，提前暴露出来，放入二级缓存‘earlySingletonObjects’中。
- 使用这个部分创建出来的 Bean A 实例来填充 Bean B 的属性。
- 完成 Bean B 的创建：
- Bean B 中的所有属性填充完毕后，Spring 将 Bean B 的实例从三级缓存‘singletonFactories’中移到一级缓存‘singletonObjects’完全初始化好的 bean 中。
- 回到 Bean A 的创建：
- 继续为 Bean A 填充属性，此时可以从一级缓存‘singletonObjects’中获取到完整的 Bean B 实例。
- 完成 Bean A 的创建，并将其从三级缓存‘singletonFactories’中移到一级缓存‘singletonObjects’中。
四、总结
Spring Boot 中的循环依赖问题是一个复杂但又重要的主题。理解循环依赖的产生原因、Bean 的创建过程以及循环依赖的检测机制，对于开发稳定、高效的 Spring Boot 应用至关重要。通过合理的设计和使用 Spring 的缓存机制，可以有效地解决循环依赖问题，确保应用程序的顺利启动和运行。