作者：Vt
juejin.im/post/5e927e27f265da47c8012ed9
前言
Spring如何解決的循環依賴，是近兩年流行起來的一道Java面試題。
其實筆者本人對這類框架源碼題還是持一定的懷疑態度的。
如果筆者作為面試官，可能會問一些諸如“如果注入的屬性為null，你會從哪幾個方向去排查”這些場景題。
那么既然寫了這篇文章，閑話少說，發車看看Spring是如何解決的循環依賴，以及帶大家看清循環依賴的本質是什么。
正文
通常來說，如果問Spring內部如何解決循環依賴，一定是單默認的單例Bean中，屬性互相引用的場景。
比如幾個Bean之間的互相引用：
甚至自己“循環”依賴自己：
先說明前提：原型(Prototype)的場景是不支持循環依賴的，通常會走到AbstractBeanFactory類中下面的判斷，拋出異常。
if (isPrototypeCurrentlyInCreation(beanName)) {
throw new BeanCurrentlyInCreationException(beanName);
}
原因很好理解，創建新的A時，發現要注入原型字段B，又創建新的B發現要注入原型字段A...
這就套娃了, 你猜是先StackOverflow還是OutOfMemory？
Spring怕你不好猜，就先拋出了BeanCurrentlyInCreationException
基於構造器的循環依賴，就更不用說了，官方文檔都攤牌了，你想讓構造器注入支持循環依賴，是不存在的，不如把代碼改了。
那么默認單例的屬性注入場景，Spring是如何支持循環依賴的？
Spring解決循環依賴
首先，Spring內部維護了三個Map，也就是我們通常說的三級緩存。
筆者翻閱Spring文檔倒是沒有找到三級緩存的概念，可能也是本土為了方便理解的詞匯。
在Spring的DefaultSingletonBeanRegistry類中，你會赫然發現類上方掛着這三個Map：
-
singletonObjects 它是我們最熟悉的朋友，俗稱“單例池”“容器”，緩存創建完成單例Bean的地方。
-
singletonFactories 映射創建Bean的原始工廠
-
earlySingletonObjects 映射Bean的早期引用，也就是說在這個Map里的Bean不是完整的，甚至還不能稱之為“Bean”，只是一個Instance.
后兩個Map其實是“墊腳石”級別的，只是創建Bean的時候，用來借助了一下，創建完成就清掉了。
所以筆者前文對“三級緩存”這個詞有些迷惑，可能是因為注釋都是以Cache of開頭吧。
為什么成為后兩個Map為墊腳石，假設最終放在singletonObjects的Bean是你想要的一杯“涼白開”。
那么Spring准備了兩個杯子，即_singletonFactories_和_earlySingletonObjects_來回“倒騰”幾番，把熱水晾成“涼白開”放到singletonObjects中。
閑話不說，都濃縮在圖里。
上面的是一張GIF，如果你沒看到可能還沒加載出來。三秒一幀，不是你電腦卡。
筆者畫了17張圖簡化表述了Spring的主要步驟，GIF上方即是剛才提到的三級緩存，下方展示是主要的幾個方法。
當然了，這個地步你肯定要結合Spring源碼來看，要不肯定看不懂。
如果你只是想大概了解，或者面試，可以先記住筆者上文提到的“三級緩存”，以及下文即將要說的本質。
循環依賴的本質
上文了解完Spring如何處理循環依賴之后，讓我們跳出“閱讀源碼”的思維，假設讓你實現一個有以下特點的功能，你會怎么做？閱讀源碼的幾個小技巧，這篇推薦看下。
-
將指定的一些類實例為單例
-
類中的字段也都實例為單例
-
支持循環依賴
舉個例子，假設有類A：
public class A {
private B b;
}
類B：
public class B {
private A a;
}
說白了讓你模仿Spring：假裝A和B是被@Component修飾，
並且類中的字段假裝是@Autowired修飾的，處理完放到Map中。關注微信公眾號：Java技術棧，在后台回復：spring，可以獲取我整理的 N 篇 spring 教程，都是干貨。
其實非常簡單，筆者寫了一份粗糙的代碼，可供參考：
/**
* 放置創建好的bean Map
*/
private static Map<String, Object> cacheMap = new HashMap<>(2);
public static void main(String\[\] args) {
// 假裝掃描出來的對象
Class\[\] classes = {A.class, B.class};
// 假裝項目初始化實例化所有bean
for (Class aClass : classes) {
getBean(aClass);
}
// check
System.out.println(getBean(B.class).getA() == getBean(A.class));
System.out.println(getBean(A.class).getB() == getBean(B.class));
}
@SneakyThrows
private static <T> T getBean(Class<T> beanClass) {
// 本文用類名小寫 簡單代替bean的命名規則
String beanName = beanClass.getSimpleName().toLowerCase();
// 如果已經是一個bean，則直接返回
if (cacheMap.containsKey(beanName)) {
return (T) cacheMap.get(beanName);
}
// 將對象本身實例化
Object object = beanClass.getDeclaredConstructor().newInstance();
// 放入緩存
cacheMap.put(beanName, object);
// 把所有字段當成需要注入的bean，創建並注入到當前bean中
Field\[\] fields = object.getClass().getDeclaredFields();
for (Field field : fields) {
field.setAccessible(true);
// 獲取需要注入字段的class
Class<?> fieldClass = field.getType();
String fieldBeanName = fieldClass.getSimpleName().toLowerCase();
// 如果需要注入的bean，已經在緩存Map中，那么把緩存Map中的值注入到該field即可
// 如果緩存沒有 繼續創建
field.set(object, cacheMap.containsKey(fieldBeanName)
? cacheMap.get(fieldBeanName) : getBean(fieldClass));
}
// 屬性填充完成，返回
return (T) object;
}
這段代碼的效果，其實就是處理了循環依賴，並且處理完成后，cacheMap中放的就是完整的“Bean”了
這就是“循環依賴”的本質，而不是“Spring如何解決循環依賴”。
之所以要舉這個例子，是發現一小部分盆友陷入了“閱讀源碼的泥潭”，而忘記了問題的本質。推薦閱讀下：閱讀源碼的幾個小技巧。
為了看源碼而看源碼，結果一直看不懂，卻忘了本質是什么。
如果真看不懂，不如先寫出基礎版本，逆推Spring為什么要這么實現，可能效果會更好。
what？問題的本質居然是two sum！
看完筆者剛才的代碼有沒有似曾相識？沒錯，和two sum的解題是類似的。
不知道two sum是什么梗的，筆者和你介紹一下：
two sum是刷題網站leetcode序號為1的題，也就是大多人的算法入門的第一題。
常常被人調侃，有算法面的公司，被面試官欽定了，合的來。那就來一道two sum走走過場。
問題內容是：給定一個數組，給定一個數字。返回數組中可以相加得到指定數字的兩個索引。
比如：給定nums = [2, 7, 11, 15], target = 9
那么要返回 [0, 1]，因為2 + 7 = 9
這道題的優解是，一次遍歷+HashMap：
class Solution {
public int\[\] twoSum(int\[\] nums, int target) {
Map<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
int complement = target - nums\[i\];
if (map.containsKey(complement)) {
return new int\[\] { map.get(complement), i };
}
map.put(nums\[i\], i);
}
throw new IllegalArgumentException("No two sum solution");
}
}
//作者：LeetCode
//鏈接：https://leetcode-cn.com/problems/two-sum/solution/liang-shu-zhi-he-by-leetcode-2/
//來源：力扣（LeetCode）
先去Map中找需要的數字，沒有就將當前的數字保存在Map中，如果找到需要的數字，則一起返回。
和筆者上面的代碼是不是一樣？
先去緩存里找Bean，沒有則實例化當前的Bean放到Map，如果有需要依賴當前Bean的，就能從Map取到。
結尾
如果你是上文筆者提到的“陷入閱讀源碼的泥潭”的讀者，上文應該可以幫助到你。
可能還有盆友有疑問，為什么一道“two-sum”，Spring處理的如此復雜？
這個想想Spring支持多少功能就知道了，各種實例方式..各種注入方式..各種Bean的加載，校驗..各種callback，aop處理等等..
Spring可不只有依賴注入，同樣Java也不僅是Spring。如果我們陷入了某個“牛角尖”，不妨跳出來看看，可能會更佳清晰哦。
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