Spring为什么要用三级缓存解决循环依赖？

1.什么是循环依赖

本文为了方便说明，先设置两个业务层对象，命名为AService和BService。其中Spring是如何把一个Bean对象创建出来的，其生命周期如下：

构造方法--> 不同对象 --> 注入依赖 -->初始化前 --> 初始化后-->放入单例池Map（一级缓存）--->Bean对象

Map的数据结构为，key表示单例的名称，而value是一个对象。其中单例池就是所谓的一级缓存。

循环依赖，如AService中依赖了一个BService，BService也依赖了AService，AService和BService相互依赖。这里换出现一个问题，但是Spring使用三级缓存给解决了。

首先我们要看的是为什么出现循环？

首先在AService中引入了@Componet注解，那AService的生命周期会交给Spring管理。AService生命周期如下，本文把该例子定义为示例1。

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AService生命周期

1.实例化 --->AService的普通对象
2.填充BService（添加了AutoWired）-->从单例池中获取BService(此时单例池中可能还没存放BService的Bean)-->创建BService
  当单例池中可能还没存放BService的Bean时，触发创建BService生命周期，步骤和AService一致。如下所示：
  2.1.实例化--->BService的普通对象
  2.2.填充AService（添加了AutoWired）-->单例池（此时AAService也在创建中，还没放入单例池，如果创建的话，就会出现循环依赖）
  2.3.填充其他属性
  2.4.其他步骤（包括AOP）
  2.5.加入到单例池中
3.填充其他属性
4.其他步骤（包括AOP）
5.加入到单例池中

简单解决示例1中的问题

主要是定义个Map存放第一步生成的普通对象。Map的名称暂且为boziMap<beanName,普通对象>，示例2如下所示：

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AService生命周期

1.实例化 --->AService的普通对象---->存入boziMap<beanName,AService的普通对象>
2.填充BService（添加了AutoWired）-->从单例池中获取BService(此时单例池中可能还没存放BService的Bean)-->创建BService
  当单例池中可能还没存放BService的Bean时，触发创建BService生命周期，步骤和AService一致。如下所示：
  2.1.实例化--->BService的普通对象
  2.2.填充AService（添加了AutoWired）-->单例池（此时AAService也在创建中，还没放入单例池，如果创建的话，就会出现循环依赖）--->boziMap中取AService对象。
  2.3.填充其他属性
  2.4.其他步骤（包括AOP）
  2.5.加入到单例池中
3.填充其他属性
4.其他步骤（包括AOP）--> AService代理对象（AServiceProxy）
5.加入到单例池中

其中AService对象的代理对象和AService的代理对象如下所示：

示例2中通过一个boziMap打破了循环创建bean对象，而产生的循环依赖。而在AOP过程中，步骤2.2.填充AService时，应该是把4.其他步骤，AService代理对象赋值给步骤2.2.填充AService的普通对象。所以要对示例2进行优化,把AOP放到第二步，先判断是否出现循环依赖，在进行AOP，再把AService的代理对象放入biziMap中。得到示例3：

bash 复制代码

AService生命周期
0.creatingSet[AService]表示正在创建中的Bean。
1.实例化 --->AService的普通对象
2.填充BService（添加了AutoWired）-->从单例池中获取BService
	(此时单例池中可能还没存放BService的Bean)-->创建BService
  当单例池中可能还没存放BService的Bean时，触发创建BService生命周期，步骤和AService一致。如下所示：
  2.1.实例化--->BService的普通对象
  2.2.填充aService（添加了AutoWired）-->单例池-->creatingSet中是否存在AService-->AOP-->AService的代理对象-->最后赋值给BService中的属性aService
  2.3.填充其他属性
  2.4.其他步骤
  2.5.加入到单例池中
3.填充其他属性
4.其他步骤（包括AOP）--> AService代理对象（AServiceProxy）
5.加入到单例池中

此时加大难度，多加一个CService，C中依赖的A，而A中也依赖了C，根据示例3，会得到如下步骤。把本例子定义为示例4，该例子中，填充bService和cService会反复创建代理对象。

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AService生命周期
0.creatingSet[AService]表示正在创建中的Bean。
1.实例化 --->AService的普通对象
2.填充BService，CService（添加了AutoWired）-->从单例池中获取BService
	(此时单例池中可能还没存放BService的Bean)-->创建BService
  当单例池中可能还没存放BService的Bean时，触发创建BService生命周期，步骤和AService一致。如下所示：
  2.1.实例化--->BService的普通对象
  2.2.填充aService（添加了AutoWired）-->单例池-->creatingSet中是否存在AService-->AOP-->AService的代理对象-->最后赋值给BService中的属性aService
  2.3.填充其他属性
  2.4.其他步骤
  2.5.加入到单例池中
  填充CService，CService的生命周期
  2.1.实例化-->BService的普通对象
  2.2.填充aService（添加了AutoWired）-->creatingSet中是否存在AService-->AOP-->AService的代理对象-->最后赋值给CService中的属性aService
  2.3.填充其他属性
  2.4.其他步骤
  2.5.加入到单例池中
3.填充其他属性
4.其他步骤（包括AOP）--> AService代理对象（AServiceProxy）
5.加入到单例池中

为了解决这个问题，使用二级缓存存放A的代理对象。

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AService生命周期
0.creatingSet[AService]表示正在创建中的Bean。
1.实例化 --->AService的普通对象
2.填充BService，CService（添加了AutoWired）-->从单例池中获取BService
	(此时单例池中可能还没存放BService的Bean)-->创建BService
  当单例池中可能还没存放BService的Bean时，触发创建BService生命周期，步骤和AService一致。如下所示：
  2.1.实例化--->BService的普通对象
  2.2.填充aService（添加了AutoWired）-->单例池-->creatingSet中是否存在AService-->循环依赖
  --->earlySingletonObjects是否存在aService的代理对象,存在返回bean即可
  -->AOP-->AService的代理对象-->存入二级缓存，earlySingletonObjects<beanName,AService的代理对象>-->最后赋值给BService中的属性aService
  2.3.填充其他属性
  2.4.其他步骤
  2.5.加入到单例池中
  填充CService，CService的生命周期
  2.1.实例化-->BService的普通对象
  2.2.填充aService（添加了AutoWired）-->单例池-->creatingSet中是否存在AService-->earlySingletonObjects
  2.3.填充其他属性
  2.4.其他步骤
  2.5.加入到单例池中
3.填充其他属性
4.其他步骤（包括AOP）--> AService代理对象（AServiceProxy）
5.加入到单例池中

三级缓存

三级缓存为了打破循环，在第一步骤中生成的不同对象，用三级缓存保存起来。三级缓存在Spring'源码中可singletonFactories，是一个Map，其中它的value存的是一个lambda表达式，其中的逻辑是，判断是否需要AOP，需要则返回一个代理对象，反之则返回Service的普通对象。'

小结

一级缓存的作用就是保存经过完整生命周期的Bean对象。

二级缓存，早期由于出现循环依赖，保存那些还没完整走完bean生命周期的bean对象，是为了给其他Bean填充属性时使用的代理对象赋值。

三级缓存，在出现循环依赖时，如果二级缓存中没有存有对应的bean对象，需要通过三级缓存去判断，是否需要AOP，是则需要返回代理对象，否则需要返回普通对象。三级返回的的结果最终还是存在二级缓存中。Spring的核心源码实现如下所示。