如何用spring源码剖析springbean循环依赖

本篇文章给大家分享的是有关如何用spring源码剖析spring bean循环依赖，小编觉得挺实用的，因此分享给大家学习，希望大家阅读完这篇文章后可以有所收获，话不多说，跟着小编一起来看看吧。

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spring bean循环依赖

spring bean循环依赖应该是spring 源码中比较难的一块知识了，下面我们结合代码还有时序图，来进行分析，看下spring 是如何优雅的处理spring bean的循环依赖的。

什么是bean的循环依赖

我们都知道spring的IOC 和DI，它可以帮助我们创建对象，并且可以帮我们自动注入需要spring管理的对象。然后会存在一种这样的情况，在对象 A 中需要依赖 B，而在对象 B 中有又依赖 A，当然可以有更多的对象依赖，他们之间会组成了一个闭环，如下图如何用spring源码剖析spring bean循环依赖在spring 初始化bean A的时候发现bean A依赖于bean B，然后去实例化bean B，实例化bean B的时候又发现bean B依赖于bean A...，这样陷入了一个无限循环的过程中，最终可能会导致内存溢出。当然，这只是我们的一个设想，spring当然不会让这样的事情发生。spring提供一个很优雅的方式来帮我们解决了bean之间循环依赖的问题，通过引入三级缓存机制来解决。另外再说一点，不是所有的循环依赖spring 都可以解决，以下两种方式spring也是无法解决的

依赖是通过构造方法实现的
scope 为prototype，也就是原型的情况

在正式开始之前，我们再说下spring的三级缓存以及定义先来看下代码中是如何定义的

	/** Cache of singleton objects: bean name to bean instance. */
	private final Map singletonObjects = new ConcurrentHashMap<>(256);

	/** Cache of singleton factories: bean name to ObjectFactory. */
	private final Map> singletonFactories = new HashMap<>(16);

	/** Cache of early singleton objects: bean name to bean instance. */
	private final Map earlySingletonObjects = new HashMap<>(16);

singletonObjects一级缓存，用于存放完全初始化之后的bean，也就是说，所有的准备工作已经完成了，可以拿出来使用了
earlySingletonObjects二级缓存，存放原始的bean对象，这时候bean只是实例化完成，还没有进行属性设置等工作
singletonFactories三级缓存，存放只是实例化，还没有进行其它任何操作的bean对象

下面我们结合代码来做进一步的分析

依赖代码

bean A

创建类BeanA，然后通过set注入BeanB

public class BeanA {

	private BeanB beanB;

	public void setBeanB(BeanB beanB) {
		this.beanB = beanB;
	}
}

bean B

创建类BeanB，然后通过set注入BeanA

public class BeanB {

	private BeanA beanA;

	public void setBeanA(BeanA beanA) {
		this.beanA = beanA;
	}
}

配置文件applicationContext.xml

将BeanA 和BeanB 交给spring来进行管理

测试代码

使用ClassPathXmlApplicationContext来初始化bean

public class BeanTest {

	public static void main(String[] args) {
		ClassPathXmlApplicationContext applicationContext = new ClassPathXmlApplicationContext("classpath:applicationContext.xml");
		Object beanA = applicationContext.getBean("beanA");
		System.out.println(beanA);
	}
}

源码分析

循环依赖时序图

在分析源码前我们先来看下spring 循环依赖的时序图，对于后面我们分析源码会有很大的帮助原始文件可以从这里下载

如何用spring源码剖析spring bean循环依赖

ClassPathXmlApplicationContext.java

我们调用了ClassPathXmlApplicationContext的带参构造方法，最终调用了下面的构造。这里完成了三件事：

super(parent)初始化父类
setConfigLocations(configLocations)设置本地的配置信息
refresh()完成spring容器的初始化

这里我们重点观察第三个方法，因为spring bean的初始化是在这里完成的

	public ClassPathXmlApplicationContext(
			String[] configLocations, boolean refresh, @Nullable ApplicationContext parent)
			throws BeansException {
		// 初始化父类
		super(parent);
		// 设置本地的配置信息
		setConfigLocations(configLocations);
		// 完成Spring容器的初始化
		if (refresh) {
			refresh();
		}
	}

AbstractApplicationContext.java

上面说了，refresh方法是初始化spring容器的，所以这是一个核心方法。这里面包含beanFactory 和bean的初始化操作，因为方法比较多，对每个方法都进行了注释，不一一赘述了，这里我们重点关注finishBeanFactoryInitialization()，这个方法做了一下操作

初始化所有剩下的非懒加载的单例bean
初始化创建非懒加载方式的单例Bean实例（未设置属性）
填充属性
初始化方法调用（比如调用afterPropertiesSet方法、init-method方法）
调用BeanPostProcessor（后置处理器）对实例bean进行后置处理所以我们接下来看下这个方法

public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
		// 对象锁加锁
		synchronized (this.startupShutdownMonitor) {
			//刷新前的预处理,表示在真正做refresh操作之前需要准备做的事情：
			prepareRefresh();
			/*
			 	获取BeanFactory；默认实现是DefaultListableBeanFactory
                加载BeanDefition 并注册到 BeanDefitionRegistry
			 */
			ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();
			//BeanFactory的预准备工作（BeanFactory进行一些设置，比如context的类加载器等）
			prepareBeanFactory(beanFactory);
			try {
				//BeanFactory准备工作完成后进行的后置处理工作
				postProcessBeanFactory(beanFactory);
				//实例化实现了BeanFactoryPostProcessor接口的Bean，并调用接口方法
				invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);
				//注册BeanPostProcessor（Bean的后置处理器），在创建bean的前后等执行
				registerBeanPostProcessors(beanFactory);
				//初始化MessageSource组件（做国际化功能；消息绑定，消息解析）；
				initMessageSource();
				//初始化事件派发器
				initApplicationEventMulticaster();
				//子类重写这个方法，在容器刷新的时候可以自定义逻辑；如创建Tomcat，Jetty等WEB服务器
				onRefresh();
				//注册应用的监听器。就是注册实现了ApplicationListener接口的监听器bean
				registerListeners();

				/*  Instantiate all remaining (non-lazy-init) singletons.
					初始化所有剩下的非懒加载的单例bean
					初始化创建非懒加载方式的单例Bean实例（未设置属性）
                    填充属性
                    初始化方法调用（比如调用afterPropertiesSet方法、init-method方法）
                    调用BeanPostProcessor（后置处理器）对实例bean进行后置处理
				 */
				finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);

				//完成context的刷新。主要是调用LifecycleProcessor的onRefresh()方法，并且发布事件（ContextRefreshedEvent）
				finishRefresh();
			} catch (BeansException ex) {
				destroyBeans();
				cancelRefresh(ex);
				throw ex;
			} finally {
				resetCommonCaches();
			}
		}
	}

这个方法的最后调用了beanFactory的preInstantiateSingletons()方法，接下继续跟踪preInstantiateSingletons()方法

	protected void finishBeanFactoryInitialization(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) {
		if (beanFactory.containsBean(CONVERSION_SERVICE_BEAN_NAME) &&
				beanFactory.isTypeMatch(CONVERSION_SERVICE_BEAN_NAME, ConversionService.class)) {
			beanFactory.setConversionService(
					beanFactory.getBean(CONVERSION_SERVICE_BEAN_NAME, ConversionService.class));
		}
		if (!beanFactory.hasEmbeddedValueResolver()) {
			beanFactory.addEmbeddedValueResolver(strVal -> getEnvironment().resolvePlaceholders(strVal));
		}

		// Initialize LoadTimeWeaverAware beans early to allow for registering their transformers early.
		String[] weaverAwareNames = beanFactory.getBeanNamesForType(LoadTimeWeaverAware.class, false, false);
		for (String weaverAwareName : weaverAwareNames) {
			getBean(weaverAwareName);
		}
		// Stop using the temporary ClassLoader for type matching.
		beanFactory.setTempClassLoader(null);
		// Allow for caching all bean definition metadata, not expecting further changes.
		beanFactory.freezeConfiguration();
		// Instantiate all remaining (non-lazy-init) singletons.
		// 实例化所有立即加载的单例bean
		beanFactory.preInstantiateSingletons();
	}

DefaultListableBeanFactory.java

preInstantiateSingletons()中获取了所有需要spring管理的bean的name，然后需要遍历，进行bean的创建，核心方法是getBean(beanName)，根据获取到的bean name进行bean的初始化，所以接下来我们跟踪getBean(beanName)

public void preInstantiateSingletons() throws BeansException {
		if (logger.isTraceEnabled()) {
			logger.trace("Pre-instantiating singletons in " + this);
		}
		// 获取所有bean的名字
		List beanNames = new ArrayList<>(this.beanDefinitionNames);
		// 触发所有非延迟加载单例bean的初始化，主要步骤为getBean
		for (String beanName : beanNames) {
			RootBeanDefinition bd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName);
			if (!bd.isAbstract() && bd.isSingleton() && !bd.isLazyInit()) {
				if (isFactoryBean(beanName)) {
					Object bean = getBean(FACTORY_BEAN_PREFIX + beanName);
					// 如果是FactoryBean则加&
					if (bean instanceof FactoryBean) {
						final FactoryBean factory = (FactoryBean) bean;
						boolean isEagerInit;
						if (System.getSecurityManager() != null && factory instanceof SmartFactoryBean) {
							isEagerInit = AccessController.doPrivileged((PrivilegedAction)
											((SmartFactoryBean) factory)::isEagerInit,
									getAccessControlContext());
						}
						else {
							isEagerInit = (factory instanceof SmartFactoryBean &&
									((SmartFactoryBean) factory).isEagerInit());
						}
						if (isEagerInit) {
							getBean(beanName);
						}
					}
				}
				else {
					// 实例化当前bean
					getBean(beanName);
				}
			}
		}
		for (String beanName : beanNames) {
			Object singletonInstance = getSingleton(beanName);
			if (singletonInstance instanceof SmartInitializingSingleton) {
				final SmartInitializingSingleton smartSingleton = (SmartInitializingSingleton) singletonInstance;
				if (System.getSecurityManager() != null) {
					AccessController.doPrivileged((PrivilegedAction

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