关于Spring源码是如何解决Bean的循环依赖

首先需要明白一点，只有scop为(singleton)单例类型的Bean，spring才支持循环依赖。

scope为(prototype)原型类型的Bean是不支持的，它每次调用都会创建一个新的实例，spring 在实例化bean的时候会先实例化bean的各种属性依赖，如果TestA TestB是原型类型且相互依赖则会出现new TestA 的时候，先new TestB，然后new TestB的时候又去new TestA会出现无限套娃的情况。

两个单例testA testB 互相依赖的实例化过程

Spring容器创建单例“testA”bean

首先根据无参构造器创建bean，并暴露一个“ObjectFactory”用于返回一个提前暴露正在创建中的bean，并将“testA”标识符放到“当前创建bean池”，然后进行setter注入“testB”。

Spring容器创建单例“testB”bean

首先根据无参构造器创建bean，并暴露一个“ObjectFactory”用于返回一个提前暴露正在创建中的bean，并将“testB”标识符放到“当前创建bean池”，然后进行setter注入“testA”，此时由于通过 暴露"ObjectFactory" 已提前暴露了一个正在创建中的"testA" bean，所以直接注入，完成testB的创建，注入testA中，再完成testA的创建。

源码中的实现方式

首先了解一下创建Bean过程中最重要的三个map

以下三个Map均来自于 DefaultSingletonBeanRegistry

Map<String, Object> singletonObjects = new ConcurrentHashMap<>(256);
Map<String, ObjectFactory<?>> singletonFactories = new HashMap<>(16);
Map<String, Object> earlySingletonObjects = new ConcurrentHashMap<>(16);

• singletonObjects：用于保存BeanName和创建bean实例之间的关系，bean name 一＞ bean instance。

• singletonFactories：用于保存BeanName和创建bean的工厂之间的关系，bean name 一＞ObjectFactory。

• earlySingletonObjects：也是保存BeanName和创建bean实例之间的关系，与singletonObjects的不同之处在于，当一个单例bean被放到这里面后，那么当bean还在创建过程中，就可以通过getBean方法获取到了，其目的是用来检测循环引用。

总结：后面两个Map实际上就是为了辅助第一个Map缓存Bean的实例，完成后数据就在后面两个Map中清掉了。

测试代码：

// 1. 引入依赖，springboot项目只需要这一个依赖即可测试
<dependency>
   <groupId>org.springframework.boot</groupId>
   <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>
// 2. 两个测试类
@Component
public class TestA {
   @Autowired
   private TestB testB;
}
@Component
public class TestB {
   @Autowired
   private TestA testA;
}

注意：下面所有的方法都只是源码的部分截取，把我认为重要的逻辑放在这里的，大家阅读时，可提前在IDE中打开文中提到的几个类，在相应方法处，打上断点可以直接调试，bean的实例化过程就一目了然了。

1. AbstractBeanFactory类中getBean方法

public <T> T getBean(String name, @Nullable Class<T> requiredType, @Nullable Object... args)
 throws BeansException {
return doGetBean(name, requiredType, args, false);
}

2. AbstractBeanFactory类中doGetBean方法

//
// 2.1 从缓存中获取实例Bean，第一次肯定没有，为null
Object sharedInstance = getSingleton(beanName);
if (sharedInstance != null && args == null) {
beanInstance = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, null);
}else{
// Create bean instance.
if (mbd.isSingleton()) {
 // 2.2 获取缓存中的实例
 sharedInstance = getSingleton(beanName, () -> {
  try {
   // 2.3 调用创建Bean实例的方法
   return createBean(beanName, mbd, args);
  }
 });
 beanInstance = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, mbd);
}
}

3. DefaultSingletonBeanRegistry类中getSingleton方法

2.1调用的就是这里的3.1

// 3.1
@Override
@Nullable
public Object getSingleton(String beanName) {
return getSingleton(beanName, true);
}
// 3.2
@Nullable
protected Object getSingleton(String beanName, boolean allowEarlyReference) {
// Quick check for existing instance without full singleton lock
Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
if (singletonObject == null && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
 singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName);
 if (singletonObject == null && allowEarlyReference) {
  synchronized (this.singletonObjects) {
   // Consistent creation of early reference within full singleton lock
   singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
   if (singletonObject == null) {
    singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName);
    if (singletonObject == null) {
     ObjectFactory<?> singletonFactory = this.singletonFactories.get(beanName);
     if (singletonFactory != null) {
      singletonObject = singletonFactory.getObject();
      this.earlySingletonObjects.put(beanName, singletonObject);
      this.singletonFactories.remove(beanName);
     }
    }
   }
  }
 }
}
return singletonObject;
}

3.1和3.2后面会反复获取的，第一次因为isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)返回false，所以返回null

4. DefaultSingletonBeanRegistry类中getSingleton方法

获取ObjectFactory，2.2就是调用的这里

public Object getSingleton(String beanName, ObjectFactory<?> singletonFactory) {
synchronized (this.singletonObjects) {
 Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
 if (singletonObject == null) {
  beforeSingletonCreation(beanName);
  boolean newSingleton = false;
  try {
   // 4.0.1
   singletonObject = singletonFactory.getObject();
   newSingleton = true;
  }
  finally {
   afterSingletonCreation(beanName);
  }
  if (newSingleton) {
   // 4.0.2
   addSingleton(beanName, singletonObject);
  }
 }
 return singletonObject;
}
}
protected void addSingleton(String beanName, Object singletonObject) {
synchronized (this.singletonObjects) {
 this.singletonObjects.put(beanName, singletonObject);
 this.singletonFactories.remove(beanName);
 this.earlySingletonObjects.remove(beanName);
 this.registeredSingletons.add(beanName);
}
}

这面重点分析beforeSingletonCreation 、afterSingletonCreation 和 addSingleton这三个方法

4.1 DefaultSingletonBeanRegistry 中 beforeSingletonCreation方法 和 afterSingletonCreation方法

protected void beforeSingletonCreation(String beanName) {
if (!this.inCreationCheckExclusions.contains(beanName) && !this.singletonsCurrentlyInCreation.add(beanName)) {
 throw new BeanCurrentlyInCreationException(beanName);
}
}
protected void afterSingletonCreation(String beanName) {
if (!this.inCreationCheckExclusions.contains(beanName) && !this.singletonsCurrentlyInCreation.remove(beanName)) {
 throw new IllegalStateException("Singleton '" + beanName + "' isn't currently in creation");
}
}

重点：这两个方法的目的就是为 singletonsCurrentlyInCreation 这个set集合添加和删除当前创建的Bean，为后续处理做铺垫，addSingleton方法主要是对Bean缓存map的维护。

4.2 现在回到第4步的4.0.1的方法中，singletonObject = singletonFactory.getObject();这行代码就是正真获取实例对象的地方，singletonFactory 是怎么拿到的呢，这就要回到第2步的2.3步骤中，通过createBean方法返回了ObjectFactory类型的singletonFactory，下面看createBean是如何创建Bean的：

protected Object createBean(String beanName, RootBeanDefinition mbd, @Nullable Object[] args) throws BeanCreationException {  
try {
 Object beanInstance = doCreateBean(beanName, mbdToUse, args);
 return beanInstance;
}
}
// 看过一些spring源码的都应该明白spring真正做事情的都是以doXXX开头的，这里也不例外
// 相信大家都已经明白真正创建Bean是由doCreateBean方法实现的，下面我们继续分析这个方法
protected Object doCreateBean(String beanName, RootBeanDefinition mbd, @Nullable Object[] args) throws BeanCreationException {
BeanWrapper instanceWrapper = null;
if (instanceWrapper == null) {
 instanceWrapper = createBeanInstance(beanName, mbd, args);
}
Object bean = instanceWrapper.getWrappedInstance();
boolean earlySingletonExposure = (mbd.isSingleton() && this.allowCircularReferences
 && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName));
if (earlySingletonExposure) {
 addSingletonFactory(beanName, () -> getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean));
}
Object exposedObject = bean;
try {
 // 4.3 填充Bean的属性，依赖bean就是这里初始化的
 populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);
 exposedObject = initializeBean(beanName, exposedObject, mbd);
}
if (earlySingletonExposure) {
 // 4.4 再次获取缓存中的实例，注意这里可以从两个缓存处获取，第一个是earlySingletonObjects map，第二个是singletonFactories map获取
 Object earlySingletonReference = getSingleton(beanName, false);
 if (earlySingletonReference != null) {
  if (exposedObject == bean) {
   exposedObject = earlySingletonReference;
  }
 }
}
return exposedObject;
}
// isSingletonCurrentlyInCreation方法
public boolean isSingletonCurrentlyInCreation(String beanName) {
return this.singletonsCurrentlyInCreation.contains(beanName);
}
// addSingletonFactory
protected void addSingletonFactory(String beanName, ObjectFactory<?> singletonFactory) {
Assert.notNull(singletonFactory, "Singleton factory must not be null");
synchronized (this.singletonObjects) {
if (!this.singletonObjects.containsKey(beanName)) {
 this.singletonFactories.put(beanName, singletonFactory);
 this.earlySingletonObjects.remove(beanName);
 this.registeredSingletons.add(beanName);
}
}

重要流程梳理

1.doCreateBean中主要分为两部分

第一部分通过instanceWrapper得到BeanFactory的实例，内部由反射实现，这里我们不多做分析，变量earlySingletonExposure，它由三部分得到，前面两个都很容易理解，第三部分则出现了我们在4.1中做铺垫的集合 singletonsCurrentlyInCreation。

由于在4.1中已经设置了，所以earlySingletonExposure肯定为true，因此执行addSingletonFacatory为singletonFactories map赋值，完成了beanName -> ObjectFactory的映射

2.populateBean方法中

则会完成对Bean依赖属性的注入，因此代码走到4.3的时候，testA的创建就停止了，会回到第一步去获取testB，然后又是对testB的创建，最后会再次走到4.3，完成testA 和 testB 的ObjectFactory的映射，即将它们放入 singletonFactories map缓存中。

3.创建testB 再次走到4.3的时候

又会去初始化testB的依赖 testA，此时会再次去第一步获取，再次走到2.1的时候，因为testA的ObjectFactory是有值的，所以通过它能够获取到testA 的singletonObject，此时就把testA 的实例放入了 earlySingletonObjects中，只不过此时的testA实例是不完整的，还没有完成属性testB依赖的初始化。

最后返回testA的singletonObject引用，完成testB对其依赖testA的初始化，然后再去 4.4 获取testB的缓存，这里依旧是没有的，然后返回到4.0.2处，将testB加入singletonObjects map缓存，并移除testB在singletonFactories中的缓存，这里testB 在 earlySingletonObjects中实际上是没有值的，当然有的话也会移除，因为singletonObjects 中已经拿到值了，所以另外两个辅助map就不用保留数据了。

4.上面已经完成testB的初始化

并放入singletonObjects，缓存了，继续走，就又回到了4.3，继续完成对testA的创建，走到4.4的时候，继续去缓存中获取testA，因为之前已经把testA放入earlySingletonObjects map中了，所以4.4是直接能够获取到testA的实例的。

5.继续走，就又来到了4.0.2

不过这次是针对testA的，addSingleton方法中会把testA的实例给放入singletonObjects map缓存中，同时移除singletonFactories 和 earlySingletonObjects map缓存的testA，完成testA和testB的实例化。

来源：https://blog.csdn.net/qq_34997906/article/details/116307703