1 什麼是迴圈依賴？
如下圖所示：
BeanA類依賴了BeanB類，同時BeanB類又依賴了BeanA類。這種依賴關係形成了一個閉環，我們把這種依賴關係就稱之為迴圈依賴。同理，再如下圖的情況：
上圖中，BeanA類依賴了BeanB類，BeanB類依賴了BeanC類，BeanC類依賴了BeanA類，如此，也形成了一個依賴閉環。再比如：
上圖中，自己引用了自己，自己和自己形成了依賴關係。同樣也是一個依賴閉環。那麼，如果出現此類迴圈依賴的情況，會出現什麼問題呢？
2 迴圈依賴問題復現
2.1 定義依賴關係
我們繼續擴充套件前面的內容，給ModifyService增加一個屬性，程式碼如下：
@GPService
public class ModifyService implements IModifyService {
@GPAutowired private QueryService queryService;
...
}
給QueryService增加一個屬性，程式碼如下：
@GPService
@Slf4j
public class QueryService implements IQueryService {
@GPAutowired private ModifyService modifyService;
...
}
如此，ModifyService依賴了QueryService，同時QueryService也依賴了ModifyService，形成了依賴閉環。那麼這種情況下會出現什麼問題呢？
2.2 問題復現
我們來執行除錯一下之前的程式碼，在GPApplicationContext初始化後打上斷點，我們來跟蹤一下IoC容器裡面的情況，如下圖：
啟動專案，我們發現只要是有迴圈依賴關係的屬性並沒有自動賦值，而沒有迴圈依賴關係的屬性均有自動賦值，如下圖所示：
這種情況是怎麼造成的呢？我們分析原因之後發現，因為，IoC容器對Bean的初始化是根據BeanDefinition迴圈迭代，有一定的順序。這樣，在執行依賴注入時，需要自動賦值的屬性對應的物件有可能還沒初始化，沒有初始化也就沒有對應的例項可以注入。於是，就出現我們看到的情況。
3 使用快取解決迴圈依賴問題
3.1 定義快取
具體程式碼如下：
// 迴圈依賴的標識---當前正在建立的例項bean
private Set<String> singletonsCurrectlyInCreation = new HashSet<String>();
//一級快取
private Map<String, Object> singletonObjects = new HashMap<String, Object>();
// 二級快取: 為了將成熟的bean和純淨的bean分離. 避免讀取到不完整的bean.
private Map<String, Object> earlySingletonObjects = new HashMap<String, Object>();
3.2 判斷迴圈依賴
增加getSingleton()方法：
/**
* 判斷是否是迴圈引用的出口.
* @param beanName
* @return
*/
private Object getSingleton(String beanName,GPBeanDefinition beanDefinition) {
//先去一級快取裡拿,
Object bean = singletonObjects.get(beanName);
// 一級快取中沒有, 但是正在建立的bean標識中有, 說明是迴圈依賴
if (bean == null && singletonsCurrentlyInCreation.contains(beanName)) {
bean = earlySingletonObjects.get(beanName);
// 如果二級快取中沒有, 就從三級快取中拿
if (bean == null) {
// 從三級快取中取
Object object = instantiateBean(beanName,beanDefinition);
// 然後將其放入到二級快取中. 因為如果有多次依賴, 就去二級快取中判斷. 已經有了就不在再次建立了
earlySingletonObjects.put(beanName, object);
}
}
return bean;
}
3.3 新增快取
修改getBean()方法，在getBean()方法中新增如下程式碼：
//Bean的例項化，DI是從而這個方法開始的
public Object getBean(String beanName){
//1、先拿到BeanDefinition配置資訊
GPBeanDefinition beanDefinition = regitry.beanDefinitionMap.get(beanName);
// 增加一個出口. 判斷實體類是否已經被載入過了
Object singleton = getSingleton(beanName,beanDefinition);
if (singleton != null) { return singleton; }
// 標記bean正在建立
if (!singletonsCurrentlyInCreation.contains(beanName)) {
singletonsCurrentlyInCreation.add(beanName);
}
//2、反射例項化newInstance();
Object instance = instantiateBean(beanName,beanDefinition);
//放入一級快取
this.singletonObjects.put(beanName, instance);
//3、封裝成一個叫做BeanWrapper
GPBeanWrapper beanWrapper = new GPBeanWrapper(instance);
//4、執行依賴注入
populateBean(beanName,beanDefinition,beanWrapper);
//5、儲存到IoC容器
factoryBeanInstanceCache.put(beanName,beanWrapper);
return beanWrapper.getWrapperInstance();
}
3.4 新增依賴注入
修改populateBean()方法，程式碼如下：
private void populateBean(String beanName, GPBeanDefinition beanDefinition, GPBeanWrapper beanWrapper) {
...
try {
//ioc.get(beanName) 相當於通過介面的全名拿到介面的實現的例項
field.set(instance,getBean(autowiredBeanName));
} catch (IllegalAccessException e) {
e.printStackTrace();
continue;
}
...
}
4 迴圈依賴對AOP建立代理物件的影響
4.1 迴圈依賴下的代理物件建立過程
我們都知道Spring AOP、事務等都是通過代理物件來實現的，而事務的代理物件是由自動代理建立器來自動完成的。也就是說Spring最終給我們放進容器裡面的是一個代理物件，而非原始物件。
這裡我們結合迴圈依賴，再分析一下AOP代理物件的建立過程和最終放進容器內的動作，看如下程式碼：
@Service
public class MyServiceImpl implements MyService {
@Autowired
private MyService myService;
@Transactional
@Override
public Object hello(Integer id) {
return "service hello";
}
}
此Service類使用到了事務，所以最終會生成一個JDK動態代理物件Proxy。剛好它又存在自己引用自己的迴圈依賴的情況。跟進到Spring建立Bean的原始碼部分，來看doCreateBean()方法：
protected Object doCreateBean( ... ){
...
// 如果允許迴圈依賴，此處會新增一個ObjectFactory到三級快取裡面，以備建立物件並且提前暴露引用
// 此處Tips：getEarlyBeanReference是後置處理器SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor的一個方法，
// 主要是保證自己被迴圈依賴的時候，即使被別的Bean @Autowire進去的也是代理物件
// AOP自動代理建立器此方法裡會建立的代理物件
// Eagerly cache singletons to be able to resolve circular references
// even when triggered by lifecycle interfaces like BeanFactoryAware.
boolean earlySingletonExposure = (mbd.isSingleton() &&
this.allowCircularReferences &&
isSingletonCurrentlyInCreation(beanName));
if (earlySingletonExposure) { // 需要提前暴露（支援迴圈依賴），註冊一個ObjectFactory到三級快取
addSingletonFactory(beanName, () -> getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean));
}
// 如果發現自己被迴圈依賴,會執行上面的getEarlyBeanReference()方法，從而建立一個代理物件從三級快取轉移到二級快取裡
// 注意此時候物件還在二級快取裡，並沒有在一級快取。並且此時可以知道exposedObject仍舊是原始物件 populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);
exposedObject = initializeBean(beanName, exposedObject, mbd);
// 經過這兩大步後，exposedObject還是原始物件
// 注意：此處是以事務的AOP為例
// 因為事務的AOP自動代理建立器在getEarlyBeanReference()建立代理後，
// initializeBean() 就不會再重複建立了，二選一，下面會有詳細描述）
...
// 迴圈依賴校驗（非常重要）
if (earlySingletonExposure) {
// 前面講到因為自己被迴圈依賴了，所以此時候代理物件還存放在二級快取中
// 因此，此處getSingleton()，就會把代理物件拿出來
// 然後賦值給exposedObject物件並返回，最終被addSingleton()新增進一級快取中
// 這樣就保證了我們容器裡快取的物件實際上是代理物件，而非原始物件
Object earlySingletonReference = getSingleton(beanName, false);
if (earlySingletonReference != null) {
// 這個判斷不可少（因為initializeBean()方法中給exposedObject物件重新賦過值，否則就是是兩個不同的物件例項）
if (exposedObject == bean) {
exposedObject = earlySingletonReference;
}
}
...
}
}
以上程式碼分析的是代理物件有自己存在迴圈依賴的情況，Spring用三級快取很巧妙的進行解決了這個問題。
4.2 非迴圈依賴下的代理物件建立過程
如果自己並不存在迴圈依賴的情況，Spring的處理過程就稍微不同，繼續跟進原始碼：
protected Object doCreateBean( ... ) {
...
addSingletonFactory(beanName, () -> getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean));
...
// 此處注意，因為沒有迴圈引用,所以上面getEarlyBeanReference()方法不會執行
// 也就是說此時二級快取裡並不會存在
populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);
// 重點在此
//AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator自動代理建立器此處的postProcessAfterInitialization()方法裡，會給建立一個代理物件返回
// 所以此部分執行完成後，exposedObject() 容器中快取的已經是代理物件，不再是原始物件
// 此時二級快取裡依舊無它，更別提一級快取了
exposedObject = initializeBean(beanName, exposedObject, mbd);
...
// 迴圈依賴校驗
if (earlySingletonExposure) {
// 前面講到一級、二級快取裡都沒有快取，然後這裡傳引數是false，表示不從三級快取中取值
// 因此，此時earlySingletonReference = null ，並直接返回
// 然後執行addSingleton()方法，由此可知，容器裡最終存在的也還是代理物件
Object earlySingletonReference = getSingleton(beanName, false);
if (earlySingletonReference != null) {
if (exposedObject == bean) {
exposedObject = earlySingletonReference;
}
}
...
}
根據以上程式碼分析可知，只要用到代理，沒有被迴圈引用的，最終存在Spring容器裡快取的仍舊是代理物件。如果我們關閉Spring容器的迴圈依賴，也就是把allowCircularReferences設值為false，那麼會不會出現問題呢？先關閉迴圈依賴開關。
// 它用於關閉迴圈引用（關閉後只要有迴圈引用現象將報錯）
@Component
public class MyBeanFactoryPostProcessor implements BeanFactoryPostProcessor {
@Override
public void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException {
((AbstractAutowireCapableBeanFactory) beanFactory).setAllowCircularReferences(false);
}
}
關閉迴圈依賴後，上面程式碼中存在A、B迴圈依賴的情況，執行程式會出現如下異常：
Caused by: org.springframework.beans.factory.BeanCurrentlyInCreationException: Error creating bean with name 'a': Requested bean is currently in creation: Is there an unresolvable circular reference?
at org.springframework.beans.factory.support.DefaultSingletonBeanRegistry.beforeSingletonCreation(DefaultSingletonBeanRegistry.java:339)
at org.springframework.beans.factory.support.DefaultSingletonBeanRegistry.getSingleton(DefaultSingletonBeanRegistry.java:215)
此處異常型別也是BeanCurrentlyInCreationException異常，但報錯位置在DefaultSingletonBeanRegistry.beforeSingletonCreation
我們來分析一下，在例項化A後給其屬性賦值時，Spring會去例項化B。B例項化完成後會繼續給B屬性賦值，由於我們關閉了迴圈依賴，所以不存在提前暴露引用。因此B無法直接拿到A的引用地址，只能又去建立A的例項。而此時我們知道A其實已經正在建立中了，不能再建立了。所有就出現了異常。對照演示程式碼，來分析一下程式執行過程：
@Service
public class MyServiceImpl implements MyService {
// 因為關閉了迴圈依賴，所以此處不能再依賴自己
// 但是MyService需要建立AOP代理物件
//@Autowired
//private MyService myService;
@Transactional
@Override
public Object hello(Integer id) {
return "service hello";
}
}
其大致執行步驟如下：
protected Object doCreateBean( ... ) {
// earlySingletonExposure = false 也就是Bean都不會提前暴露引用，因此不能被迴圈依賴
boolean earlySingletonExposure = (mbd.isSingleton() &&
this.allowCircularReferences &&
isSingletonCurrentlyInCreation(beanName));
...
populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);
// 若是開啟事務，此處會為原生Bean建立代理物件
exposedObject = initializeBean(beanName, exposedObject, mbd);
if (earlySingletonExposure) {
...
// 因為上面沒有提前暴露代理物件，所以上面的代理物件exposedObject直接返回。
}
}
由上面程式碼可知，即使關閉迴圈依賴開關，最終快取到容器中的物件仍舊是代理物件，顯然@Autowired給屬性賦值的也一定是代理物件。
最後，以AbstractAutoProxyCreator為例看看自動代理建立器實現迴圈依賴代理物件的細節。
AbstractAutoProxyCreator是抽象類，它的三大實現子類InfrastructureAdvisorAutoProxyCreator、AspectJAwareAdvisorAutoProxyCreator、AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator小夥伴們應該比較熟悉，該抽象類實現了建立代理的動作：
// 該類實現了SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor介面 ,通過getEarlyBeanReference()方法解決迴圈引用問題
public abstract class AbstractAutoProxyCreator extends ProxyProcessorSupport implements SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor, BeanFactoryAware {
...
// 下面兩個方法是自動代理建立器建立代理物件的唯二的兩個節點:
// 提前暴露代理物件的引用,在postProcessAfterInitialization之前執行
// 建立好後放進快取earlyProxyReferences中，注意此處value是原始Bean
@Override
public Object getEarlyBeanReference(Object bean, String beanName) {
Object cacheKey = getCacheKey(bean.getClass(), beanName);
this.earlyProxyReferences.put(cacheKey, bean);
return wrapIfNecessary(bean, beanName, cacheKey);
}
// 因為它會在getEarlyBeanReference之後執行，這個方法最重要的是下面的邏輯判斷
@Override
public Object postProcessAfterInitialization(@Nullable Object bean, String beanName) {
if (bean != null) {
Object cacheKey = getCacheKey(bean.getClass(), beanName);
// 下面的remove()方法返回被移除的value，也就是原始Bean
// 判斷如果存在迴圈引用，也就是執行了上面的getEarlyBeanReference()方法，
// 此時remove() 返回值肯定是原始物件
// 若沒有被迴圈引用，getEarlyBeanReference()不執行
// 所以remove() 方法返回null，此時進入if執行邏輯，呼叫建立代理物件方法
if (this.earlyProxyReferences.remove(cacheKey) != bean) {
return wrapIfNecessary(bean, beanName, cacheKey);
}
}
return bean;
}
...
}
根據以上分析可得知，自動代理建立器它保證了代理物件只會被建立一次，而且支援迴圈依賴的自動注入的依舊是代理物件。由上面分析得出結論，在Spring容器中，不論是否存在迴圈依賴的情況，甚至關閉Spring容器的迴圈依賴功能，它對Spring AOP代理的建立流程有影響，但對結果是無影響的。也就是說Spring很好地遮蔽了容器中物件的建立細節，讓使用者完全無感知。
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