什么是循环依赖？

    之前提到了在进行创建单例Bean的时候有个类参数singletonCurrentlyInCreation，这个参数是用来记录当前正在进行实例化的beanName。此外还定义了三个存放不同实例的缓存：

    一级缓存：singletonObjects，用来存放以beanName为key，对应已完成bean生命周期的bean实例作为value；

    二级缓存：earlySingletonObjects，里面存放的都是提前暴露的单例实例，此时bean的生命周期还未结束；

    三级缓存：singletonFactories：用来存放以beanName为key，对应的BeanFactory为value；

    我们先创建如图的两个类，除了各自引用外再添加一个参数，用来跟踪这个bean的生命周期进行到哪一步了，并重写toString()方法，如图1、图2：

图1

图2

    执行结果如图3，但是按照我们写的自定义Spring容器，会出现A和B不断的相互引用，最终耗尽了服务器资源，这就是循环依赖，Spring就是利用上面几个参数来解决循环依赖的问题。

图3

Spring如何解决循环依赖？

    1、在getBean操作的时候，进入doGetBean方法，执行getSingleton(beanName)方法，来尝试从三个缓存中拿到对应的实例，A_BeanName刚进来的时候三个缓存中都没有A_BeanName的值，在singletonCurrentlyInCreation中也没有正在实例化的beanName，说明目前这个bean还未被创建，如图4：

图4

    2、由于循环依赖只发生在单例的情况，那么直接看图5：

图5

    先关注下getSingleton操作，和上面获取实例的只是个同名方法而已，进来一共可以分成四部分，如图6：”beforeSingletonCreation（创建实例之前的操作）、getObject（创建实例）、afterSingletonCreation（创建实例之后的操作）、addSingleton（如果是新生成的单例，把他加进缓存）。beforeSingletonCreation会把当前的beanName放进singletonCurrentlyInCreation中，如图7。在调用getObject的时候会调用到匿名类的createBean方法来创建实例。

图6

图7

    3、关注doCreateBean，首先调用createBeanInstance，本次采用的是无参构造方法instantiateBean，把A包装成A_BeanWrapper，具体的封装情况参考上节的getBean流程。通过断点可以看到此时A_BeanWrapper已经包含了B，但是没有A的其他属性，B属性也为null，说明A并没有创建完成，此时B进行未进行依赖注入，如图8：

图8

    4、earlySingletonExposure参数代表是否能进行提前暴露，也可以从这看到提前暴露的条件：单例、允许循环依赖、当前beanName正处于正在创建Bean的列表中。如图9：

图9

    此时的getEarlyBeanReference方法是用来收集BeanFactory实例的，从实现方法里的getCacheKey中可以看到，工厂Bean前缀特有的&标识，如图10和图11：

图10

图11

    然后调用addSingletonFactory往三级缓存中添加A_BeanName和A_BeanFactory，如图12：

图12

    5、通过populateBean进行依赖注入，此时又是一个BeanPostProcessor的应用，postProcessProperties方法对@Autowired方法进行扫描，如图13：

图13

    findAutowiringMetadata返回的InjectionMetadata参数中的injectedElements参数就是B，如图14：

图14

    继续调用其inject方法，关注element.inject方法，由于@Autowired注解是放在参数上的，因此访问AutowiredFieldElement中的inject方法，调用resolveFieldValue，到beanFactory.resolveDependency，到doResolveDependency，到findAutowireCandidates方法获取到持有@Autowired注解的B，除了往autowiredBeanNames中添加对应的beanName外，调用descripter.resolveCandidate方法，进去发现是一个B_BeanName的getBean操作，如图15、16：

图15

图16

    6:、和A一样，重复之前的实例化流程，在singletonCurrentlyInCreation中添加B_BeanName，通过addSingletonFactory往三级缓存中添加B_BeanName和B_BeanFactory，然后通过populateBean操作，最终通过getBean方法对A进行实例化。

    7、又再次来到了第一步的getSingleton方法，此时singletonCurrentlyInCreation中已经有A_BeanName，虽然在一二级缓存中没有对应的实例，但是三次缓存中有A_BeanFactory，可以通过getObject拿到提前暴露的实例，然后把它放进二级缓存，打断点可以看到此时的A_SingletonObject中的B类属性为null，如图17：:

图17

    但是此时走的就不是else的路线了，关注getObjectForBeanInstance方法，最终也是返回一个对象实例，如果是工厂实例，则会调用其getObject方法生成对象实例返回，期间并没有对其余属性进行诸如，我们在doGetBean的return的返回值中可以看到，如图18：

图18

    8、步骤2进行的getSingleton方法在getObject的方法终于有返回了，如图19，返回的是B的实例，可以看到生成的B实例中已经包含了testB属性，以及提前暴露的A属性。

图19

    然后再进行afterSingletonCreation方法，把B_BeanName从singletonCurrentlyInCreation中移除，如图20：

图20

    并通过addSingleton，把B_BeanName和B实例放入一级缓存后返回，此时A属性中的B属性依旧是null，如图21：

图21

    9、从上面的流程看，B实例化是由A的实例化中B属性的依赖注入触发getBean完成的，现在B已经被实例化了，因此A的B属性也可以完成依赖注入了，这样A中的B属性也有值。由于B的属性指向了A实例的堆空间，所以B类中的A属性也被赋予值了，如图22：

图22

    至此，Spring循环依赖的流程已经结束了。

    自定义Spring容器代码地址：https://github.com/LuoChen1996/identitify_spring.git

    Spring源码测试代码地址：https://github.com/LuoChen1996/my_spring.git