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Spring 通过 三级缓存 和 提前暴露对象引用 的机制解决单例 Bean 的循环依赖问题。以下是详细原理和实现流程：

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一、循环依赖的场景

假设存在以下相互依赖的 Bean：

@Component
public class A {@Autowiredprivate B b;
}@Component
public class B {@Autowiredprivate A a;
}

此时 Spring 需要处理 A → B → A 的循环依赖。

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二、Spring 的解决机制

1. 三级缓存

Spring 使用三级缓存存储不同状态的 Bean：

缓存名称	作用
singletonObjects	存储完全初始化后的单例 Bean（一级缓存）
earlySingletonObjects	存储早期暴露的 Bean（未完成属性填充和初始化，二级缓存）
singletonFactories	存储 Bean 的 ObjectFactory（用于生成早期引用，三级缓存）

2. Bean 创建流程（以 A → B → A 为例）

• 步骤 1：创建 Bean A

1. 实例化 A（调用构造函数，但属性未填充）。
2. 将 A 的 ObjectFactory 放入 三级缓存（singletonFactories）。
3. 开始填充 A 的属性，发现依赖 B。

• 步骤 2：创建 Bean B

1. 实例化 B（调用构造函数，属性未填充）。
2. 将 B 的 ObjectFactory 放入 三级缓存。
3. 开始填充 B 的属性，发现依赖 A。

• 步骤 3：解决依赖 A

1. 从 三级缓存 中获取 A 的 ObjectFactory，生成 A 的早期引用。
2. 将 A 的早期引用放入 二级缓存（earlySingletonObjects），并从三级缓存中移除。
3. 将 A 的早期引用注入到 B 中，完成 B 的初始化。
4. 将 B 的完整实例放入 一级缓存（singletonObjects）。

• 步骤 4：完成 Bean A 的初始化

1. 将已注入 B 的 A 实例继续初始化。
2. 将 A 的完整实例从 二级缓存 移到 一级缓存。

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三、核心源码解析

• 关键类：DefaultSingletonBeanRegistry
• 缓存操作：

// 从缓存获取 Bean
protected Object getSingleton(String beanName, boolean allowEarlyReference) {Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName); // 一级缓存if (singletonObject == null && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName); // 二级缓存if (singletonObject == null && allowEarlyReference) {synchronized (this.singletonObjects) {singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName);if (singletonObject == null) {ObjectFactory<?> singletonFactory = this.singletonFactories.get(beanName); // 三级缓存if (singletonFactory != null) {singletonObject = singletonFactory.getObject();this.earlySingletonObjects.put(beanName, singletonObject);this.singletonFactories.remove(beanName);}}}}}return singletonObject;
}

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四、限制条件

1. 仅支持单例（Singleton）作用域的 Bean

• 原型（Prototype）作用域的 Bean 无法解决循环依赖，Spring 直接抛出 BeanCurrentlyInCreationException。

2. 不支持构造器注入的循环依赖

• 构造器注入的循环依赖无法解决（实例化阶段就需要依赖对象，但此时依赖的 Bean 未创建）。
• 错误示例：

@Component
public class A {private B b;public A(B b) { this.b = b; } // 构造器注入导致循环依赖无法解决
}

3. 需要启用代理

• 若 Bean 被 AOP 代理（如通过 @Async、@Transactional），需确保代理对象能正确暴露到缓存中。

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五、如何避免循环依赖？

1. 代码设计优化：
   • 避免双向依赖，改为单向依赖。
   • 使用 @Lazy 延迟加载（将依赖标记为惰性初始化）。
   • 通过事件驱动（ApplicationEvent）解耦 Bean。

2. 依赖注入方式：
   • 优先使用 Setter 注入 而非构造器注入。

3. 示例：使用 @Lazy：

   @Component
   public class A {@Autowired@Lazy // 延迟注入 B 的代理对象private B b;
   }
   

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六、总结

机制	说明
三级缓存	通过缓存不同状态的 Bean 解决循环依赖
提前暴露引用	在 Bean 未完成初始化前，提前将引用暴露给其他 Bean 使用
单例限制	仅支持单例 Bean，原型 Bean 和构造器注入的循环依赖无法解决

最佳实践：优先通过代码设计避免循环依赖，仅在必要场景下依赖 Spring 的自动解决机制。