关于Java Spring三级缓存和循环依赖的深入理解

一、什么是循环依赖？什么是三级缓存？

【什么是循环依赖】什么是循环依赖很好理解，当我们代码中出现，形如beana类中依赖注入beanb类，beanb类依赖注入a类时，在ioc过程中creabean实例化a之后，发现并不能直接initbeana对象，需要注入b对象，发现对象池里还没有b对象。通过构建函数创建b对象的实例化。又因b对象需要注入a对象，发现对象池里还没有a对象，就会套娃。

【三级缓存】三级缓存实际上就是三个map对象，从存放对象的顺序开始

三级缓存singletonfactories存放objectfactory，传入的是匿名内部类，objectfactory.getobject() 方法最终会调用getearlybeanreference()进行处理，返回创建bean实例化的lambda表达式。
二级缓存earlysingletonobjects存放bean，保存半成品bean实例，当对象需要被aop切面代时，保存代理bean的实例beanproxy
一级缓存（单例池）singletonobjects存放完整的bean实例

/** cache of singleton objects: bean name to bean instance. */
private final map<string, object> singletonobjects = new concurrenthashmap<>(256);
/** cache of early singleton objects: bean name to bean instance. */
private final map<string, object> earlysingletonobjects = new hashmap<>(16);
/** cache of singleton factories: bean name to objectfactory. */
private final map<string, objectfactory<?>> singletonfactories = new hashmap<>(16);

二、三级缓存如何解决循环依赖？

【如何解决循环依赖】spring解决循环依赖的核心思想在于提前曝光，首先创建实例化a，并在三级缓存singletonfactories中保存实例化a的lambda表达式以便获取a实例，当我没有循环依赖和aop时，这个三级缓存singletonfactories是没用在后续用到的。
但是当我a对象需要注入b对象，发现缓存里还没有b对象，创建b对象并又上述所说添加进三级缓存singletonfactories，b对象需要注入a对象，这时从半成品缓存里取到半成品对象a，通过缓存的lambda表达式创建a实例对象，并放到二级缓存earlysingletonobjects中。
此时b对象可以注入a对象实例和初始化自己，之后将完成品b对象放入完成品缓存singletonobjects。但是当有aop时，b对象还没有把完成品b对象放入完成品缓存singletonobjects中，b对象初始化后需要进行代理对象的创建，此时需要从singletonfactories获取bean实例对象，进行createproxy创建代理类操作，这是会把proxy&b放入二级缓存earlysingletonobjects中。这时候才会把完整的b对象放入完成品一级缓存也叫单例池singletonobjects中，返回给a对象。
a对象继续注入其他属性和初始化，之后将完成品a对象放入完成品缓存。

三、使用二级缓存能不能解决循环依赖？

一定是不行，我们只保留二级缓存有两个可能性保留一二singletonobjects和earlysingletonobjects，或者一三singletonobjects和singletonfactories

【只保留一二singletonobjects和earlysingletonobjects】

流程可以这样走：实例化a ->将半成品的a放入earlysingletonobjects中 ->填充a的属性时发现取不到b->实例化b->将半成品的b放入earlysingletonobjects中->从earlysingletonobjects中取出a填充b的属性->将成品b放入singletonobjects,并从earlysingletonobjects中删除b->将b填充到a的属性中->将成品a放入singletonobjects并删除earlysingletonobjects。

这样的流程是线程安全的，不过如果a上加个切面（aop），这种做法就没法满足需求了，因为earlysingletonobjects中存放的都是原始对象，而我们需要注入的其实是a的代理对象。

【只保留一三singletonobjects和singletonfactories】

流程是这样的：实例化a ->创建a的对象工厂并放入singletonfactories中 ->填充a的属性时发现取不到b->实例化b->创建b的对象工厂并放入singletonfactories中->从singletonfactories中获取a的对象工厂并获取a填充到b中->将成品b放入singletonobjects,并从singletonfactories中删除b的对象工厂->将b填充到a的属性中->将成品a放入singletonobjects并删除a的对象工厂。

同样，这样的流程也适用于普通的ioc已经有并发的场景，但如果a上加个切面（aop）的话，这种情况也无法满足需求。

因为拿到objectfactory对象后，调用objectfactory.getobject()方法最终会调用getearlybeanreference()方法，getearlybeanreference这个方法每次从三级缓存中拿到singlefactory对象，执行getobject()方法又会产生新的代理对象

所有这里我们要借助二级缓存来解决这个问题，将执行了singlefactory.getobject()产生的对象放到二级缓存中去，后面去二级缓存中拿，没必要再执行一遍singletonfactory.getobject()方法再产生一个新的代理对象，保证始终只有一个代理对象。

getsingleton()、getearlybeanreference() 源码如下

	@nullable
	protected object getsingleton(string beanname, boolean allowearlyreference) {
		object singletonobject = this.singletonobjects.get(beanname); // 先从一级缓存拿
		if (singletonobject == null && issingletoncurrentlyincreation(beanname)) {
			synchronized (this.singletonobjects) {
				singletonobject = this.earlysingletonobjects.get(beanname); // 拿二级缓存
				if (singletonobject == null && allowearlyreference) {
                    // 拿三级缓存
					objectfactory<?> singletonfactory = this.singletonfactories.get(beanname); 
					if (singletonfactory != null) {
                        // 最终会调用传入的匿名内部类getearlybeanreference()方法，这里面没调用一次会生成一个新的代理对象
						singletonobject = singletonfactory.getobject(); 
						this.earlysingletonobjects.put(beanname, singletonobject);
						this.singletonfactories.remove(beanname);
					}
				}
			}
		}
		return singletonobject;
	}
	
    protected object getearlybeanreference(string beanname, rootbeandefinition mbd, object bean) {
		object exposedobject = bean;
		if (!mbd.issynthetic() && hasinstantiationawarebeanpostprocessors()) {
			for (beanpostprocessor bp : getbeanpostprocessors()) {
				if (bp instanceof smartinstantiationawarebeanpostprocessor) {
					smartinstantiationawarebeanpostprocessor ibp = (smartinstantiationawarebeanpostprocessor) bp;
					exposedobject = ibp.getearlybeanreference(exposedobject, beanname);
				}
			}
		}
		return exposedobject;
	}

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