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什么是循环依赖？
循环依赖，作为软件开发中常见的问题之一，指的是两个或多个组件之间形成了相互依赖的关系，最终形成一个循环。在编程领域中，这种情况可能会导致程序运行时出现一系列难以预料的问题，比如死锁、无限递归等。
循环依赖通常出现在对象之间相互引用的场景中。举个简单的例子，假设有两个类A和B，A中引用了B，而B中又引用了A，这样就形成了循环依赖。在实际开发中，循环依赖可能会导致程序的初始化顺序混乱，或者造成内存泄漏等问题。
Spring中循环依赖场景
在Spring框架中，循环依赖是指两个或多个Bean之间存在相互依赖的情况，这在日常开发中是比较常见的。下面我们来详细了解一下在Spring中的循环依赖场景以及可能的解决方案。
首先，让我们看看Spring中几种典型的循环依赖场景：
- Prototype原型Bean循环依赖：当一个Bean的作用域为prototype（原型）时，Spring容器在初始化时会为每次请求创建一个新的实例。如果两个prototype Bean相互依赖，那么就会出现循环依赖的情况。
- 构造器的循环依赖（构造器注入）：在构造器注入中，如果Bean A依赖于Bean B，而Bean B又依赖于Bean A，那么就会形成构造器的循环依赖。
- Field属性的循环依赖（set注入）：在使用set方法进行属性注入时，如果两个Bean相互依赖，也会导致循环依赖的问题。
以上这些场景都有可能导致Spring容器在初始化Bean时出现循环依赖的情况，从而引发一系列问题，比如Bean无法正常初始化、内存溢出等。
其中，构造器的循环依赖问题无法解决，在解决属性循环依赖时，可以使用懒加载，spring采用的是提前暴露对象的方法。
懒加载解决循环依赖问题
懒加载（Lazy initialization）是Spring框架提供的一种解决循环依赖问题的有效策略之一，其中通过使用@Lazy注解来延迟Bean的初始化过程。在循环依赖的情况下，如果两个Bean相互依赖，可能会导致初始化过程中出现死锁或无限递归等问题。通过懒加载的方式，Spring容器会将Bean的初始化推迟到第一次被调用时才进行，从而避免了循环依赖导致的初始化问题。
举例来说，假设我们有两个Bean：Bean A 和 Bean B，它们相互依赖。通过在Bean的定义中添加@Lazy注解，告诉Spring容器在初始化时不要立即创建Bean的实例，而是等到需要使用该Bean时再进行初始化。这样可以确保Bean在初始化过程中不会出现循环依赖的问题。
虽然懒加载能够有效解决循环依赖问题，但也需要注意一些潜在的性能影响。因为每次使用Bean时都需要进行初始化，所以可能会增加一定的延迟和资源消耗。因此，在使用懒加载时需要根据具体情况权衡考虑，选择合适的解决方案。
三级缓存解决循环依赖问题
三级缓存是Spring框架用来解决循环依赖问题的重要机制之一。在面对循环依赖的情况下，Spring会使用三级缓存来管理Bean的创建过程，确保循环依赖不会导致程序出现异常或无限递归。
这个机制涉及到三个缓存阶段：singletonObjects、earlySingletonObjects和singletonFactories。
首先，当Spring容器创建Bean时，会将正在创建的Bean放入singletonFactories缓存中。接着，Spring会调用Bean的构造函数创建实例，并将实例放入earlySingletonObjects缓存中，此时Bean还未完全初始化，可能存在一些未完成的依赖。最后，Spring会完成Bean的初始化，解决所有的依赖关系，并将完全初始化的Bean放入singletonObjects缓存中。
当另一个Bean依赖正在创建的Bean时，Spring会先从singletonObjects缓存中尝试获取Bean的实例，如果获取不到，则会从earlySingletonObjects缓存中获取。如果依然无法获取到，则说明Bean还未完全初始化，此时Spring会检查singletonFactories缓存中是否有正在创建的Bean的工厂实例。如果有，则会等待Bean的完全初始化，从而解决循环依赖。
如果检测到循环依赖无法解决，Spring会抛出相应的异常，比如BeanCurrentlyInCreationException，通知开发者存在循环依赖问题。
通过三级缓存机制，Spring能够在容器初始化过程中管理Bean的创建顺序，并确保循环依赖不会导致程序出现异常。但是需要注意的是，过多的循环依赖可能会导致性能下降，因此在设计应用程序时应尽量避免过多的循环依赖。
为什么是三级缓存而不是二级？
你可能会好奇为什么Spring使用了三级缓存而不是二级。首先，让我们来理解一下什么是二级缓存。在二级缓存的情况下，Spring容器会将正在创建的Bean实例放入一个缓存中，用于管理正在创建的Bean。当另一个Bean需要引用正在创建的Bean时，容器会先从这个缓存中尝试获取Bean的实例，以解决循环依赖的问题。
然而，如果仅仅使用二级缓存，可能会遇到一些问题。主要有以下几个方面：
- 无法区分未完成和已完成的Bean实例：二级缓存中存储的是正在创建的Bean实例，但无法区分哪些Bean已经完成了初始化，哪些Bean还处于未完成状态。这可能导致容器无法正确处理循环依赖，因为无法确定依赖的Bean是否已经初始化完成。
- 缺乏针对性的解决方案：二级缓存只能暂存正在创建的Bean实例，无法提供针对性的解决方案来处理循环依赖。在复杂的场景下，可能需要更多的信息来判断和解决循环依赖问题。
因此，为了解决这些问题，Spring引入了三级缓存机制。三级缓存在二级缓存的基础上增加了一个缓存阶段，即earlySingletonObjects，用于存储已经创建但尚未完成初始化的Bean实例。通过这样的设计，Spring能够更好地管理Bean的创建过程，确保循环依赖不会导致程序出现异常。
