在Spring框架中，循环依赖（Circular Dependency）是一个常见的问题，特别是在使用依赖注入（Dependency Injection，DI）时。本文将深入探讨Spring如何处理属性的循环依赖，并解析其内部机制。
我们要理解Java中的循环依赖有两种类型：构造器依赖和属性依赖。构造器依赖指的是在类的构造函数中对其他类的实例有依赖，而属性依赖则是通过setter方法或@Autowired注解来注入依赖的类。构造器循环依赖是无法被Spring解决的，因为它违反了Java的构造顺序，导致无法正常实例化对象。例如：
```java
@Service
public class Student {
@Autowired
private Teacher teacher;
public Student(Teacher teacher) {
System.out.println("Student init1:" + teacher);
}
public void learn() {
System.out.println("Student learn");
}
}
@Service
public class Teacher {
@Autowired
private Student student;
public Teacher(Student student) {
System.out.println("Teacher init1:" + student);
}
public void teach() {
System.out.println("teach:");
student.learn();
}
}
```
上述代码展示了构造器循环依赖，Spring不会处理这种情况，因为JVM在实例化对象时会遇到无法解决的依赖链，从而抛出异常。
然而，属性循环依赖是Spring可以处理的。以下例子展示了属性循环依赖：
```java
@Service
public class Teacher {
@Autowired
private Student student;
public Teacher() {
System.out.println("Teacher init1:" + student);
}
public void teach() {
System.out.println("teach:");
student.learn();
}
}
@Service
public class Student {
@Autowired
private Teacher teacher;
public Student() {
System.out.println("Student init:" + teacher);
}
public void learn() {
System.out.println("Student learn");
}
}
```
在Spring中，属性循环依赖的解决方法主要包括三种策略：静态单例（Singleton），早期原型（Eager Prototype），和三级缓存（也就是所谓的三级联动）。
1. 静态单例：Spring默认采用的策略，只在BeanFactory初始化期间创建单例对象。对于非懒加载的bean，Spring会在`finishBeanFactoryInitialization`方法中完成初始化，此时会检测到循环依赖并尝试解决。
2. 早期原型：在Bean被请求时立即创建，而不是在BeanFactory初始化时。但这不适用于所有情况，因为可能在某些时候不需要所有的Bean。
3. 三级缓存：这是Spring处理循环依赖的核心机制，包括：
- **一级缓存（SingletonObjects）**：存储已经完全初始化的单例Bean。
- **二级缓存（EarlySingletonObjects）**：存储部分初始化的Bean，这些Bean的构造函数已完成，但依赖项尚未注入。
- **三级缓存（ObjectFactoryObjects）**：存储的是一个对象工厂，用于在Bean实例化过程中返回部分初始化的Bean。
当Spring遇到循环依赖时，会首先在一级缓存中查找，如果没有找到，则尝试在二级缓存中查找。如果仍找不到，那么它会创建一个对象实例放入二级缓存，并使用三级缓存中的对象工厂来完成属性注入。当所有的依赖注入完成后，对象会被移到一级缓存中。
在实际应用中，Spring会按照以下步骤解决循环依赖：
1. 在`doCreateBean`方法中，Spring会先尝试从一级缓存获取Bean，如果找不到，则创建一个Bean实例并将其放入二级缓存。
2. 接着，Spring开始执行依赖注入。对于属性依赖，它会先注入非循环依赖的属性，然后尝试注入循环依赖的属性。
3. 如果遇到循环依赖，Spring会从二级缓存中获取部分初始化的Bean，并通过三级缓存的对象工厂来获取该Bean，继续完成剩余的依赖注入。
4. 当所有的依赖注入都完成后，Spring会将Bean移入一级缓存，作为完全初始化的单例Bean。
Spring通过巧妙的缓存管理策略和延迟初始化，成功地解决了属性循环依赖的问题。理解这一机制对于优化Spring应用的性能和提高代码质量至关重要。在编写代码时，应尽量避免循环依赖，但如果确实存在，Spring提供了强大的支持来确保应用程序的正常运行。
