前言

我是子路，一个把Java当饭吃的人。

笔者之前在华南谷歌搬砖，在系统架构设计、分布式、微服务、高并发、高可用等技术架构具有丰富的实战经验。对市面上主流的开源框架源码——spring、nacos，springboot、JDK并发工具等等都有深入的研究。

Spring是Java语言里面一个非常重要的框架，可以说任何一个学Java的人都必须要接触到Spring。

这里笔者先给大家好好从源码的角度来讲讲Spring。

正文

众所周知spring在默认单例的情况下是支持循环引用的。

为了节省图片大小我把那些可以动得gif图片做成了只循环一次，如果看到图片不动了请右键选择在新标签打开，那么图片就会动，手机用户则更简单，直接手指点击图片便能看到动图，每张gif我都标识了，如果没有标识则为静态图片；

Appconfig.java类的代码

@Configurable
@ComponentScan("com.shadow")
public class Appconfig {
}

X.java类的代码

package com.shadow.service;

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Component
public class X {

    @Autowired
    Y y;

    public X(){
        System.out.println("X create");
    }
}

Y.java类的代码

package com.shadow.service;

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Component
public class Y {
    @Autowired
    X x;

    public Y(){
        System.out.println("Y create");
    }
}

这两个类非常简单，就是相互引用了对方，也就是我们常常的说的循环依赖，spring是允许这样的循环依赖(前提是单例的情况下的,非构造方法注入的情况下)

运行这段代码的结果下图

注意这是张gif，如果你看着不动请参考我上面说的方法

上面代码从容器中能正常获取到Xbean，说明循环依赖成功。但是spring的循环依赖其实是可以关闭的，spring提供了api来关闭循环依赖的功能。当然你也可以修改spring源码来关闭这个功能，这里笔者为了提高逼格，就修改一下spring的源码来关闭这个功能，老话说:要想高明就得装逼。

下图是我修改spring源码运行的结果

我在AnnotationConfigApplicationContext的构造方法中加了一行setAllowCircularReferences(false);结果代码异常，循环依赖失败：

那么为什么setAllowCircularReferences(false);会关闭循环依赖呢？首要明白spring的循环依赖是怎么做到的呢？spring源码当中是如何处理循环依赖的？分析一下所谓的循环依赖其实无非就是属性注入，或者就是大家常常说的自动注入，故而搞明白循环依赖就需要去研究spring自动注入的源码；spring的属性注入属于spring bean的生命周期一部分；怎么理解spring bean的生命周期呢？注意笔者这里并不打算对bean的生命周期大书特书，只是需要读者理解生命周期的概念，细节以后在计较；

要理解bean的生命周期首先记住两个概念——spring bean（一下简称bean）和对象：

1、spring bean——受spring容器管理的对象，可能经过了完整的spring bean生命周期（为什么是可能？难道还有bean是没有经过bean生命周期的？答案是有的，具体我们后面文章分析），最终存在spring容器当中；一个bean一定是个对象。

2、对象——任何符合java语法规则实例化出来的对象，但是一个对象并不一定是spring bean。

所谓的bean的生命周期就是磁盘上的类通过spring扫描，然后实例化，跟着初始化，继而放到容器当中的过程；

我画了一张简单图来阐述一下spring bean的生命周期大概有哪些步骤：

上图就是spring容器初始化bean的大概过程(至于详细的过程，后面文章再来介绍)；

文字总结一下：

实例化一个ApplicationContext的对象；
调用bean工厂后置处理器完成扫描；
循环解析扫描出来的类信息；
实例化一个BeanDefinition对象来存储解析出来的信息；
把实例化好的beanDefinition对象put到beanDefinitionMap当中缓存起来，以便后面实例化bean；
再次调用bean工厂后置处理器；
当然spring还会干很多事情，比如国际化，比如注册BeanPostProcessor等等，如果我们只关心如何实例化一个bean的话那么这一步就是spring调用finishBeanFactoryInitialization方法来实例化单例的bean，实例化之前spring要做验证，需要遍历所有扫描出来的类，依次判断这个bean是否Lazy，是否prototype，是否abstract等等；
如果验证完成spring在实例化一个bean之前需要推断构造方法，因为spring实例化对象是通过构造方法反射，故而需要知道用哪个构造方法；
推断完构造方法之后spring调用构造方法反射实例化一个对象；注意我这里说的是对象、对象、对象；这个时候对象已经实例化出来了，但是并不是一个完整的bean，最简单的体现是这个时候实例化出来的对象属性是没有注入，所以不是一个完整的bean；
spring处理合并后的beanDefinition(合并？是spring当中非常重要的一块内容，后面的文章我会分析)；
判断是否支持循环依赖，如果支持则提前把一个工厂存入singletonFactories——map；
判断是否需要完成属性注入
如果需要完成属性注入，则开始注入属性
判断bean的类型回调Aware接口
调用生命周期回调方法
如果需要代理则完成代理
put到单例池——bean完成——存在spring容器当中

用一个例子来证明上面的步骤，结合一些运行时期的动态图片

Z.java的源码

package com.shadow.service;

import org.springframework.beans.BeansException;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.ApplicationContextAware;
import org.springframework.stereotype.Component;

import javax.annotation.PostConstruct;

@Component
public class Z implements ApplicationContextAware {
    @Autowired
    X x;//注入X

    //构造方法
    public Z(){
        System.out.println("Z create");
    }

    //生命周期初始化回调方法
    @PostConstruct
    public void zinit(){
        System.out.println("call z lifecycle init callback");
    }

    //ApplicationContextAware 回调方法
    @Override
    public void setApplicationContext(ApplicationContext ac) {
        System.out.println("call aware callback");
    }
}

来看看Z的生命周期，注意下图当中的字幕，会和上面的17个步骤一一对应。

下图是第一步到第六步，请自行对应

接下来我们通过各种图片分析一下springbean的生命周期，读者只需要看图搞明白流程，至于图中涉及的源码，分析完流程之后再来解释；

图① 注意这是张gif，如果你看着不动请参考我上面说的方法

在研究其他步骤之前，首先了解spring大概在什么时候实例化bean的

图② 注意这是张gif，如果你看着不动请参考我上面说的方法

上图可以知道spring在AbstractApplicationContext#finishBeanFactoryInitialization方法中完成了bean的实例化。这点需要记住

然后通过图片来说明一下第7步

图③ 注意这是张gif，如果你看着不动请参考我上面说的方法

接下来spring需要推断构造方法，然后通过推断出来的构造方法反射实例化对象，也就是上面说的第8步和第9步

当然有可能推断不出来构造方法；关于这块知识博主后面更新文章
图④ 注意这是张gif，如果你看着不动请参考我上面说的方法

上图说明spring是通过createBeanInstance(beanName, mbd, args);完成了推断构造方法和实例化的事情那么接下来便要执行第10步处理合并后的beanDefinition对象，这一块内容特别多，读者可以先不必要理解，后面文章会解释；

图⑤ 注意这是张gif，如果你看着不动请参考我上面说的方法

仔细看上图，其实这个时候虽然Z被实例化出来了，但是并没有完成属性的注入；其中的X属性为null，而且里面的Aware接口的方法也没有调用，再就是@PostConstruct方法也没有调用，再一次说明他不是一个完整的bean，这里我们只能说z是个对象；

继而applyMergedBeanDefinitionPostProcessors方法就是用来处理合并后的beanDefinition对象；

跟着第11步，判断是否支持循环依赖，如果支持则提前暴露一个工厂对象，注意是工厂对象

图⑥ 注意这是张gif，如果你看着不动请参考我上面说的方法

第12步，spring会判断是否需要完成属性注入（spring默认是需要的，但是程序员可以扩展spring，根据情况是否需要完成属性注入）；如果需要则spring完成13步——属性注入，也就是所谓的自动注入；

图⑦ 注意这是张gif，如果你看着不动请参考我上面说的方法

第14、15、16步

图⑧ 注意这是张gif，如果你看着不动请参考我上面说的方法

默认情况至此一个bean完成初始化，被put到单例池，也是对上文说的17个步骤的一个证明；这说明一个bean在spring容器当中被创建出来是有一个过程的，这个过程就是所谓的bean的生命周期，我们的循环依赖也是在这个生命周内完成的。下面我们具体来分析这些步骤

由于bean的生命周期特别复杂本文只对涉及到循环依赖的步骤做分析，其他生命周期的步骤我会在后续博客中分析，可以继续关注博主

回顾上面的图② 和图③ 我们知道spring的bean是在AbstractApplicationContext#finishBeanFactoryInitialization()方法完成的初始化，即循环依赖也在这个方法里面完成的。该方法里面调用了一个非常重要的方法 doGetBean的方法

照例用图片来说明一下吧

图⑨ 注意这是张gif，如果你看着不动请参考我上面说的方法

doGetBean方法内容有点多，这个方法非常重要，不仅仅针对循环依赖，甚至整个spring bean生命周期中这个方法也有着举足轻重的地位，读者可以认真看看笔者的分析。需要说明的是我为了更好的说清楚这个方法，我把代码放到文章里面进行分析；但是删除了一些无用的代码；比如日志的记录这些无关紧要的代码。下面重点说这个doGetBean方法。

首先笔者把精简后的代码贴出来方便大家阅读：

protected <T> T doGetBean(final String name, 
                    @Nullable final Class<T> requiredType,
                    @Nullable final Object[] args, 
                    boolean typeCheckOnly)
                    throws BeansException {
    //读者可以简单的认为就是对beanName做一个校验特殊字符串的功能
    //我会在下次更新博客的时候重点讨论这个方法
    //transformedBeanName(name)这里的name就是bean的名字
   final String beanName = transformedBeanName(name);

   //定义了一个对象，用来存将来返回出来的bean
   Object bean;

    //deGetBean-1
   Object sharedInstance = getSingleton(beanName);

    //deGetBean-2
    if (sharedInstance != null && args == null) {
      bean = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, null);
   }else{
        deGetBean-3
        if (isPrototypeCurrentlyInCreation(beanName)) {
            throw new BeanCurrentlyInCreationException(beanName);
      }else{
        //doGetBean-4
        if (mbd.isSingleton()) {
            sharedInstance = getSingleton(beanName, () -> {
               try {
                  return createBean(beanName, mbd, args);
               }
               catch (BeansException ex) {
                  destroySingleton(beanName);
                  throw ex;
               }
            });

      }
   }
 }

注意：上面的代码是我对doGetBean方法进行了删减的代码，只保留了和本文讨论的循环依赖有关的代码，完整版可以参考spring的源码org.springframework.beans.factory.support.AbstractBeanFactory#doGetBean

好了，今天就讲到这里，下一篇文章笔者将对上述代码逐行来解释，如果大家觉得笔者写的还不错，或者感兴趣的话，可以点一个关注支持一下笔者！

源码深度解析spring的循环引用（一）——生命周期

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