Spring中的三级缓存机制详解：如何处理循环依赖

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@小白创作中心

Spring中的三级缓存机制详解：如何处理循环依赖

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CSDN

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Spring框架中的三级缓存机制主要用于解决单例Bean的生命周期管理问题，特别是在处理循环依赖时发挥着关键作用。本文将详细解析一级缓存、二级缓存和三级缓存的具体功能，并通过代码示例展示它们在实际应用中的工作流程。

三级缓存机制详解

Spring框架中的三级缓存机制主要应用于它的依赖注入容器（即Spring应用上下文）来管理单例Bean的生命周期，尤其是在解决循环依赖问题时。这里所说的三级缓存并不是指在应用程序中实际创建了三个独立的缓存，而是描述了在Spring容器内部用于管理单例Bean创建过程中的不同阶段的状态。

一级缓存 (singletonObjects)

一级缓存是最终存储完全初始化后的单例Bean的地方。当一个Bean被创建、所有属性被设置并且所有的初始化方法（比如带有@PostConstruct注解的方法或者自定义的初始化方法）被执行之后，这个Bean就被放入一级缓存中。一旦Bean存储在这个缓存中，它就可以被其他需要该Bean的组件直接使用。

二级缓存 (earlySingletonObjects)

二级缓存用来保存已经实例化但还未完成全部初始化过程的Bean。这通常发生在处理循环依赖的情况下。如果一个Bean A正在创建过程中，而另一个Bean B需要引用Bean A，那么即使Bean A还没有完成其初始化，也可以从二级缓存中提供一个早期版本的Bean A给Bean B使用。此时的Bean A已经完成了实例化和字段注入等操作，但是还没有执行诸如@PostConstruct标记的方法或自定义初始化方法。

三级缓存 (singletonFactories)

三级缓存存放的是ObjectFactory对象，这些工厂对象可以延迟创建Bean实例。这是为了解决循环依赖的核心问题。当一个Bean正在创建过程中，另一个Bean依赖于它时，可以从三级缓存中获取ObjectFactory，并在真正需要的时候通过ObjectFactory获取到完整的Bean实例。ObjectFactory在Bean完全初始化后才返回真正的Bean实例，从而确保了即便存在循环依赖，Bean的创建顺序也能得到正确的处理。

在Spring中，当尝试解析循环依赖时，会首先检查一级缓存中是否存在目标Bean。如果不存在，则检查二级缓存。如果仍然找不到，就会考虑使用三级缓存中的ObjectFactory来获取Bean。这种机制允许Spring容器尽可能早地提供Bean引用，同时保证Bean初始化过程的安全性和完整性。不过需要注意的是，虽然Spring支持循环依赖，但这并不意味着应该频繁使用，因为循环依赖可能会导致代码耦合度过高，不利于维护。

代码示例

为了更深入地理解Spring的三级缓存机制，我们可以结合代码示例来解释它在处理循环依赖时的作用。假设我们有两个Bean：ServiceA和ServiceB，它们之间存在循环依赖。

@Service
public class ServiceA {
    private final ServiceB serviceB;

    @Autowired
    public ServiceA(ServiceB serviceB) {
        this.serviceB = serviceB;
    }

    // Other methods...
}

@Service
public class ServiceB {
    private final ServiceA serviceA;

    @Autowired
    public ServiceB(ServiceA serviceA) {
        this.serviceA = serviceA;
    }

    // Other methods...
}

在这个例子中，ServiceA依赖于ServiceB，而ServiceB同样依赖于ServiceA，这就形成了一个循环依赖。

应用场景与三级缓存的工作流程

创建ServiceA：

当Spring容器开始创建ServiceA时，它首先会实例化这个Bean，并调用构造函数注入ServiceB。

检查一级缓存：

在尝试获取ServiceB的过程中，Spring会先检查一级缓存（singletonObjects），看是否已经有一个完全初始化的ServiceB可供使用。如果找到了，就直接使用；如果没有，则继续下一步。

检查二级缓存：

接着，Spring检查二级缓存（earlySingletonObjects）。如果这里也没有找到ServiceB，那么意味着ServiceB还没有被创建或正在创建中，因此需要进一步处理。

利用三级缓存：

Spring将ServiceA的创建过程挂起，然后转向创建ServiceB。由于ServiceB同样依赖于ServiceA，所以在创建ServiceB时，Spring会发现ServiceA已经处于创建状态，但它还没有完成初始化。此时，Spring不会抛出异常，而是将ServiceA放入三级缓存（singletonFactories）作为一个ObjectFactory对象。