spring三级缓存解决循环依赖的原理

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Spring三级缓存解决循环依赖的核心逻辑

在面试中被问到"Spring如何解决循环依赖"，90%的面试官想听到的其实是三级缓存机制。这个问题本质上是在考察候选人对IOC容器核心实现原理的理解深度。

什么是循环依赖？

举个实际场景：ServiceA依赖ServiceB，同时ServiceB又依赖ServiceA。这种情况下，两个bean在初始化时会形成"先有鸡还是先有蛋"的死锁问题。传统的对象创建方式根本无法处理这种情况。

三级缓存的庐山真面目

Spring通过三个特殊的Map容器来解决这个问题：

1. 一级缓存singletonObjects：存放完整初始化后的bean
2. 二级缓存earlySingletonObjects：存放提前暴露的未完成初始化的bean
3. 三级缓存singletonFactories：存放创建bean的工厂对象

这三个缓存分别对应不同的创建阶段，像流水线一样逐步推进bean的创建过程。

对象创建的四步拆解

我们以ServiceA和ServiceB的循环依赖为例：

1. 创建ServiceA实例，在执行构造器之后立即将ObjectFactory放入三级缓存
2. 填充ServiceA属性时发现需要ServiceB，触发ServiceB的创建流程
3. 创建ServiceB时同样经过构造器阶段，把ObjectFactory存入三级缓存
4. 当ServiceB开始注入ServiceA时，会从三级缓存拿到ServiceA的工厂对象，生成早期引用放入二级缓存

通过这种"提前暴露引用"的机制，即使双方都处于未完成状态，也能通过中间态对象完成依赖注入。最后所有属性填充完成后，才会将完整对象移入一级缓存。

避坑指南与高频追问

面试中常见的追问点包括：

• 为什么必须是单例bean？原型(prototype)作用域的bean为何无法解决？
• 构造器注入为什么不支持循环依赖？（因为对象还未创建完成，无法提前暴露引用）
• 三级缓存中为什么要存ObjectFactory而不是直接存对象？（便于处理AOP代理）

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真实面试场景还原

假设面试官追问："三级缓存是否可能引发并发问题？"可以这样回答：

在getBean()方法中，Spring通过synchronized锁住整个缓存操作，在对象创建阶段会锁定整个singletonObjects。虽然三级缓存的读写需要同步控制，但通过双重检查锁和volatile修饰，保证了线程安全的同时又不影响性能。

建议结合具体的缓存升级过程来解释：

1. 创建对象时先检查一级缓存
2. 未命中则锁定全局缓存
3. 再次检查一级缓存（双重检查）
4. 若仍未找到则进入创建流程

这种设计既保证了单例的唯一性，又避免了频繁锁竞争带来的性能损耗。掌握这些细节，在回答时就能展现出对框架底层机制的深刻理解。