曹工说Spring Boot源码（29）-- Spring 解决循环依赖为什么使用三级缓存，而不是二级缓存

  • Z时代
  • 2024-01-10
  • 分类：综合

本文内容纲要：

- 写在前面的话
- 什么是三级缓存
- ioc容器，普通循环依赖，一级缓存够用吗
- ioc，一级缓存有什么问题
- 修改spring源码，只使用二级缓存
- 修改创建bean的代码，不放入第三级缓存，只放入第二级缓存
- 修改获取bean的代码，只从第一、第二级缓存获取，不从第三级获取
- 两级缓存，有啥问题？
- 三级缓存，怎么解决这个问题
- 关于SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor
- getEarlyBeanReference
- postProcessBeforeInitialization
- postProcessAfterInitialization
- 整个流程串起来
- 源码
- 更新于2020-07-01：回答评论区问题
- 问题描述：只使用第一、第二级缓存，是否可行
- 修改源码
- 获取单例的地方，修改为只使用第一、第二级缓存
- 创建bean的地方，修改代码，获取earlyBeanReference后，手动放入第二级缓存
- 测试该场景下有什么问题
- 更新于2020-07-04：手动调用getEarlyReferencde，放到二级缓存，真的有问题吗
- 既然先行手动调用getEarlyBeanReference这种方案可以解决问题，为什么还要弄三级缓存
- 不错的参考资料
- 总结

写在前面的话

相关背景及资源：

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曹工说Spring Boot源码（2）-- Bean Definition到底是什么，咱们对着接口，逐个方法讲解

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工程代码地址 思维导图地址

工程结构图：

Image

什么是三级缓存

在获取单例bean的时候，会进入以下方法：

org.springframework.beans.factory.support.DefaultSingletonBeanRegistry#getSingleton(java.lang.String, boolean)
protected Object getSingleton(String beanName, boolean allowEarlyReference) {
                // 1
		Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
		if (singletonObject == null && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
			synchronized (this.singletonObjects) {
                                // 2
				singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName);
				if (singletonObject == null && allowEarlyReference) {
                                        // 3
					ObjectFactory<?> singletonFactory = this.singletonFactories.get(beanName);
					if (singletonFactory != null) {
                                                // 4
						singletonObject = singletonFactory.getObject();
						this.earlySingletonObjects.put(beanName, singletonObject);
						this.singletonFactories.remove(beanName);
					}
				}
			}
		}
		return singletonObject;
	}

这里面涉及到了该类中的三个field。

/** 1级缓存 Cache of singleton objects: bean name to bean instance. */
	private final Map<String, Object> singletonObjects = new ConcurrentHashMap<>(256);
	/** 2级缓存 Cache of early singleton objects: bean name to bean instance. */
	private final Map<String, Object> earlySingletonObjects = new HashMap<>(16);
	/** 3级缓存 Cache of singleton factories: bean name to ObjectFactory. */
	private final Map<String, ObjectFactory<?>> singletonFactories = new HashMap<>(16);

接着说前面的代码。

  • 1处，在最上层的缓存singletonObjects中，获取单例bean，这里面拿到的bean，直接可以使用；如果没取到，则进入2处

  • 2处，在2级缓存earlySingletonObjects中，查找bean；

  • 3处，如果在2级缓存中，还是没找到，则在3级缓存中查找对应的工厂对象，利用拿到的工厂对象（工厂对象中，有3个field，一个是beanName，一个是RootBeanDefinition，一个是已经创建好的，但还没有注入属性的bean），去获取包装后的bean，或者说，代理后的bean。

    什么是已经创建好的，但没有注入属性的bean？

    比如一个bean，有10个字段，你new了之后，对象已经有了，内存空间已经开辟了，堆里已经分配了该对象的空间了，只是此时的10个field还是null。

ioc容器，普通循环依赖，一级缓存够用吗

说实话，如果简单写写的话，一级缓存都没问题。给大家看一个我以前写的渣渣ioc容器：

曹工说Tomcat4：利用 Digester 手撸一个轻量的 Spring IOC容器

@Data
public class BeanDefinitionRegistry {
    /**
     * map：存储 bean的class-》bean实例
     */
    private Map<Class, Object> beanMapByClass = new ConcurrentHashMap<>();
    /**
     * 根据bean 定义获取bean
     * 1、先查bean容器，查到则返回
     * 2、生成bean，放进容器（此时，依赖还没注入，主要是解决循环依赖问题）
     * 3、注入依赖
     *
     * @param beanDefiniton
     * @return
     */
    private Object getBean(MyBeanDefiniton beanDefiniton) {
        Class<?> beanClazz = beanDefiniton.getBeanClazz();
        Object bean = beanMapByClass.get(beanClazz);
        if (bean != null) {
            return bean;
        }
		// 0
        bean = generateBeanInstance(beanClazz);
        // 1 先行暴露，解决循环依赖问题
        beanMapByClass.put(beanClazz, bean);
        beanMapByName.put(beanDefiniton.getBeanName(), bean);
        // 2 查找依赖
        List<Field> dependencysByField = beanDefiniton.getDependencysByField();
        if (dependencysByField == null) {
            return bean;
        }
        // 3
        for (Field field : dependencysByField) {
            try {
                autowireField(beanClazz, bean, field);
            } catch (Exception e) {
                throw new RuntimeException(beanClazz.getName() + " 创建失败",e);
            }
        }
        return bean;
    }
}

大家看上面的代码，我只定义了一个field，就是一个map，存放bean的class-》bean。

/**
     * map：存储 bean的class-》bean实例
     */
    private Map<Class, Object> beanMapByClass = new ConcurrentHashMap<>();

  • 0处，生成bean，直接就是new

  • 1处，先把这个不完整的bean，放进map

  • 2处，获取需要注入的属性集合

  • 3处，进行自动注入，就是根据field的Class，去map里查找对应的bean，设置到field里。

上面这个代码，有啥问题没？spring为啥整整三级？

ioc，一级缓存有什么问题

一级缓存的问题在于，就1个map，里面既有完整的已经ready的bean，也有不完整的，尚未设置field的bean。

如果这时候，有其他线程去这个map里获取bean来用怎么办？拿到的bean，不完整，怎么办呢？属性都是null，直接空指针了。

所以，我们就要加一个map，这个map，用来存放那种不完整的bean。这里，还是拿spring举例。我们可以只用下面这两层：

/** 1级缓存 Cache of singleton objects: bean name to bean instance. */
	private final Map<String, Object> singletonObjects = new ConcurrentHashMap<>(256);
	/** 2级缓存 Cache of early singleton objects: bean name to bean instance. */
	private final Map<String, Object> earlySingletonObjects = new HashMap<>(16);

因为spring代码里是三级缓存，所以我们对源码做一点修改。

修改spring源码，只使用二级缓存

修改创建bean的代码，不放入第三级缓存，只放入第二级缓存

创建了bean之后，属性注入之前，将创建出来的不完整bean，放到earlySingletonObjects

这个代码，在org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory#doCreateBean，我这边只有4.0版本的spring源码工程，不过这套逻辑，算是spring核心逻辑，和5.x版本差别不大。

protected Object doCreateBean(final String beanName, final RootBeanDefinition mbd, final Object[] args) {
		BeanWrapper instanceWrapper = null;
		if (mbd.isSingleton()) {
			instanceWrapper = this.factoryBeanInstanceCache.remove(beanName);
		}
		if (instanceWrapper == null) {
            // 1
			instanceWrapper = createBeanInstance(beanName, mbd, args);
		}
		final Object bean = (instanceWrapper != null ? instanceWrapper.getWrappedInstance() : null);
		Class beanType = (instanceWrapper != null ? instanceWrapper.getWrappedClass() : null);
		...
		boolean earlySingletonExposure = (mbd.isSingleton() && this.allowCircularReferences &&
				isSingletonCurrentlyInCreation(beanName));
		if (earlySingletonExposure) {
            // 2
			earlySingletonObjects.put(beanName,bean);
			registeredSingletonObjects.add(beanName);
			// 3
//			addSingletonFactory(beanName, new ObjectFactory() {
//				public Object getObject() throws BeansException {
//					return getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean);
//				}
//			});
		}

  • 1处，就是创建对象，就是new

  • 2处，这是我加的代码，放入二级缓存

  • 3处，本来这就是增加三级缓存的位置，被我注释了。现在，就不会往三级缓存放东西了

修改获取bean的代码，只从第一、第二级缓存获取，不从第三级获取

org.springframework.beans.factory.support.DefaultSingletonBeanRegistry#getSingleton(java.lang.String, boolean)

之前的代码是文章开头那样的，我这里修改为：

protected Object getSingleton(String beanName, boolean allowEarlyReference) {
		Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
		if (singletonObject == null && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
			synchronized (this.singletonObjects) {
				singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName);
				return singletonObject;
			}
		}
		return (singletonObject != NULL_OBJECT ? singletonObject : null);

这样，就是只用两级缓存了。

两级缓存，有啥问题？

ioc循环依赖，一点问题都没有，完全够用了。

我这边一个简单的例子，

public class Chick{
    private Egg egg;
    public Egg getEgg() {
        return egg;
    }
    public void setEgg(Egg egg) {
        this.egg = egg;
    }
}
public class Egg {
    private Chick chick;
    public Chick getChick() {
        return chick;
    }
    public void setChick(Chick chick) {
        this.chick = chick;
    }
<bean id="chick" class="foo.Chick" lazy-init="true">
        <property name="egg" ref="egg"/>
    </bean>
    <bean id="egg" class="foo.Egg" lazy-init="true">
        <property name="chick" ref="chick"/>
    </bean>
ClassPathXmlApplicationContext ctx = new ClassPathXmlApplicationContext(
                "context-namespace-test-aop.xml");
        Egg egg = (Egg) ctx.getBean(Egg.class);

结论：

Image

所以，一级缓存都能解决的问题，二级当然更没问题。

但是，如果我这里给上面的Egg类，加个切面（aop的逻辑，意思就是最终会生成Egg的一个动态代理对象），那还有问题没？

<aop:config>
        <aop:pointcut id="mypointcut" expression="execution(public * foo.Egg.*(..))"/>
        <aop:aspect id="myAspect" ref="performenceAspect">
            <aop:after method="afterIncubate" pointcut-ref="mypointcut"/>
        </aop:aspect>
    </aop:config>

注意这里的切点：

execution(public * foo.Egg.*(..))

就是切Egg类的方法。

加了这个逻辑后，我们继续运行，在Egg egg = (Egg) ctx.getBean(Egg.class);行，会抛出如下异常：

Image

我涂掉了一部分，因为那是官方对这个异常的推论，因为我们改了代码，所以推论不准确，因此干脆隐去。

这个异常是说：

兄弟啊，bean egg已经被注入到了其他bean：chick中。（因为我们循环依赖了），但是，注入到chick中的，是Egg类型。但是，我们这里最后对egg这个bean，进行了后置处理，生成了代理对象。那其他bean里，用原始的bean，是不是不太对啊？

所以，spring给我们抛错了。

怎么理解呢？ 以io流举例，我们一开始都是用的原始字节流，然后给别人用的也是字节流，但是，最后，我感觉不方便，我自己悄悄弄了个缓存字符流（类比代理对象），我是方便了，但是，别人用的，还是原始的字节流啊。

你bean不是单例吗？不能这么玩吧？

所以，这就是二级缓存，不能解决的问题。

什么问题？aop情形下，注入到其他bean的，不是最终的代理对象。

三级缓存，怎么解决这个问题

要解决这个问题，必须在其他bean（chick），来查找我们（以上面例子为例，我们是egg）的时候，查找到最终形态的egg，即代理后的egg。

怎么做到这点呢？

加个三级缓存，里面不存具体的bean，里面存一个工厂对象。通过工厂对象，是可以拿到最终形态的代理后的egg。

ok，我们将前面修改的代码还原：

protected Object doCreateBean(final String beanName, final RootBeanDefinition mbd, final Object[] args) {
		BeanWrapper instanceWrapper = null;
		if (mbd.isSingleton()) {
			instanceWrapper = this.factoryBeanInstanceCache.remove(beanName);
		}
		if (instanceWrapper == null) {
            // 1
			instanceWrapper = createBeanInstance(beanName, mbd, args);
		}
		final Object bean = (instanceWrapper != null ? instanceWrapper.getWrappedInstance() : null);
		Class beanType = (instanceWrapper != null ? instanceWrapper.getWrappedClass() : null);
		boolean earlySingletonExposure = (mbd.isSingleton() && this.allowCircularReferences &&
				isSingletonCurrentlyInCreation(beanName));
		if (earlySingletonExposure) {
            // 2
//			Map<String, Object> earlySingletonObjects = this.getEarlySingletonObjects();
//			earlySingletonObjects.put(beanName,bean);
//
//			Set<String> registeredSingletonObjects = this.getRegisteredSingletonObjects();
//			registeredSingletonObjects.add(beanName);
            // 3
			addSingletonFactory(beanName, new ObjectFactory() {
				public Object getObject() throws BeansException {
					return getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean);
				}
			});
		}

  • 1处，创建bean，单纯new，不注入

  • 2处，revert我们的代码

  • 3处，这里new了一个ObjectFactory，然后会存入到如下的第三级缓存。

    /** 3级缓存 Cache of singleton factories: bean name to ObjectFactory. */
    	private final Map<String, ObjectFactory<?>> singletonFactories = new HashMap<>(16);

    注意，new一个匿名内部类（假设这个匿名类叫AA）的对象，其中用到的外部类的变量，都会在AA中隐式生成对应的field。

    Image

    大家看上图，里面的3个字段，和下面代码1处中的，几个字段，是一一对应的。

    addSingletonFactory(beanName, new ObjectFactory() {
    				public Object getObject() throws BeansException {
                        // 1
    					return getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean);
    				}
    			});

ok，现在，egg已经把自己存进去了，存在了第三级缓存，1级和2级都没有，那后续chick在使用getSingleton查找egg的时候，就会进入下面的逻辑了（就是文章开头的那段代码,下面已经把我们的修改还原了）：

protected Object getSingleton(String beanName, boolean allowEarlyReference) {
//		Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
//		if (singletonObject == null && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
//			synchronized (this.singletonObjects) {
//				singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName);
//				return singletonObject;
//			}
//		}
//		return (singletonObject != NULL_OBJECT ? singletonObject : null);
		Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
		if (singletonObject == null && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
			synchronized (this.singletonObjects) {
				singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName);
				if (singletonObject == null && allowEarlyReference) {
					ObjectFactory singletonFactory = this.singletonFactories.get(beanName);
					if (singletonFactory != null) {
                        // 1
						singletonObject = singletonFactory.getObject();
						this.earlySingletonObjects.put(beanName, singletonObject);
						this.singletonFactories.remove(beanName);
					}
				}
			}
		}
		return (singletonObject != NULL_OBJECT ? singletonObject : null);
	}

上面就会进入1处，调用singletonFactory.getObject();。

而前面我们知道，这个factory的逻辑是：

addSingletonFactory(beanName, new ObjectFactory() {
				public Object getObject() throws BeansException {
                    // 1
					return getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean);
				}
			});

1处就是这个工厂方法的逻辑，这里面，简单说，就会去调用各个beanPostProcessor的getEarlyBeanReference方法。

其中，主要就是aop的主力beanPostProcessor，AbstractAutoProxyCreator#getEarlyBeanReference

其实现如下：

public Object getEarlyBeanReference(Object bean, String beanName) throws BeansException {
		Object cacheKey = getCacheKey(bean.getClass(), beanName);
		this.earlyProxyReferences.add(cacheKey);
        // 1
		return wrapIfNecessary(bean, beanName, cacheKey);
	}

这里的1处，就会去对egg这个bean，创建代理，此时，返回的对象，就是个代理对象了，那，注入到chick的，自然也是代理后的egg了。

关于SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor

我们上面说的那个getEarlyBeanReference就在这个接口中。

Image

这个接口继承了BeanPostProcessor。

而创建代理对象，目前就是在如下两个方法中去创建：

public interface BeanPostProcessor {
    Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException;
	Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException;    
}

这两个方法，都是在实例化之后，创建代理。那我们前面创建代理，是在依赖解析过程中：

public interface SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor extends InstantiationAwareBeanPostProcessor {
    ...
	Object getEarlyBeanReference(Object bean, String beanName) throws BeansException;
}

所以，spring希望我们，在这几处，要返回同样的对象，即：既然你这几处都要返回代理对象，那就不能返回不一样的代理对象。

Image

那我们再看看，到底，AbstractAutoProxyCreator有没有遵守约定呢，这几个方法里，有没有去返回同样的代理包装对象呢？

getEarlyBeanReference

public Object getEarlyBeanReference(Object bean, String beanName) throws BeansException {
		Object cacheKey = getCacheKey(bean.getClass(), beanName);
        // 1
		this.earlyProxyReferences.add(cacheKey);
		return wrapIfNecessary(bean, beanName, cacheKey);
	}

1处，往field：

private final Set<Object> earlyProxyReferences =
      Collections.newSetFromMap(new ConcurrentHashMap<Object, Boolean>(16));

里，加了个cachekey，这个cachekey，主要也就是如下的字符串，用来唯一标识而已。

protected Object getCacheKey(Class<?> beanClass, String beanName) {
		return beanClass.getName() + "_" + beanName;
	}

我们可以看看这个field在哪里被用到了。

Image

也就两处，一处就是当前位置；另外一处，下面讲。

这里，主要就是看看到底要不要生成代理对象，要的话，就生成，不要就算了，另外，做了个标记：在earlyProxyReferences加了当前bean的key，表示：当前bean，已经被getEarlyBeanReference方法处理过了。

至于，最终到底有没有生成代理对象，另说。毕竟调用wrapIfNecessary也不是说，一定就满足切面，要生成代理对象。

可能返回的仍然是原始对象。

postProcessBeforeInitialization

public Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) {
   return bean;
}

这一处，没做处理。

postProcessAfterInitialization

public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
		if (bean != null) {
			Object cacheKey = getCacheKey(bean.getClass(), beanName);
            // 1
			if (!this.earlyProxyReferences.contains(cacheKey)) {
				return wrapIfNecessary(bean, beanName, cacheKey);
			}
		}
		return bean;
	}

这里,1处这个判断哈，就用到了前面我们说的那个field。那个field，只在两处用，一处就是调用getEarlyBeanReference，会往里面把当前bean的key放进去；另外一处，就是这里。

这里判断，如果field里不包含当前bean，就去调用wrapIfNecessary；如果包含（意味着，getEarlyBeanReference处理过了），就不调用了。

这里，说到底，就是保证了，wrapIfNecessary只被调用一次。

Image

看吧，wrapIfNecessary也就这两处被调用了。

所以，我们可以得出结论，在aop这个beanPostProcessor中，有多处机会可以返回一个proxy对象，但是，最终，只要在其中一处处理了，其他处，根本不再继续处理。

另外，还有一点很重要，在这个aop beanPostProcessor中，传入了原始的bean，我们会去判断，是否要给它创建代理，如果要，就创建；如果不要则：

返回原始对象。

整个流程串起来

上面这个后置处理器看明白了，接下来，再看看创建bean的核心流程：

protected Object doCreateBean(final String beanName, final RootBeanDefinition mbd, final Object[] args) {
		// 1 
		BeanWrapper instanceWrapper = createBeanInstance(beanName, mbd, args);
		final Object bean = instanceWrapper.getWrappedInstance();
		if (earlySingletonExposure) {
            // 2
			addSingletonFactory(beanName, new ObjectFactory() {
				@Override
				public Object getObject() throws BeansException {
					return getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean);
				}
			});
		}
		// 3 
		Object exposedObject = bean;
    	// 4
        populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);
    	// 5
        if (exposedObject != null) {
            exposedObject = initializeBean(beanName, exposedObject, mbd);
        }
		if (earlySingletonExposure) {
            // 6
			Object earlySingletonReference = getSingleton(beanName, false);
			if (earlySingletonReference != null) {
                // 7
				if (exposedObject == bean) {
					exposedObject = earlySingletonReference;
				}
				else if (!this.allowRawInjectionDespiteWrapping && hasDependentBean(beanName)) {
                    // 8
                    ...
				}
			}
		}
		return exposedObject;
	}

上面流程中，做了部分删减。但基本创建一个bean，就这几步了。

  • 1处，创建bean对象，此时，属性什么的全是null，可以理解为，只是new了，field还没设置

  • 2处，添加到第三级缓存；加进去的，只是个factory，只有循环依赖的时候，才会发挥作用

  • 3处，把原始bean，存到exposedObject

  • 4处，填充属性；循环依赖情况下，A/B循环依赖。假设当前为A，那么此时填充A的属性的时候，会去：

    new B；

    填充B的field，发现field里有一个是A类型，然后就去getBean("A")，然后走到第三级缓存，拿到了A的ObjectFactory，然后调用ObjectFactory，然后调用AOP的后置处理器类：getEarlyBeanReference，拿到代理后的bean（假设此处切面满足，要创建代理）；

    经过上面的步骤后，B里面，field已经填充ok，其中，且填充的field是代理后的A，这里命名为proxy A。

    B 继续其他的后续处理。

    B处理完成后，被填充到当前的origin A（原始A）的field中

  • 5处，对A进行后置处理，此时调用aop后置处理器的，postProcessAfterInitialization；前面我们说了，此时不会再去调用wrapIfNecessary，所以这里直接返回原始A，即 origin A

  • 6处，去缓存里获取A，拿到的A，是proxy A

  • 7处，我们梳理下：

    exposedObject：origin A

    bean：原始A

    earlySingletonReference： proxy A

    此时，下面这个条件是满足的，所以，exposedObject，最终被替换为proxy A：

    if (exposedObject == bean) {
        exposedObject = earlySingletonReference;
    }

源码

文章用到的aop循环依赖的demo，自己写一个也可以，很简单：

https://gitee.com/ckl111/spring-boot-first-version-learn/tree/master/all-demo-in-spring-learning/spring-aop-xml-demo-cycle-reference

更新于2020-07-01：回答评论区问题

问题描述：只使用第一、第二级缓存，是否可行

Image

Image

这两个问题，本质是一个问题，就是，不用第三级的ObjectFactory行不行，代码直接调用getEarlyBeanReference，拿到bean A的早期引用后，放到第二级缓存，后续bean B去解析依赖时，，注入的不就是最终形态的bean A了吗。

我回答的时候，只是思考了一下，并没有实际测试。下面我们修改下源码，测试一下。

修改源码

获取单例的地方，修改为只使用第一、第二级缓存

protected Object getSingleton(String beanName, boolean allowEarlyReference) {
		Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
		if (singletonObject == null && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
			synchronized (this.singletonObjects) {
				singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName);
				return singletonObject;
			}
		}
		return (singletonObject != NULL_OBJECT ? singletonObject : null);
	}

创建bean的地方，修改代码，获取earlyBeanReference后，手动放入第二级缓存

如下是原始代码：

AbstractAutowireCapableBeanFactory#doCreateBean
	// 原始代码长这样
    addSingletonFactory(beanName, new ObjectFactory() {
        @Override
        public Object getObject() throws BeansException {
            Object earlyBeanReference = getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean);
            if (earlyBeanReference != bean) {
                log.info("{} has been wrapped to {}", bean,earlyBeanReference);
            }
            return earlyBeanReference;
        }
    });

修改后，长这样：

/**
 * 只使用第一、第二级缓存，即，只使用：
 * singletonObjects
 * earlySingletonObjects
 * 不使用第三级：
 * singletonFactories
 */
// 1
Object earlyBeanReference = getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean);
// 2
addEarlyReference(beanName, earlyBeanReference);

1处，主要是，获取了早期引用，然后2处，调用我们自己写的一个方法：

DefaultSingletonBeanRegistry#addEarlyReference
/**
 * 修改版本，直接添加早期引用
 * {@link SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor#getEarlyBeanReference(Object, String)}
 * 拿到早期引用，然后添加到earlySingletonObjects
 * 不使用第三级缓存singletonFactories
 * @param beanName
 * @param earlyReference  调用getEarlyBeanReference(java.lang.Object, java.lang.String)
 */
protected void addEarlyReference(String beanName, Object earlyReference) {
   synchronized (this.singletonObjects) {
      if (!this.singletonObjects.containsKey(beanName)) {
         // 1
         this.earlySingletonObjects.put(beanName,earlyReference);
         this.registeredSingletons.add(beanName);
      }
   }
}

1处代码，把早期引用，存到了二级缓存。

测试该场景下有什么问题

  1. 首先，我们继续用前面的例子，我们要getBean(egg)，egg这个bean，依赖了chick，chick又依赖egg。egg最终要生成代理对象。

  2. 首先，创建egg，获取其早期引用，放到二级缓存。

    Image

    这里注意，egg虽然生成了代理对象，但是，其属性，chick是null。

  3. 接下来，开始egg解析依赖的时候，发现依赖了chick，所以，会去创建chick，并创建chick的早期引用

    Image

    到此为止，早期引用中，已经存放了两个对象，egg（代理对象，但chick属性为null），chick。

  4. 填充chick的field：egg

Image

此时，chick已经好了。唯一的问题是，egg还没好，egg里面的chick属性，还是null。

  1. egg此时的field依赖，chick已经解决了，此时的egg，长这样：

    Image

  2. 此时，egg的属性已经填充了，是不是该去生成代理了

    public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {

    if (bean != null) {

    Object cacheKey = getCacheKey(bean.getClass(), beanName);

    // 1

    if (!this.earlyProxyReferences.contains(cacheKey)) {

    return wrapIfNecessary(bean, beanName, cacheKey);

    }

    }

    return bean;

    }

不过这里的1处，earlyProxyReferences已经包含了egg这个bean了，所以不会再去生成代理。

  1. 使用不完整的早期引用，替换了populateDependency完成的egg，出大事了

    if (earlySingletonExposure) {
    			Object earlySingletonReference = getSingleton(beanName, false);
    			if (earlySingletonReference != null) {
                    // 1
    				if (exposedObject == bean) {
                        // 2
    					exposedObject = earlySingletonReference;
    				}
                }

    Image

    此时，1处是满足的，见上图。所以，进入2处，2处的earlySingletonReference，就是我们从二级缓存拿到的早期引用，这个早期引用，一切都好，唯一的问题是，这里的field：chick是null

    Image

    所以，问题，就是这么个问题，只用二级缓存，此时的chick是null。

更新于2020-07-04：手动调用getEarlyReferencde，放到二级缓存，真的有问题吗

这次的评论区问题，说实话，我非常感谢，因为，借此问题，我发现，我上面讲的：

更新于2020-07-01的那部分，结论是错误的。

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这个问题是什么意思呢？就是这位同学认为：

更新于2020-07-01那部分的试验，最终我的结论是，最终这个Egg对象，是一个代理对象，但是其中的Chick field是null，所以，有问题。

但是，正常情况下，生成的代理对象，其中的field，本来就是null。

我举个例子，是我们实际中的业务代码：

@Service
public class SeatInformationServiceImpl extends ServiceImpl<SeatInformationMapper, SeatInformation> implements ISeatInformationService {
    @Autowired
    private SeatInformationMapper seatInformationMapper;
    @Autowired
    private ICenterService centerService;
    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;
    // 1
    @Transactional(rollbackFor = Exception.class)
    @Override
    public void delete(String token,Long seatId) throws BusinessException {
        ...
    }

这个service，就是我从业务代码里copy的，其中，1处，注解了Transactional注解，而事务一般就是基于aop实现的，所以，最终这个service，肯定是会生成代理对象的。

我们看看这个生成的代理对象，长什么样子？

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而代理对象，要获取真正的target时，是可以拿到的，如下所示。

Image

ok，所以，我2020-07-01的试验中，过程是没问题的，但结论有问题。

  • 错误结论：手动调用getEarlyReference放入二级缓存，去掉三级缓存，这样有问题

  • 正确结论：手动调用getEarlyReference放入二级缓存，去掉三级缓存，这样没有问题

而且，关键是，我在这种试验场景下，最终去执行如下代码，切面也是生效了的：

public static void main(String[] args) {
    ClassPathXmlApplicationContext ctx = new ClassPathXmlApplicationContext(
            "context-namespace-test-aop.xml");
    Egg egg = (Egg) ctx.getBean(Egg.class);
    egg.incubate();
}

开始孵化

09:45:41.754 [main] DEBUG o.s.b.f.s.DefaultListableBeanFactory - Returning cached instance of singleton bean 'performenceAspect'

孵化完成 --------这部分是切面打印的

既然先行手动调用getEarlyBeanReference这种方案可以解决问题，为什么还要弄三级缓存

问题就在于，我们每次都去调用getEarlyReference，是可以解决问题，没错。但是，这一步，很多时候都是没有必要的。

在没有循环依赖的时候，这个方法，是从来不会被调用的；也就是说，我们为了解决系统中那百分之1可能出现的循环依赖问题，而让百分之99的bean，创建时，都去走上这么一圈。

效率说不过去吧？

ok，大家要明白，这个方法，SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor#getEarlyBeanReference，其存在的意义，就是为了解决aop场景下的循环依赖。

没有这个场景，就不需要这个方案。

Image

大家可以仔细思考下，上面的红圈这里，这个条件，什么时候才会是true？

不错的参考资料

https://blog.csdn.net/f641385712/article/details/92801300

总结

如果有问题，欢迎指出；欢迎加群讨论；有帮助的话，请点个赞吧，谢谢

本文内容总结：写在前面的话，什么是三级缓存，ioc容器，普通循环依赖，一级缓存够用吗，ioc，一级缓存有什么问题，修改spring源码，只使用二级缓存，修改创建bean的代码，不放入第三级缓存，只放入第二级缓存，修改获取bean的代码，只从第一、第二级缓存获取，不从第三级获取，两级缓存，有啥问题？，三级缓存，怎么解决这个问题，关于SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor，getEarlyBeanReference，postProcessBeforeInitialization，postProcessAfterInitialization，整个流程串起来，源码，更新于2020-07-01：回答评论区问题，问题描述：只使用第一、第二级缓存，是否可行，修改源码，获取单例的地方，修改为只使用第一、第二级缓存，创建bean的地方，修改代码，获取earlyBeanReference后，手动放入第二级缓存，测试该场景下有什么问题，更新于2020-07-04：手动调用getEarlyReferencde，放到二级缓存，真的有问题吗，既然先行手动调用getEarlyBeanReference这种方案可以解决问题，为什么还要弄三级缓存，不错的参考资料，总结，

原文链接：https://www.cnblogs.com/grey-wolf/p/13034371.html

以上是 曹工说Spring Boot源码（29）-- Spring 解决循环依赖为什么使用三级缓存，而不是二级缓存 的全部内容， 来源链接： utcz.com/z/295974.html

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