Spring 为何需要三级缓存解决循环依赖，而不是二级缓存？("Spring 为何采用三级缓存而非二级缓存解决循环依赖问题？")

Spring 为何采用三级缓存而非二级缓存解决循环依赖性问题？

在Spring框架中，循环依赖性是一个常见的问题，它出现在两个或多个Bean二者之间依赖性，并且形成了一个闭环的情况。Spring容器在创建这些Bean时，会陷入无限循环的境地，从而致使系统崩溃。为了解决这个问题，Spring引入了三级缓存机制。本文将详细解释为什么Spring需要三级缓存来解决循环依赖性，而不是采用二级缓存。

一、懂得循环依赖性

首先，我们需要懂得什么是循环依赖性。以下是一个易懂的例子来说明这个问题：

@Component
public class A {
    @Autowired
    private B b;
}
@Component
public class B {
    @Autowired
    private A a;
}

在这个例子中，类A依赖性类B，而类B又依赖性类A，这样就形成了一个循环依赖性。当Spring容器尝试创建类A的实例时，它会尝试注入类B的实例，但类B的实例又依赖性于类A的实例，这就形成了一个无限循环。

二、Spring的解决策略

为了解决循环依赖性问题，Spring引入了三级缓存机制。这三级缓存分别是：

1. 一级缓存：singletonObjects，存放已经初始化完成的Bean。
2. 二级缓存：earlySingletonObjects，存放早期的、尚未完全初始化的Bean引用。
3. 三级缓存：singletonFactories，存放Bean工厂对象，它能够生成Bean的早期引用。

下面我们逐一分析这三级缓存的作用。

三、一级缓存

一级缓存 singletonObjects 是一个非常易懂的HashMap，它存储了所有已经初始化完成的Bean。当Spring容器创建一个Bean时，会首先检查一级缓存中是否已经存在该Bean的实例。如果存在，则直接返回该实例，否则继续创建。

四、二级缓存

二级缓存 earlySingletonObjects 存储的是早期的、尚未完全初始化的Bean引用。当一个Bean正在创建过程中，但还未完成依赖性注入时，它的引用会被放入二级缓存中。这样，如果其他Bean需要依赖性这个尚未完全初始化的Bean，就可以通过二级缓存获取到它的引用，从而避免创建新的实例。

五、三级缓存

三级缓存 singletonFactories 存储的是Bean工厂对象，它能够生成Bean的早期引用。当一个Bean的创建过程起始时，Spring容器会首先检查三级缓存中是否已经存在该Bean的工厂对象。如果存在，则通过该工厂对象获取Bean的早期引用，并将其提升到二级缓存中。如果不存在，则创建一个新的工厂对象，并将其放入三级缓存。

六、为什么需要三级缓存？

现在，我们回到最初的问题：为什么Spring需要三级缓存来解决循环依赖性，而不是二级缓存？以下是一些关键原因：

1. 依赖性注入的时机

在Spring中，依赖性注入是在Bean的初始化阶段完成的。这意味着，当一个Bean的创建过程起始时，它或许还不是一个完整的实例。如果仅使用二级缓存，那么在依赖性注入过程中，其他Bean或许会获取到一个尚未完全初始化的Bean引用，这或许会致使不正确的行为。

2. 代理对象的创建

Spring AOP是基于代理模式的。当Spring容器创建一个Bean时，它或许会为这个Bean创建一个代理对象，用于实现AOP功能。如果仅使用二级缓存，那么在代理对象创建之前，其他Bean或许会获取到一个原始的Bean引用，这同样会致使不正确的行为。

3. 实例化和初始化的分离

在Spring中，Bean的实例化和初始化是两个分离的过程。实例化是创建Bean对象的过程，而初始化是设置Bean属性和依赖性关系的过程。三级缓存允许Spring在实例化阶段就将Bean的早期引用放入缓存，这样在初始化阶段，其他Bean就可以通过缓存获取到这个早期引用，而不是等待Bean完全初始化。

4. 优化性能

三级缓存机制可以缩减不必要的Bean创建，从而优化性能。如果仅使用二级缓存，那么在依赖性注入过程中，Spring或许需要多次创建和检查Bean实例，这会提高系统的开销。

七、总结

总之，Spring采用三级缓存机制来解决循环依赖性问题，是基于它能够更好地处理Bean的创建和依赖性注入过程。通过在实例化阶段就将Bean的早期引用放入缓存，Spring可以避免在依赖性注入过程中创建不必要的Bean实例，同时确保其他Bean能够获取到正确的Bean引用。虽然二级缓存也能够解决部分循环依赖性问题，但它无法处理代理对象的创建和实例化与初始化的分离，于是不是最佳的选择。

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