Spring缓存三级缓存机制

Spring三级缓存

想起之前面试被问到的一个回答的不好的基础题，“spring如何解决循环依赖的？”

因为并没有真正理解spring缓存机制和作用，所以早起看过后就忘了，现在重新复习下。

跟着GPT一步步学 Spring 三级缓存。

什么是spring三级缓存

spring三级缓存，是spring框架用于解决单例作用域Bean的循环依赖问题的一种机制。

Singleton Objects Cache 单例对象缓存：这个缓存存储已经完全初始化的单例Bean. 这个阶段，所有依赖已经注入，所有生命周期方法已经执行完毕。当一个bean被请求时，spring首先会从这个缓存中获取Bean。
Early Singleton Objects Cache 早期单例对象缓存：这个缓存存储已经实例化，但未完全初始化的Bean。相比 Singleton Objects Cache, 它的依赖注入和生命周期方法并没完成。当Singleton Objects Cache中找不到Bean时候，会去这里找Bean，以解决循环依赖。需要注意的是，如果是构造函数的注入，那么实例化阶段就要注入，此时有循环依赖是无法解决的。
Singleton Factories Cache 单例工厂缓存。这个缓存存储了创建bean的工厂对象。当在Early Singleton Objects Cache 也知道不到Bean， spring会尝试从这个缓存中获取工厂对象创建一个提前暴露的Bean实例。这个实例被放入到 Early Singleton Objects Cache 中，以解决循环依赖的问题。

根据以上介绍我们知道，一级缓存存的是满状态的Bean，二级缓存存的是构建好，但没初始化话好的Bean，三级缓存存的是单例工厂缓存。无论何种方式，要装配都要先有实例才能依据实例来进行装配，所以如果是构造函数注入的循环依赖，spring三级缓存是无法解决的。

Spring Bean作用域

了解了三级缓存后，我们知道以上都是对单例bean的操作，那么来复习下spring作用域有哪些。

Singleton 单例。整个spring容器中，一个类的单例Bean实例只会被创建一次。这是Spring默认的作用域
Prototype 原型。每次请求一个Bean时候，都会创建一个新的实例。
Request 请求。每一个HTTP请求的生命周期内，一个Bean的实例只会被创建一次。这个作用于仅适用于Web应用程序。
Session 会话。在一个HTTP会话的生命周期内，一个Bean的实例只会被创建一次。这个做用户仅适用于Web应用程序。
Application 应用。在一个ServletContext的生命周期内，一个Bean的实例只会被创建一次。这个作用域仅适用于Web应用程序。

Spring Bean生命周期

既然说到了注入，就来了解下注入时候spring做了哪些事。

Spring Bean 生命周期简化概述：

Spring容器启动
Bean 定义被读取，Spring确定Bean的依赖关系。
实例化Bean, 调用构造函数。
Setter 注入：spring 容器注入带有 @Autowired 注解的依赖项
如果实现了 BeanNameAware 、BeanFactoryAware 等接口，调用相应的方法。
如果Bean实现了BeanPostProcessor接口，调用postProcessBeforeInitialization方法
初始化Bean，这可能包括调用 @PostConstruct 注解的方法、调用afterPropertiesSet方法(如果实现了InitializingBean接口) 或调用自定义的初始化方法 (通过@Bean(initMethod=“customInit”)指定)。
如果Bean实现了BeanPostProcessor接口，调用 postProcessAfterInitialization方法
Bean 现在已经准备好使用。
当应用程序关闭或Spring容器被销毁时，执行清理操作，包括调用@PreDestory注解的方法，调用destroy方法(如果实现了DisposableBean接口) 或调用自定义的销毁方法(通过@Bean(destroyMethod=“customDestroy”)指定)

graph TD;
    A[Spring容器启动]-->B[读取Bean定义,确定Bean依赖关系]
    B --> C[实例化Bean,调用构造函数]
    C --> D[Setter注入 \ 字段注入]
    D --> E{是否实现BeanPostProcessor}
    E -->|是| F[调用postProcessBeforeInitialization]
    E -->|否| G[初始化Bean,PostConstruct注解方法,自定义初始化方法]
    F --> G
    G -->|如果实现| H[BeanPostProcessor的postProcessAfterInitialization]
    H --> I[Bean准备好了]
    I --> J[spring容器销毁,preDestroy, destory, customDestroy]
    J --> K[结束]

Spring提供了哪些依赖注入方式：

构造器注入 (Constructor Injection)
Setter注入 (Setter Injection)
字段注入 (Field Injection)

简单代码示例：

构造器注入

@Component
public class A {
    private B b;

    @Autowired
    public A(B b) {
        this.b = b;
    }
}

Setter注入

@Component
public class A {
    private B b;

    @Autowired
    public void setB(B b) {
        this.b = b;
    }

}

3. 字段注入

public class A {
    @Autowired
    private B b;

}

实际开发中，构造器通常是首选依赖注入方式，因为可以确保Bean在创建时候就完全初始化，避免潜在空指针异常。Setter注入和字段注入虽然某些生活更方便，但会导致Bean处于不完全初始化状态。所以优先考虑构造器注入。