Springboot Bean创建流程、三种Bean注入方式（构造器注入、字段注入、setter注入）、循坏依赖问题

1 Bean 创建流程

简单来说，当容器里要放的Bean很多时，Spring会优先创建依赖最少的Bean。

1.1 Bean的扫描注册

Spring启动后首先会根据SpringbootApplication的包扫描配置扫描包里的所有文件，然后将使用了注解标记的类（如@Component、@Service、@Repository、@Configuration）作为组件注册到上下文中，同时解析这些组件之间的依赖关系。

1.2 创建Bean的顺序

组件之间的依赖关系通常会使用图/树结构来表示，如果BeanA依赖BeanB，那么BeanA是BeanB的父节点。在创建Bean的时候，Spring会优先选择树的叶子结点进行创建，因为它不存在依赖，然后再不断向上层进行创建，也就是自底向上创建，这样才能尽量确保在创建某个Bean时，它依赖的Bean已经存在。

在创建Bean的时候，Spring仍会检查它需要的依赖是否已经存在，如果存在则直接注入，如果依赖Bean还没创建，那么会去递归创建依赖的Bean，直到所有依赖都被创建，再创建当前Bean。

2 三种Bean注入方式

2.1 构造器注入 | Constructor Injection（推荐）

构造器注入是在组件的构造函数中注入所需的依赖，它是在Bean创建时就注入依赖，创建流程如1.2。

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Component;@Component
public class BeanA {private final BeanB beanB;private final BeanC beanC;public BeanA(BeanB beanB, BeanC beanC) {this.beanB = beanB;this.beanC = beanC;}// 其他方法...
}@Component
public class BeanB {// 其他方法...
}@Component
public class BeanC {// 其他方法...
}

使用构造器进行依赖注入时，依赖的对象通常会被声明为final，这样当对象创建后，依赖的Bean不会被改变，可以保证类的一致性。

这样注入的优势是能使Bean之间的依赖关系更加清楚，避免了字段注入可能存在的隐式依赖，如果存在问题（比如循环依赖）会在Spring初始化时就抛出异常，而不会等到执行时才出错。

需要注意的是不能显示提供无参构造函数，否则Spring会优先执行无参构造，导致所有依赖的Bean都为null，如果有多个构造函数，选择一个使用@Autowired注解，否则可能报错。

2.2 字段注入 | Field Injection（常用）

字段注入就是使用@Autowired注解自动注入依赖的Bean。它不会在构造函数中注入，而是通过反射在组件构造函数执行后才注入依赖Bean（即Bean实例化完成后才注入依赖项），因此不能使用final修饰依赖Bean，因为使用final字段修饰的变量必须在声明时或在构造函数中初始化，而字段注入在构造函数之后执行。

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Component;@Component
public class BeanA {@Autowiredprivate BeanB beanB;
}@Component
public class BeanB {// 其他方法...
}

字段注入是开发时最常用的方式，但由于字段注入是在Bean实例后才注入，属于隐式依赖，所以可能会存在空指针问题，而这个问题只有当程序运行时才出现，因此有一定隐患，所以Spring官方更推荐构造器注入。

2.3 方法注入 | Setter Injection

和字段注入类似，只是需要写好一个setter函数，在setter中注入依赖，一个setter方法通常对应一个依赖，@Autowired注解写在setter方法上：

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Component;@Component
public class BeanA {private final BeanB beanB;private final BeanC beanC;@Autowiredpublic setBeanB(BeanB beanB) {this.beanB = beanB;}@Autowiredpublic setBeanC(BeanC beanC) {this.beanC = beanC;}

setter注入的优势是可以灵活注入bean，相比构造器一次性写入更加清晰一些，缺点和字段注入类似。

2.4 三种方式注入顺序

如果一个组件中同时存在以上三种注入方式，执行顺序是？

按照构造器注入–>字段注入–>方法注入的原则执行。

首先执行构造函数，注入在构造函数初始化的Bean。构造函数执行结束后，Spring将处理字段注入，然后在容器中查找并注入依赖Bean。最后如果存在带有@Autowired注解的setter方法，Spring会再调用这些方法注入依赖。

3 循环依赖

循环依赖指的是两个Bean之间互相需要对方作为成员变量，如BeanA需要注入BeanB，BeanB需要注入BeanA。

3.1 构造器注入

构造器注入时会通过构造函数注入所有必须的依赖，当两个组件BeanA和BeanB之间存在循坏依赖时，执行BeanA的构造函数需要注入BeanB（此时BeanA还未创建），由于BeanB还未生成，因此转而先创建BeanB，执行BeanB的构造函数，而BeanB同样需要注入BeanA，于是出现了死锁情况，两个Bean都无法创建，因此如果使用构造器注入而又出现循环依赖时，Spring会直接抛出BeanCurrentlyInCreationException异常。

3.2 字段/setter注入

使用字段/setter注入在循环依赖时不会抛出异常（但很容易出问题），主要是通过提前暴露Bean的方式来解决的。

因为在循环依赖的情况下，字段/setter注入会先创建当前对象的“代理”或“占位符”实例/引用（非完全实例，但可以拿来使用），然后通过反射等依赖对象存在后再注入依赖，因此不会在创建时出现死锁（没有循环等待），而构造器注入必须注入完全初始化的依赖后才能实例化，因此会死锁。

以BeanA/B为例：

1. 当容器尝试创建BeanA时候，发现它依赖BeanB，然后转而去创建BeanB。
2. 创建BeanB时，发现其依赖于BeanA，循环依赖出现，因此会在单例池中创建一个BeanA的占位符实例（未初始化）。
3. BeanB创建后，Spring会将BeanA的占位符注入到BeanB中，此时BeanB完成注入，它的实例也创建完毕，将被放入单例池。
4. 返回BeanA的创建，此时BeanA已经有占位符实例，BeanB也有实例，因此可以将BeanB注入BeanA中。
5. BeanA和BeanB都完成初始化。

占位符实例并不是在 BeanA 开始创建时就生成的，而是依赖关系的解析过程中，当需要 BeanA 时才创建。因为当Spring开始创建一个Bean的时候会标记当前Bean为“正在创建”，如果在它的实例化过程中（递归注入依赖）发现有其他对象请求该bean，则证明循环依赖出现，Spring正是通过这种动态追踪的方式来识别循环依赖的。

如果不存在循环依赖，BeanB已经实例化那么会被直接注入BeanA，这样BeanA也会直接完成初始化实例。没有循环依赖不会生成占位符实例。

3.3 乱想：构造器+字段？

想到了一个组合：如果BeanA使用构造器注入BeanB，而BeanB使用字段注入注入BeanA，那么能否通过占位符实例实现注入呢？

答案是不行，原因主要有三点：

1. 构造器注入要求注入的依赖必须是完全初始化的实例【核心】。
2. 构造器注入时，在循环依赖情况下被动生成的占位符实例不允许使用（因为构造函数不允许注入未完全实例化的对象，本质上与第二点一样）。
3. 构造器注入不会像字段注入那样生成占位符实例，因为就算生成了也不完全，无法使用

因此无论是先创建BeanA还是先创建BeanB都会抛出异常。

先创建BeanA：发现依赖BeanB，转而创建BeanB，又发现BeanB依赖BeanA，因此尝试创建BeanA的占位符实例，但是因为A是构造器注入，必须注入BeanB的完整实例（但并不存在），因此不允许使用占位符实例，失败。

先创建BeanB：发现依赖BeanA，转而创建BeanA，BeanA必须使用完全实例化的BeanB，不会创建BeanB的占位符实例，因此无法达成，失败。

3.4 解决方案

一般情况下需要避免循环依赖，如果存在，可以尝试将一些依赖关系移除，重构依赖关系，降低耦合。或者可以使用@Lazy注解延迟Bean的加载，懒加载可以让Bean在被使用时才注入。

@Component
public class BeanA {@Autowired@Lazyprivate BeanB beanB; // 延迟注入// 其他方法...
}@Component
public class BeanB {@Autowiredprivate BeanA beanA; // 直接注入// 其他方法...
}