🔍 Spring 为什么需要三级缓存？

—— 一文讲清循环依赖与 AOP 的一致性难题

作者： 赫英年
关键词： Spring、三级缓存、循环依赖、AOP、代理、对象一致性

---

🌰 一、问题场景

@Service
public class UserService {
    @Autowired
    private OrderService orderService;

    @Transactional // 需要事务控制 → 必须通过代理执行
    public void createUserOrder() {
        orderService.createOrder();
    }
}

@Service
public class OrderService {
    @Autowired
    private UserService userService; // 循环依赖
}

• 存在循环依赖 ✅
• UserService 标有 @Transactional ✅
• Spring 正常启动，但事务可能不生效

为什么？

---

🧱 二、三级缓存是哪三级？

缓存	作用
一级：singletonObjects	存最终成品 Bean
二级：earlySingletonObjects	存早期引用（原始或代理）
三级：singletonFactories	存 ObjectFactory，延迟创建早期引用

✅ 三级缓存存的不是对象，而是一个工厂：
() -> getEarlyBeanReference(bean)

---

🚫 三、如果只有二级缓存（存原始对象）

假设流程如下：

1. 创建 UserService → 实例化 → 放入二级缓存（原始对象）
2. OrderService 依赖 UserService → 从二级缓存拿到原始对象
3. OrderService 持有原始 UserService
4. UserService 继续初始化 → BeanPostProcessor 创建代理对象
5. 代理对象放入一级缓存

---

💡 什么是“代理对象”？它和“原始对象”有什么区别？

• 原始对象：就是 new UserService() 得到的实例，没有任何增强。
• 代理对象：Spring 通过 AOP（如 CGLIB 或 JDK 动态代理）生成的“包装对象”，它：
  • 持有原始对象
  • 在调用方法前/后自动织入逻辑，比如：
    • 开启事务（@Transactional）
    • 缓存读写（@Cacheable）
    • 日志记录、权限校验等

🔑 关键：只有通过代理对象调用方法，这些增强逻辑才会生效！

---

⚠️ 问题爆发：对象“分裂”！

组件	持有实例	类型	说明
OrderService	原始 UserService	❌ 无代理	调用方法 → 直接执行，不走代理
其他组件	代理 UserService	✅ 有事务	调用方法 → 先开启事务，再执行

🔴 后果：

• OrderService 调用 userService.createUserOrder()
  → 调的是原始对象的方法
  → 不开启事务 → 即使抛异常，数据库操作也不会回滚！
• 同一个 Bean 有两个版本 → 违反单例原则，系统行为不一致

---

✅ 四、Spring 的正确解：三级缓存延迟决策

Spring 的精妙设计：

1. 创建 UserService → 实例化
2. 将 ObjectFactory 放入三级缓存：() -> getEarlyBeanReference(userService)
3. OrderService 需要 UserService → 调用工厂的 getObject()
4. 此时执行 getEarlyBeanReference()：
   • 判断是否有 @Transactional
   • 需要 → 创建代理
   • 放入二级缓存
5. OrderService 持有的是代理对象
6. UserService 后续初始化完成 → 直接使用已有代理 → 放入一级缓存

✅ 最终状态：对象唯一，代理一致

组件	持有实例	类型
OrderService	代理 UserService	✅
其他组件	代理 UserService	✅

🎯 无论谁调用，都走代理 → 事务生效

---

🌟 五、核心结论

问题	答案
为什么不能只用二级缓存？	会存原始对象，导致 AOP 失效
为什么需要三级缓存？	通过 ObjectFactory 延迟决策，按需创建代理
三级缓存的本质？	解决“提前暴露”与“AOP一致性”的矛盾
最终目标？	保证整个容器中只有一个 Bean 实例（且正确）

---

💡 六、一句话总结

如果没有三级缓存的“延迟代理”机制，二级缓存只能存原始对象，就会导致“一个 Bean 有两个版本（原始 + 代理）”，造成 AOP 失效。三级缓存通过 ObjectFactory 延迟决策，确保了代理的正确性和对象的唯一性。

---

📚 参考源码

// SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor.java
default Object getEarlyBeanReference(Object bean, String beanName) {
    return bean;
}

AOP 模块（如 AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator）会重写此方法，在需要时返回代理。

---

✅ 适合场景： 技术短分享、团队周会、面试复盘
✅ 特点： 重点突出、逻辑清晰、概念明确