Spring 的三级缓存机制是解决循环依赖问题的核心设计，同时兼顾了对 AOP 代理的支持。以下是三级缓存的具体工作原理和流程：
### 1. 三级缓存的定义
Spring 使用三个 `Map` 来管理 Bean 的创建过程：
- **一级缓存（`singletonObjects`）**：存放完全初始化完成的 Bean。
- **二级缓存（`earlySingletonObjects`）**：存放提前暴露的半成品 Bean，用于解决循环依赖。
- **三级缓存（`singletonFactories`）**：存放 Bean 的工厂对象，用于动态生成半成品 Bean 或代理对象。
### 2. 三级缓存的工作流程
假设存在两个 Bean：A 和 B，它们互相依赖（A 依赖 B，B 依赖 A），Spring 的三级缓存机制会按以下步骤工作：
#### (1) 创建 A
1. **实例化 A**：Spring 开始创建 A，调用其构造方法，得到一个原始对象。
2. **将 A 的工厂对象放入三级缓存**：将 A 的 `ObjectFactory` 放入 `singletonFactories`。
3. **属性注入**：在为 A 注入属性时，发现 A 依赖 B，于是开始创建 B。
#### (2) 创建 B
1. **实例化 B**：Spring 开始创建 B，调用其构造方法，得到一个原始对象。
2. **将 B 的工厂对象放入三级缓存**：将 B 的 `ObjectFactory` 放入 `singletonFactories`。
3. **属性注入**：在为 B 注入属性时，发现 B 依赖 A。
4. **从三级缓存中获取 A 的工厂对象**：Spring 从 `singletonFactories` 中找到 A 的工厂对象。
5. **生成半成品 A**：通过工厂对象调用 `getObject()` 方法，生成一个半成品 A，并将其放入二级缓存 `earlySingletonObjects`。
6. **将半成品 A 注入到 B**：完成 B 的属性注入，继续完成 B 的初始化。
7. **将 B 放入一级缓存**：完成 B 的初始化后，将 B 放入 `singletonObjects`，并从二级和三级缓存中移除。
#### (3) 完成 A 的初始化
1. **将初始化好的 B 注入到 A**：回到 A 的属性注入阶段，此时 B 已经完全初始化完成，将 B 注入到 A。
2. **完成 A 的初始化**：完成 A 的初始化后，将 A 放入一级缓存 `singletonObjects`，并从二级和三级缓存中移除。
### 3. 为什么需要三级缓存
- **支持 AOP 代理**：如果仅使用二级缓存，Spring 无法在 Bean 初始化前生成代理对象。三级缓存中的工厂对象可以在需要时动态生成代理对象。
- **解决循环依赖**：通过提前暴露半成品对象，打破循环依赖。
- **确保全局唯一性**：三级缓存允许 Spring 在 Bean 创建过程中动态决定返回原始对象还是代理对象。
### 4. 总结
Spring 的三级缓存机制通过以下方式解决循环依赖：
- **三级缓存**：存放 Bean 的工厂对象，用于动态生成半成品或代理对象。
- **二级缓存**：存放提前暴露的半成品 Bean，用于解决循环依赖。
- **一级缓存**：存放完全初始化完成的 Bean。
这种设计不仅解决了循环依赖问题，还支持了 AOP 代理，确保了 Spring 容器的灵活性和健壮性。