Spring为什么要三级缓存？二级不行吗？

Spring采用三级缓存（singletonFactories、earlySingletonObjects、singletonObjects）主要是为了解决循环依赖中代理对象（如AOP）的创建和缓存问题。若仅用二级缓存，在某些场景下会导致代理对象重复生成或依赖注入不一致。以下是具体分析：

1. 三级缓存的作用

• 第一级缓存（singletonObjects）：存储完全初始化好的单例Bean，可直接使用。

• 第二级缓存（earlySingletonObjects）：存储提前暴露的Bean的早期引用（未完成属性注入和初始化），用于解决循环依赖。

• 第三级缓存（singletonFactories）：存储Bean的工厂对象（ObjectFactory），用于在需要时生成早期引用，尤其是处理代理对象的创建。

2. 二级缓存的问题

假设只有两级缓存（例如去掉earlySingletonObjects，仅保留singletonFactories和singletonObjects）：

• 代理对象可能重复生成：
  当Bean需要被代理（如AOP）时，每次从singletonFactories获取早期引用都会调用工厂方法生成新对象。若多个Bean依赖该对象，可能导致代理对象被多次创建，破坏单例。

• 无法保证代理对象的一致性：
  若A依赖B，B依赖A，且A需要代理，则B注入的A必须是最终的代理对象。二级缓存无法在第一次生成代理后缓存该对象，导致后续注入时可能拿到不一致的实例。

3. 三级缓存的优势

• 代理对象仅生成一次：
  当通过singletonFactories首次获取Bean的早期引用时，若需要代理，工厂会生成代理对象，并立即将其存入earlySingletonObjects。后续依赖直接从此缓存获取，避免重复调用工厂方法。

• 保证依赖注入的一致性：
  所有依赖方都从earlySingletonObjects获取同一个早期引用（可能是代理对象），确保最终注入的Bean与完全初始化的Bean一致。

4. 典型场景分析

以AOP代理为例：

1. 创建Bean A：

   • 实例化A后，将A的工厂（能生成A的代理）放入singletonFactories。

   • 填充属性时发现依赖B，开始创建B。

2. 创建Bean B：

   • 实例化B后，填充属性时发现依赖A，从singletonFactories获取A的工厂，生成A的代理对象，存入earlySingletonObjects。

   • B完成初始化，放入singletonObjects。

3. 回到A的初始化：

   • 从earlySingletonObjects获取A的代理对象（而非重新生成）。

   • 完成A的属性注入和初始化，最终将代理对象放入singletonObjects。

若仅有二级缓存，步骤2中每次获取A都会调用工厂生成新代理，导致B和A持有的代理对象不一致。

5. 结论

• 二级缓存无法解决代理对象的一致性问题，而三级缓存通过earlySingletonObjects隔离工厂的调用，确保代理对象只生成一次，并保证所有依赖方拿到相同的引用。

• 设计本质：三级缓存通过分层隔离，平衡了“提前暴露引用”和“延迟生成代理”的需求，是Spring解决循环依赖与AOP代理协同工作的关键机制。