ps：如果这篇帖子对于还在找工作和找实习的你有所帮助，可以关注我，给本贴点赞、评论、收藏并订阅专栏；同时不要吝啬您的花花

一、核心前置说明

Spring的三级缓存定义在 DefaultSingletonBeanRegistry 类中，是解决单例Bean循环依赖、保证Bean创建线程安全的核心机制。三级缓存本质均为线程安全的Map集合，但键值类型、存储对象、使用场景完全不同，底层依托 ConcurrentHashMap 实现高并发读写，兼顾线程安全与性能。

三级缓存的Key统一为Bean名称（String类型），仅Value类型存在差异，这是Spring缓存查找、替换、销毁的核心依据。

二、三级缓存逐层级数据结构拆解

1. 一级缓存：singletonObjects（成品单例池）

数据结构：private final Map<String, Object> singletonObjects = new ConcurrentHashMap<>(256)

泛型定义：Key = String（Bean的唯一名称），Value = Object（完整初始化的单例Bean实例）

核心特性：

• 存储已完成实例化、属性填充、初始化（init-method/PostProcessor）的成熟Bean，是Spring对外提供Bean的最终数据源
• 一旦Bean存入一级缓存，后续所有获取Bean的操作都会直接命中该缓存，无需重复创建
• 容量初始值256，采用ConcurrentHashMap保证多线程下的安全读写，无锁化设计提升并发性能

2. 二级缓存：earlySingletonObjects（早期半成品缓存）

数据结构：private final Map<String, Object> earlySingletonObjects = new HashMap<>(16)

泛型定义：Key = String（Bean的唯一名称），Value = Object（仅完成实例化、未完成属性填充的早期Bean实例）

核心特性：

• 存储无AOP增强的早期Bean，仅用于循环依赖场景下的临时暴露
• 底层为HashMap（非线程安全），因为Spring通过singletonObjects锁（一级缓存锁）控制并发，无需额外线程安全保障
• 当Bean完全初始化后，二级缓存中的数据会被移除，最终数据沉淀到一级缓存

3. 三级缓存：singletonFactories（工厂缓存）

数据结构：private final Map<String, ObjectFactory<?>> singletonFactories = new HashMap<>(16)

泛型定义：Key = String（Bean的唯一名称），Value = ObjectFactory<?>（Bean工厂函数式接口，用于生成Bean实例）

核心特性：

• 三级缓存是解决AOP循环依赖的关键，Value并非Bean实例，而是延迟创建Bean的工厂对象
• ObjectFactory是函数式接口，仅含 getObject() 方法，调用时才会生成Bean（含AOP代理对象）
• Bean实例化后立即存入三级缓存，属性填充阶段若触发循环依赖，会通过工厂生成早期Bean，并存入二级缓存
• 同样采用HashMap，由singletonObjects锁保证并发安全，初始化完成后清空当前Bean的三级缓存数据

三、三级缓存数据结构对比总结

四、关键设计细节补充

• 三级缓存的查找优先级：一级缓存 > 二级缓存 > 三级缓存，逐级查找保证Bean获取效率
• singletonObjects采用ConcurrentHashMap，是因为一级缓存是全局共享的最终数据源，必须支持高并发安全访问
• 二、三级缓存用HashMap，是因为Spring通过singletonObject锁（同一时间仅一个线程创建Bean）规避并发问题，兼顾性能与内存开销
• 三级缓存的工厂模式，实现了Bean实例化与AOP代理的解耦，避免循环依赖时提前创建代理导致的逻辑异常
• 无循环依赖场景下，Bean实例化后仍会放入三级缓存：这是Spring的固定创建流程，并非只有循环依赖才会触发三级缓存存放。Bean完成实例化后，会无条件加入三级缓存；若无循环依赖，整个属性填充、初始化阶段不会调用三级缓存的ObjectFactory工厂，也就不会生成早期Bean、不会用到二级缓存；待Bean完全初始化并迁入一级缓存后，Spring会主动清理当前Bean对应的三级缓存数据，避免内存冗余。

ps：如果这篇帖子对于还在找工作和找实习的你有所帮助，可以关注我，给本贴点赞、评论、收藏并订阅专栏；同时不要吝啬您的花花