⭐ 题目日期：

阿里 - 2024/8/21

📝 题解：

Spring 框架通过以下步骤和机制实现 Bean 的单例模式：

1. 单例注册表（Singleton Registry）
   Spring 使用 DefaultSingletonBeanRegistry 类中的 singletonObjects（ConcurrentHashMap）存储单例 Bean 的实例。键为 Bean 名称，值为实例对象。此 Map 确保每个 Bean 名称对应唯一实例。

2. Bean 实例化流程

   • 检查缓存：调用 getBean() 时，首先检查 singletonObjects 中是否存在实例。存在则直接返回。
   • 创建实例：若不存在，同步（synchronized）创建 Bean，防止多线程重复创建。
   • 提前暴露引用：通过 addSingletonFactory 将未完全初始化的 Bean 存入三级缓存，解决循环依赖。

3. 解决循环依赖（三级缓存）

   • 一级缓存（singletonObjects）：存储完全初始化的单例 Bean。
   • 二级缓存（earlySingletonObjects）：存储早期暴露的 Bean（已实例化但未填充属性）。
   • 三级缓存（singletonFactories）：存储 ObjectFactory，用于生成早期引用。
   • 流程：A 依赖 B，B 依赖 A。创建 A 时，通过 ObjectFactory 提前暴露 A 的引用，B 创建时注入 A 的代理，完成后再初始化 A。

4. 线程安全机制

   • 同步锁：在 getSingleton() 方法中使用 synchronized 块，确保单例创建阶段的线程安全。
   • 原子性操作：利用 ConcurrentHashMap 的线程安全特性，保证缓存的原子读写。

5. 生命周期管理

   • 初始化：默认在容器启动时实例化非延迟（non-lazy）单例 Bean。延迟初始化（lazy-init）的 Bean 在首次请求时创建。
   • 销毁：容器关闭时调用单例 Bean 的 destroy 方法，通过 DisposableBean 接口或 @PreDestroy 注解实现。

6. 示例代码（简化流程）

   public class DefaultSingletonBeanRegistry {
       private final Map<String, Object> singletonObjects = new ConcurrentHashMap<>();
       
       public Object getSingleton(String beanName) {
           Object bean = singletonObjects.get(beanName);
           if (bean == null) {
               synchronized (this) {
                   bean = singletonObjects.get(beanName);
                   if (bean == null) {
                       bean = createBean(beanName);
                       singletonObjects.put(beanName, bean);
                   }
               }
           }
           return bean;
       }
   }

总结：
Spring 通过单例注册表、三级缓存解决循环依赖、同步锁保障线程安全，以及精准的生命周期管理，确保每个 Bean 定义在容器中仅有一个实例。开发者无需手动实现单例，只需配置作用域为 singleton（默认），Spring 容器自动管理其唯一性及依赖注入。