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JavaAutowired注解深入分析

发布时间：2023-02-01

　　今天是正月初八，先祝大家新年快乐。前几天遇见了一次Autowired注入失败的问题，所以找时间研究了一下相关的Spring源码，分享一下。如果哪位大佬发现问题，请帮忙反馈。
分享之前，先给一个小建议。Spring源码庞大，其中的扩展点众多，贸然全篇吸收，很容易劝退。我的思路是想看哪部分知识，就只看和这部分相关的，其他细节，先放放，只捋主线，这样做，效率比较高。
下面进入正文。
我写了一个非常简单的web工程，便于调试源码。测试代码如下：
Controller代码

　　

　　

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@RestController

　　

publicclassHomeController {

　　

@Autowired

　　

privateHomeService homeService;

　　

@RequestMapping(/index)

　　

publicString index() {

　　

returnhomeService.testService();

　　

}

　　

}

　　

　　

　　Service代码

　　

　　

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//接口

　　

publicinterfaceHomeService {

　　

String testService();

　　

}

　　

//实现类

　　

@Service

　　

publicclassHomeServiceImpl implementsHomeService{

　　

@Override

　　

publicString testService(){

　　

returnIm a test service;

　　

}

　　

}

　　

　　

　　我们的目的是：把HomeService通过Autowired注解注入HomeController中，从而在index方法中实现对HomeService方法的内部调用。
我们想探究的是：
为什么我们给字段加一个Autowired注解，Spring就知道需要给bean注入这个字段对应的服务呢?
想知道为什么Spring知道给HomeController中注入另外一个bean，我们肯定就得看HomeController，这个bean是怎么创建出来的。
直接看AbstractAutowireCapableBeanFactory方法的doCreateBean方法，里面是Spring创建bean的逻辑。有2个地方和Autowired有关系。
我去掉了无关逻辑，只留下了和Autowired有关系的逻辑
1、applyMergedBeanDefinitionPostProcessors()
2、populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper)

　　

　　

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protectedObject doCreateBean(String beanName, RootBeanDefinition mbd, @NullableObject[] args)

　　

throwsBeanCreationException {

　　

//遍历所有的beanPostProcessor,寻找bean中被Autowired注解修饰的成员变量

　　

synchronized(mbd.postProcessingLock) {

　　

if(!mbd.postProcessed) {

　　

try{

　　

applyMergedBeanDefinitionPostProcessors(mbd, beanType, beanName);

　　

}

　　

catch(Throwable ex) {

　　

thrownewBeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName,

　　

Post-processing of merged bean definition failed, ex);

　　

}

　　

mbd.postProcessed = true;

　　

}

　　

}

　　

Object exposedObject = bean;

　　

try{

　　

//给bean填充其他bean。对应到我们的demo，就是给HomeController注入HomeService。

　　

populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);

　　

}

　　

catch(Throwable ex) {

　　

if(ex instanceofBeanCreationException beanName.equals(((BeanCreationException) ex).getBeanName())) {

　　

throw(BeanCreationException) ex;

　　

}

　　

else{

　　

thrownewBeanCreationException(

　　

mbd.getResourceDescription(), beanName, Initialization of bean failed, ex);

　　

}

　　

}

　　

}

　　

　　

　　applyMergedBeanDefinitionPostProcessors方法，这个方法的作用是寻找HomeController的字段里，有没有哪个字段添加了Autowired注解。

　　

　　

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protectedvoidapplyMergedBeanDefinitionPostProcessors(RootBeanDefinition mbd, Class<?> beanType, String beanName) {

　　

for(MergedBeanDefinitionPostProcessor processor : getBeanPostProcessorCache().mergedDefinition) {

　　

processor.postProcessMergedBeanDefinition(mbd, beanType, beanName);

　　

}

　　

}

　　

　　

　　这段逻辑实际上是在遍历容器中的BeanPostProcessor，然后执行BeanPostProcessor中的逻辑，我们需要关注的是AutowiredAnnotationBeanPostProcessor，这个类是实现Autowired逻辑的核心类，大家重点关注。

　　

　　

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@Override

　　

publicvoidpostProcessMergedBeanDefinition(RootBeanDefinition beanDefinition, Class<?> beanType, String beanName) {

　　

InjectionMetadata metadata = findAutowiringMetadata(beanName, beanType, null);

　　

metadata.checkConfigMembers(beanDefinition);

　　

}

　　

　　

　　可以看到逻辑很少。第一行代码就是找HomeController中被Autowired注解修饰的字段。
我们进入findAutowiringMetadata中看一下。其中有一个内部方法调用是buildAutowiringMetadata(clazz)，我们再进入这个方法

　　

　　

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privateInjectionMetadata buildAutowiringMetadata(Class<?> clazz) {

　　

ReflectionUtils.doWithLocalFields(targetClass, field -> {

　　

//寻找字段上有被Autowired注解修饰的字段

　　

MergedAnnotation<?> ann = findAutowiredAnnotation(field);

　　

if(ann != null) {

　　

//static修饰的静态字段不能进行注入

　　

if(Modifier.isStatic(field.getModifiers())) {

　　

if(logger.isInfoEnabled()) {

　　

logger.info(Autowired annotation is not supported on static fields: + field);

　　

}

　　

return;

　　

}

　　

booleanrequired = determineRequiredStatus(ann);

　　

currElements.add(newAutowiredFieldElement(field, required));

　　

}

　　

});

　　

returnInjectionMetadata.forElements(elements, clazz);

　　

}

　　

　　

　　以上逻辑执行完，我们就拿到了待注入的homeService的元信息对象，即：InjectionMetadata。
上面逻辑中有一行代码，是判断字段是否被static修饰，如果是，不可以被注入。
小节一下。
绕了这么一圈，其实很简单。就是Spring在创建HomeController这个bean的时候，会检测其成员字段有没有被Autowired修饰。
对应到我们的demo代码，我们知道了HomeController中有一个被Autowired注解修饰的字段HomeService。
接下来，之后就是给HomeController注入这个HomeService。

　　populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);我们进入这个方法看一下。

　　重要逻辑是：pvsToUse = bp.postProcessPropertyValues(pvs, filteredPds, bw.getWrappedInstance(), beanName);
对应的实现类还是AutowiredAnnotationBeanPostProcessor。注入的核心逻辑是

　　

　　

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@Override

　　

publicPropertyValues postProcessProperties(PropertyValues pvs, Object bean, String beanName) {

　　

InjectionMetadata metadata = findAutowiringMetadata(beanName, bean.getClass(), pvs);

　　

try{

　　

metadata.inject(bean, beanName, pvs);

　　

}

　　

catch(BeanCreationException ex) {

　　

throwex;

　　

}

　　

catch(Throwable ex) {

　　

thrownewBeanCreationException(beanName, Injection of autowired dependencies failed, ex);

　　

}

　　

returnpvs;

　　

}

　　

　　

　　只有两行逻辑。
第一行：
InjectionMetadata metadata = findAutowiringMetadata(beanName, bean.getClass(), pvs);这行代码，我们上面说到过，第一次执行时，是为了寻找被Autowired修饰字段的元信息。然后放入了缓存中。这一次再执行，我们就是要从缓存中拿到待注入的数据元信息InjectionMetadata。
第二行：
开始注入。
先看第一行代码的具体逻辑，获取待注入的数据元信息。

　　

　　

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privateInjectionMetadata findAutowiringMetadata(String beanName, Class<?> clazz, @NullablePropertyValues pvs) {

　　

//构建缓存key

　　

String cacheKey = (StringUtils.hasLength(beanName) ? beanName : clazz.getName());

　　

//第一次执行，缓存中没有数据，先构建，然后放入缓存。第二次执行有数据，直接从缓存中获取

　　

InjectionMetadata metadata = this.injectionMetadataCache.get(cacheKey);

　　

if(InjectionMetadata.needsRefresh(metadata, clazz)) {

　　

synchronized(this.injectionMetadataCache) {

　　

metadata = this.injectionMetadataCache.get(cacheKey);

　　

if(InjectionMetadata.needsRefresh(metadata, clazz)) {

　　

if(metadata != null) {

　　

metadata.clear(pvs);

　　

}

　　

//第一次执行，缓存中不存在，先放入缓存。

　　

metadata = buildAutowiringMetadata(clazz);

　　

this.injectionMetadataCache.put(cacheKey, metadata);

　　

}

　　

}

　　

}

　　

returnmetadata;

　　

}

　　

　　

　　可以看到，上面有一个双检锁的设计，应该是防止并发情况下，多次创建InjectionMetadata对象。
再看第二行的具体逻辑，metadata.inject(bean, beanName, pvs);核心逻辑在AutowiredAnnotationBeanPostProcessor的626行，inject方法中。重点就是下面的代码。找到这个待注入的homeService对。
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