Spring源碼分析：@Autowired注解原理分析

前言

關於@Autowired這個注解，我們再熟悉不過了，經常跟@Resource來做對比，這篇文章我們不討論兩者有何異同，僅分析@Autowired的原理（基於Spring5）。

問題

假如一個接口(IUserService)有兩個實現類，分別是(UserServiceImpl01)和(UserServiceImpl02)，在我們給類注入的時候，這樣寫(@Autowired private IUserService userService)會發生什么情況？答案肯定是報錯，那么原理呢？文字描述：因為首先@Autowired是按照類型注入的，也就是.class，但UserServiceImpl01和UserServiceImpl02都是IUserService類型的，於是Spring就會按照后面的名字(userService)在容器中查找，但發現根本沒有這個名字，因為兩個實現類在不指定名字情況下，就是首字母小寫的類名，然后拋出異常：expected single matching bean but found 2。。。

如何解決這類問題

1. 如果有兩個實現類，還要使用@Autowired注解，可以將userService改成我們指定的實現類名稱，比如UserServiceImpl01，或者不想改userService，可以加@Qualifier(value = "userServiceImpl01")，指定需要注入的實現類。
2. 使用@Resource注解，手動指定實現類名稱。

還有很多種方法，但基本思想都一樣，無非就是如何區分兩個同祖宗的兒子，既然根兒相同，那就只有指定名字了。

@Autowired原理

提到@Autowired我們一般都知道叫依賴注入

1. 什么是依賴注入？
2. 什么是注入，注到哪里？
3. 什么時候注入的？

什么是依賴注入？

依賴注入：Dependency Injection，簡稱DI，說白了就是利用反射機制為類的屬性賦值的操作。

什么是注入，注入到哪里？

注入就是為某個對象的外部資源賦值，注入某個對象所需要的外部資源（包括對象、資源、常量數據等）。IOC容器注入應用程序某個對象，應用程序所依賴的對象。

什么時候注入的？

在完成對象的創建，為對象變量進行賦值的時候進行注入（populate）。

源碼分析

1. 首先點開@Autowired，注釋上寫Please consult the javadoc for the AutowiredAnnotationBeanPostProcessor，讓我們去查閱這個類，看一下這個類的繼承關系樹，如下：

可見它間接實現InstantiationAwareBeanPostProcessor，就具備了實例化前后(而不是初始化前后)管理對象的能力，實現了BeanPostProcessor，具有初始化前后管理對象的能力，實現BeanFactoryAware，具備隨時拿到BeanFactory的能力，也就是說，這個AutowiredAnnotationBeanPostProcessor具備一切后置處理器的能力。

1. 容器在初始化的時候，后置處理器的初始化要優先於剩下自定義Bean(比如我們自定義的Service，Controller等等)的初始化的，我們自定義的Bean初始化是在finishBeanFactoryInitialization(beanFactory)這里完成的，來到AbstractApplicationContext的refresh()方法。
2. finishBeanFactoryInitialization(beanFactory)-->beanFactory.preInstantiateSingletons()-->getBean(beanName)-->doGetBean(beanName)-->來到AbstractBeanFactory第317行createBean(beanName, mbd, args)，來創建bean實例-->來到AbstractAutowireCapableBeanFactory第503行doCreateBean(beanName, mbdToUse, args)-->緊接着來到AbstractAutowireCapableBeanFactory的第543行，instanceWrapper = createBeanInstance(beanName, mbd, args)就已經把Bean實例創建出來了，只不過instanceWrapper是一個被包裝過了的bean，它里面的屬性還未賦實際值-->然后來到第555行applyMergedBeanDefinitionPostProcessors(mbd, beanType, beanName)，這一步的作用就是將所有的后置處理器拿出來，並且把名字叫beanName的類中的變量都封裝到InjectionMetadata的injectedElements集合里面，目的是以后從中獲取，挨個創建實例，通過反射注入到相應類中。

1. 緊接着來到AbstractAutowireCapableBeanFactory第588行populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper)-->點進去，來到AbstractAutowireCapableBeanFactory的第1347行，來循環遍歷所有的后置處理器for (BeanPostProcessor bp : getBeanPostProcessors())，從方法名字postProcessPropertyValues也能看出來，就是給屬性賦值，當bp是AutowiredAnnotationBeanPostProcessor的時候，進入postProcessPropertyValues方法，來到AutowiredAnnotationBeanPostProcessor的postProcessPropertyValues方法，如下：

首先找到需要注入的哪些元數據，然后metadata.inject（注入），注入方法點進去，來到InjectionMetadata的inject方法，在一個for循環里面依次執行element.inject(target, beanName, pvs)，來對屬性進行注入。

1. 進入element.inject(target, beanName, pvs)，注意，這里必須要debug才可以進入真正的方法。來到AutowiredAnnotationBeanPostProcessor的inject方法，

第584行，value = beanFactory.resolveDependency(desc, beanName, autowiredBeanNames, typeConverter)，由工廠解析這個依賴，進入，來到DefaultListableBeanFactory第1065行，result = doResolveDependency(descriptor, requestingBeanName, autowiredBeanNames, typeConverter)再次解析依賴，點擊進入，來到DefaultListableBeanFactory的doResolveDependency()方法，前面是一堆判斷，比較，查看屬性類型，這種類型的有幾個(matchingBeans)，如果只有一個匹配，那么來到第1138行，instanceCandidate = descriptor.resolveCandidate(autowiredBeanName, type, this)，進入這個方法，可以看到就是前面說的根據工廠來創建實例的過程了：beanFactory.getBean(beanName)，其中這個beanName就是屬性的名稱，當經過一系列操作完成屬性的實例化后，便來到AutowiredAnnotationBeanPostProcessor的第611行，利用反射為此對象賦值。這樣，對象的創建以及賦值就完成了。

總結

在容器啟動，為對象賦值的時候，遇到@Autowired注解，會用后置處理器機制，來創建屬性的實例，然后再利用反射機制，將實例化好的屬性，賦值給對象上，這就是Autowired的原理。