4.Spring之依賴注入源碼解析

Spring中到底有幾種依賴注入的方式？

首先分兩種：

手動注入
自動注入

手動注入

在XML中定義Bean時，就是手動注入，因爲是程序員手動給某個屬性指定了值。

<bean name="userService" class="com.luban.service.UserService">
	<property name="orderService" ref="orderService"/>
</bean>

上面這種底層是通過set方法進行注入。

<bean name="userService" class="com.luban.service.UserService">
	<constructor-arg index="0" ref="orderService"/>
</bean>

上面這種底層是通過構造方法進行注入。

所以手動注入的底層也就是分爲兩種：

set方法注入
構造方法注入

自動注入

自動注入又分爲兩種：

XML的autowire自動注入
@Autowired註解的自動注入

XML的autowire自動注入

在XML中，我們可以在定義一個Bean時去指定這個Bean的自動注入模式：

byType
byName
constructor
default
no

比如：

<bean id="userService" class="com.luban.service.UserService" autowire="byType"/>

這麼寫，表示Spring會自動的給userService中所有的屬性自動賦值（不需要這個屬性上有@Autowired註解，但需要這個屬性有對應的set方法）。

在創建Bean的過程中，在填充屬性時，Spring會去解析當前類，把當前類的所有方法都解析出來，Spring會去解析每個方法得到對應的PropertyDescriptor對象，PropertyDescriptor中有幾個屬性：

name：這個name並不是方法的名字，而是拿方法名字進過處理後的名字

如果方法名字以“get”開頭，比如“getXXX”,那麼name=XXX
如果方法名字以“is”開頭，比如“isXXX”,那麼name=XXX
如果方法名字以“set”開頭，比如“setXXX”,那麼name=XXX

readMethodRef：表示get方法的Method對象的引用
readMethodName：表示get方法的名字
writeMethodRef：表示set方法的Method對象的引用
writeMethodName：表示set方法的名字
propertyTypeRef：如果有get方法那麼對應的就是返回值的類型，如果是set方法那麼對應的就是set方法中唯一參數的類型

get方法的定義是：

set方法的定義是：方法參數個數爲1個，並且（方法名字以"set"開頭並且方法返回類型爲void）

所以，Spring在通過byName的自動填充屬性時流程是：

找到所有set方法所對應的XXX部分的名字
根據XXX部分的名字去獲取bean

Spring在通過byType的自動填充屬性時流程是：

獲取到set方法中的唯一參數的參數類型，並且根據該類型去容器中獲取bean
如果找到多個，會報錯。

以上，分析了autowire的byType和byName情況，那麼接下來分析constructor，constructor表示通過構造方法注入，其實這種情況就比較簡單了，沒有byType和byName那麼複雜。

如果是constructor，那麼就可以不寫set方法了，當某個bean是通過構造方法來注入時，spring利用構造方法的參數信息從Spring容器中去找bean，找到bean之後作爲參數傳給構造方法，從而實例化得到一個bean對象，並完成屬性賦值（屬性賦值的代碼得程序員來寫）。

我們這裏先不考慮一個類有多個構造方法的情況，後面單獨講推斷構造方法。我們這裏只考慮只有一個有參構造方法。

其實構造方法注入相當於byType+byName，普通的byType是根據set方法中的參數類型去找bean，找到多個會報錯，而constructor就是通過構造方法中的參數類型去找bean，如果找到多個會根據參數名確定。

另外兩個：

no，表示關閉autowire
default，表示默認值，我們一直演示的某個bean的autowire，而也可以直接在<beans>標籤中設置autowire，如果設置了，那麼<bean>標籤中設置的autowire如果爲default，那麼則會用<beans>標籤中設置的autowire。

可以發現XML中的自動注入是挺強大的，那麼問題來了，爲什麼我們平時都是用的@Autowired註解呢？而沒有用上文說的這種自動注入方式呢？

@Autowired註解相當於XML中的autowire屬性的註解方式的替代。這是在官網上有提到的。

Essentially, the @Autowired annotation provides the same capabilities as described in Autowiring Collaborators but with more fine-grained control and wider applicability

翻譯一下：

從本質上講，@Autowired註解提供了與autowire相同的功能，但是擁有更細粒度的控制和更廣泛的適用性。

注意：更細粒度的控制。

XML中的autowire控制的是整個bean的所有屬性，而@Autowired註解是直接寫在某個屬性、某個set方法、某個構造方法上的。

再舉個例子，如果一個類有多個構造方法，那麼如果用XML的autowire=constructor，你無法控制到底用哪個構造方法，而你可以用@Autowired註解來直接指定你想用哪個構造方法。

同時，用@Autowired註解，還可以控制，哪些屬性想被自動注入，哪些屬性不想，這也是細粒度的控制。

但是@Autowired無法區分byType和byName，@Autowired是先byType，如果找到多個則byName。

那麼XML的自動注入底層其實也就是:

set方法注入
構造方法注入

@Autowired註解的自動注入

上文說了@Autowired註解，是byType和byName的結合。

@Autowired註解可以寫在：

屬性上：先根據屬性類型去找Bean，如果找到多個再根據屬性名確定一個
構造方法上：先根據方法參數類型去找Bean，如果找到多個再根據參數名確定一個
set方法上：先根據方法參數類型去找Bean，如果找到多個再根據參數名確定一個

而這種底層到了：

屬性注入
set方法注入
構造方法注入

尋找注入點

在創建一個Bean的過程中，Spring會利用AutowiredAnnotationBeanPostProcessor的postProcessMergedBeanDefinition()找出注入點並緩存，找注入點的流程爲：

遍歷當前類的所有的屬性字段Field
查看字段上是否存在@Autowired、@Value、@Inject中的其中任意一個，存在則認爲該字段是一個注入點
如果字段是static的，則不進行注入
獲取@Autowired中的required屬性的值
將字段信息構造成一個AutowiredFieldElement對象，作爲一個注入點對象添加到currElements集合中。
遍歷當前類的所有方法Method
判斷當前Method是否是橋接方法，如果是找到原方法
查看方法上是否存在@Autowired、@Value、@Inject中的其中任意一個，存在則認爲該方法是一個注入點
如果方法是static的，則不進行注入
獲取@Autowired中的required屬性的值
將方法信息構造成一個AutowiredMethodElement對象，作爲一個注入點對象添加到currElements集合中。
遍歷完當前類的字段和方法後，將遍歷父類的，直到沒有父類。
最後將currElements集合封裝成一個InjectionMetadata對象，作爲當前Bean對於的注入點集合對象，並緩存。

static的字段或方法爲什麼不支持

@Component
@Scope("prototype")
public class OrderService {


}

@Component
@Scope("prototype")
public class UserService  {

	@Autowired
	private static OrderService orderService;

	public void test() {
		System.out.println("test123");
	}

}

看上面代碼，UserService和OrderService都是原型Bean，假設Spring支持static字段進行自動注入，那麼現在調用兩次

UserService userService1 = context.getBean("userService")
UserService userService2 = context.getBean("userService")

問此時，userService1的orderService值是什麼？還是它自己注入的值嗎？

答案是不是，一旦userService2 創建好了之後，static orderService字段的值就發生了修改了，從而出現bug。

橋接方法

public interface UserInterface<T> {
	void setOrderService(T t);
}

@Component
public class UserService implements UserInterface<OrderService> {

	private OrderService orderService;

	@Override
	@Autowired
	public void setOrderService(OrderService orderService) {
		this.orderService = orderService;
	}

	public void test() {
		System.out.println("test123");
	}

}

UserService對應的字節碼爲：

// class version 52.0 (52)
// access flags 0x21
// signature Ljava/lang/Object;Lcom/zhouyu/service/UserInterface<Lcom/zhouyu/service/OrderService;>;
// declaration: com/zhouyu/service/UserService implements com.zhouyu.service.UserInterface<com.zhouyu.service.OrderService>
public class com/zhouyu/service/UserService implements com/zhouyu/service/UserInterface {

  // compiled from: UserService.java

  @Lorg/springframework/stereotype/Component;()

  // access flags 0x2
  private Lcom/zhouyu/service/OrderService; orderService

  // access flags 0x1
  public <init>()V
   L0
    LINENUMBER 12 L0
    ALOAD 0
    INVOKESPECIAL java/lang/Object.<init> ()V
    RETURN
   L1
    LOCALVARIABLE this Lcom/zhouyu/service/UserService; L0 L1 0
    MAXSTACK = 1
    MAXLOCALS = 1

  // access flags 0x1
  public setOrderService(Lcom/zhouyu/service/OrderService;)V
  @Lorg/springframework/beans/factory/annotation/Autowired;()
   L0
    LINENUMBER 19 L0
    ALOAD 0
    ALOAD 1
    PUTFIELD com/zhouyu/service/UserService.orderService : Lcom/zhouyu/service/OrderService;
   L1
    LINENUMBER 20 L1
    RETURN
   L2
    LOCALVARIABLE this Lcom/zhouyu/service/UserService; L0 L2 0
    LOCALVARIABLE orderService Lcom/zhouyu/service/OrderService; L0 L2 1
    MAXSTACK = 2
    MAXLOCALS = 2

  // access flags 0x1
  public test()V
   L0
    LINENUMBER 23 L0
    GETSTATIC java/lang/System.out : Ljava/io/PrintStream;
    LDC "test123"
    INVOKEVIRTUAL java/io/PrintStream.println (Ljava/lang/String;)V
   L1
    LINENUMBER 24 L1
    RETURN
   L2
    LOCALVARIABLE this Lcom/zhouyu/service/UserService; L0 L2 0
    MAXSTACK = 2
    MAXLOCALS = 1

  // access flags 0x1041
  public synthetic bridge setOrderService(Ljava/lang/Object;)V
  @Lorg/springframework/beans/factory/annotation/Autowired;()
   L0
    LINENUMBER 11 L0
    ALOAD 0
    ALOAD 1
    CHECKCAST com/zhouyu/service/OrderService
    INVOKEVIRTUAL com/zhouyu/service/UserService.setOrderService (Lcom/zhouyu/service/OrderService;)V
    RETURN
   L1
    LOCALVARIABLE this Lcom/zhouyu/service/UserService; L0 L1 0
    MAXSTACK = 2
    MAXLOCALS = 2
}

可以看到在UserSerivce的字節碼中有兩個setOrderService方法：

public setOrderService(Lcom/zhouyu/service/OrderService;)V
public synthetic bridge setOrderService(Ljava/lang/Object;)V

並且都是存在@Autowired註解的。

所以在Spring中需要處理這種情況，當遍歷到橋接方法時，得找到原方法。

注入點進行注入

Spring在AutowiredAnnotationBeanPostProcessor的postProcessProperties()方法中，會遍歷所找到的注入點依次進行注入。

字段注入

遍歷所有的AutowiredFieldElement對象。
將對應的字段封裝爲DependencyDescriptor對象。
調用BeanFactory的resolveDependency()方法，傳入DependencyDescriptor對象，進行依賴查找，找到當前字段所匹配的Bean對象。
將DependencyDescriptor對象和所找到的結果對象beanName封裝成一個ShortcutDependencyDescriptor對象作爲緩存，比如如果當前Bean是原型Bean，那麼下次再來創建該Bean時，就可以直接拿緩存的結果對象beanName去BeanFactory中去那bean對象了，不用再次進行查找了
利用反射將結果對象賦值給字段。

Set方法注入

遍歷所有的AutowiredMethodElement對象
遍歷將對應的方法的參數，將每個參數封裝成MethodParameter對象
將MethodParameter對象封裝爲DependencyDescriptor對象
調用BeanFactory的resolveDependency()方法，傳入DependencyDescriptor對象，進行依賴查找，找到當前方法參數所匹配的Bean對象。
將DependencyDescriptor對象和所找到的結果對象beanName封裝成一個ShortcutDependencyDescriptor對象作爲緩存，比如如果當前Bean是原型Bean，那麼下次再來創建該Bean時，就可以直接拿緩存的結果對象beanName去BeanFactory中去那bean對象了，不用再次進行查找了
利用反射將找到的所有結果對象傳給當前方法，並執行。

上面的內容我們講了Spring中的自動注入(byName,byType)和@Autowired註解的工作原理以及源碼分析，下面我們繼續看剩下的核心的方法：

@Nullable
Object resolveDependency(DependencyDescriptor descriptor, @Nullable String requestingBeanName,
		@Nullable Set<String> autowiredBeanNames, @Nullable TypeConverter typeConverter) throws BeansException;

該方法表示，傳入一個依賴描述（DependencyDescriptor），該方法會根據該依賴描述從BeanFactory中找出對應的唯一的一個Bean對象。

下面來分析一下DefaultListableBeanFactory中resolveDependency()方法的具體實現，具體流程圖：

https://www.processon.com/view/link/5f8d3c895653bb06ef076688

findAutowireCandidates()實現

根據類型找beanName的底層流程：https://www.processon.com/view/link/6135bb430e3e7412ecd5d1f2

對應執行流程圖爲：https://www.processon.com/view/link/5f8fdfa8e401fd06fd984f20

找出BeanFactory中類型爲type的所有的Bean的名字，注意是名字，而不是Bean對象，因爲我們可以根據BeanDefinition就能判斷和當前type是不是匹配，不用生成Bean對象
把resolvableDependencies中key爲type的對象找出來並添加到result中
遍歷根據type找出的beanName，判斷當前beanName對應的Bean是不是能夠被自動注入
先判斷beanName對應的BeanDefinition中的autowireCandidate屬性，如果爲false，表示不能用來進行自動注入，如果爲true則繼續進行判斷
判斷當前type是不是泛型，如果是泛型是會把容器中所有的beanName找出來的，如果是這種情況，那麼在這一步中就要獲取到泛型的真正類型，然後進行匹配，如果當前beanName和當前泛型對應的真實類型匹配，那麼則繼續判斷
如果當前DependencyDescriptor上存在@Qualifier註解，那麼則要判斷當前beanName上是否定義了Qualifier，並且是否和當前DependencyDescriptor上的Qualifier相等，相等則匹配
經過上述驗證之後，當前beanName才能成爲一個可注入的，添加到result中

關於依賴注入中泛型注入的實現

首先在Java反射中，有一個Type接口，表示類型，具體分類爲：

raw types：也就是普通Class
parameterized types：對應ParameterizedType接口，泛型類型
array types：對應GenericArrayType，泛型數組
type variables：對應TypeVariable接口，表示類型變量，也就是所定義的泛型，比如T、K
primitive types：基本類型，int、boolean

大家可以好好看看下面代碼所打印的結果：

public class TypeTest<T> {

	private int i;
	private Integer it;
	private int[] iarray;
	private List list;
	private List<String> slist;
	private List<T> tlist;
	private T t;
	private T[] tarray;

	public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException {

		test(TypeTest.class.getDeclaredField("i"));
		System.out.println("=======");
		test(TypeTest.class.getDeclaredField("it"));
		System.out.println("=======");
		test(TypeTest.class.getDeclaredField("iarray"));
		System.out.println("=======");
		test(TypeTest.class.getDeclaredField("list"));
		System.out.println("=======");
		test(TypeTest.class.getDeclaredField("slist"));
		System.out.println("=======");
		test(TypeTest.class.getDeclaredField("tlist"));
		System.out.println("=======");
		test(TypeTest.class.getDeclaredField("t"));
		System.out.println("=======");
		test(TypeTest.class.getDeclaredField("tarray"));

	}

	public static void test(Field field) {

		if (field.getType().isPrimitive()) {
			System.out.println(field.getName() + "是基本數據類型");
		} else {
			System.out.println(field.getName() + "不是基本數據類型");
		}

		if (field.getGenericType() instanceof ParameterizedType) {
			System.out.println(field.getName() + "是泛型類型");
		} else {
			System.out.println(field.getName() + "不是泛型類型");
		}

		if (field.getType().isArray()) {
			System.out.println(field.getName() + "是普通數組");
		} else {
			System.out.println(field.getName() + "不是普通數組");
		}

		if (field.getGenericType() instanceof GenericArrayType) {
			System.out.println(field.getName() + "是泛型數組");
		} else {
			System.out.println(field.getName() + "不是泛型數組");
		}

		if (field.getGenericType() instanceof TypeVariable) {
			System.out.println(field.getName() + "是泛型變量");
		} else {
			System.out.println(field.getName() + "不是泛型變量");
		}

	}

}

Spring中，但注入點是一個泛型時，也是會進行處理的，比如：

@Component
public class UserService extends BaseService<OrderService, StockService> {

	public void test() {
		System.out.println(o);
	}

}

public class BaseService<O, S> {

	@Autowired
	protected O o;

	@Autowired
	protected S s;
}

Spring掃描時發現UserService是一個Bean
那就取出注入點，也就是BaseService中的兩個屬性o、s
接下來需要按注入點類型進行注入，但是o和s都是泛型，所以Spring需要確定o和s的具體類型。
因爲當前正在創建的是UserService的Bean，所以可以通過userService.getClass().getGenericSuperclass().getTypeName()獲取到具體的泛型信息，比如com.zhouyu.service.BaseService<com.zhouyu.service.OrderService, com.zhouyu.service.StockService>
然後再拿到UserService的父類BaseService的泛型變量：for (TypeVariable<? extends Class<?>> typeParameter : userService.getClass().getSuperclass().getTypeParameters()) { System.out.println(typeParameter.getName()); }
通過上面兩段代碼，就能知道，o對應的具體就是OrderService，s對應的具體類型就是StockService
然後再調用oField.getGenericType()就知道當前field使用的是哪個泛型，就能知道具體類型了

@Qualifier的使用

定義兩個註解：

@Target({ElementType.TYPE, ElementType.FIELD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Qualifier("random")
public @interface Random {
}

@Target({ElementType.TYPE, ElementType.FIELD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Qualifier("roundRobin")
public @interface RoundRobin {
}

定義一個接口和兩個實現類，表示負載均衡：

public interface LoadBalance {
	String select();
}

@Component
@Random
public class RandomStrategy implements LoadBalance {

	@Override
	public String select() {
		return null;
	}
}

@Component
@RoundRobin
public class RoundRobinStrategy implements LoadBalance {

	@Override
	public String select() {
		return null;
	}
}

使用：

@Component
public class UserService  {

	@Autowired
	@RoundRobin
	private LoadBalance loadBalance;

	public void test() {
		System.out.println(loadBalance);
	}

}

@Resource

@Resource註解底層工作流程圖：

https://www.processon.com/view/link/5f91275f07912906db381f6e

本系列文章來自圖靈學院周瑜老師分享，本博客整理並搬運

4.Spring之依賴注入源碼解析

Spring中到底有幾種依賴注入的方式？

手動注入

自動注入

XML的autowire自動注入

@Autowired註解的自動注入

尋找注入點

static的字段或方法爲什麼不支持

橋接方法

注入點進行注入

字段注入

Set方法注入

findAutowireCandidates()實現

關於依賴注入中泛型注入的實現

@Qualifier的使用

@Resource

14.SpringMVC啓動與請求處理流程解析

通過代碼分析spring中bean生命週期的過程

13.Spring 6.0及SpringBoot 3.0新特性解析

12.Spring之事務底層源碼解析

11.Spring之AOP底層源碼解析（下）

https://yachay.unat.edu.pe/blog/index.php?comment_area=format_blog&comment_component=blog&comment_co

linux以太網驅動總結