6.Spring之依赖注入源码解析（上）

依赖注入底层原理流程图：

Spring中到底有几种依赖注入的方式？

首先分两种：

1. 手动注入
2. 自动注入

手动注入

在XML中定义Bean时，就是手动注入，因为是程序员手动给某个属性指定了值。

<bean name="userService" class="com.luban.service.UserService">
	<property name="orderService" ref="orderService"/>
</bean>
1
2
3

上面这种底层是通过set方法进行注入。

<bean name="userService" class="com.luban.service.UserService">
	<constructor-arg index="0" ref="orderService"/>
</bean>
1
2
3

上面这种底层是通过构造方法进行注入。

所以手动注入的底层也就是分为两种：

1. set方法注入
2. 构造方法注入

自动注入

自动注入又分为两种：

1. XML的autowire自动注入
2. @Autowired注解的自动注入

XML的autowire自动注入

在XML中，我们可以在定义一个Bean时去指定这个Bean的自动注入模式：

1. byType
2. byName
3. constructor
4. default
5. no

比如：

<bean id="userService" class="com.luban.service.UserService" autowire="byType"/>
1

这么写，表示Spring会自动的给userService中所有的属性自动赋值（不需要这个属性上有@Autowired注解，但需要这个属性有对应的set方法）。

在创建Bean的过程中，在填充属性时，Spring会去解析当前类，把当前类的所有****方法都解析出来，Spring会去解析每个方法得到对应的PropertyDescriptor对象，PropertyDescriptor中有几个属性：

1. name：这个name并不是方法的名字，而是拿方法名字进过处理后的名字

2. 1. 如果方法名字以“get”开头，比如“getXXX”,那么name=XXX
   2. 如果方法名字以“is”开头，比如“isXXX”,那么name=XXX
   3. 如果方法名字以“set”开头，比如“setXXX”,那么name=XXX

3. readMethodRef：表示get方法的Method对象的引用

4. readMethodName：表示get方法的名字

5. **writeMethodRef：**表示set方法的Method对象的引用

6. **writeMethodName：**表示set方法的名字

7. propertyTypeRef：如果有get方法那么对应的就是返回值的类型，如果是set方法那么对应的就是set方法中唯一参数的类型

get方法的定义是： 方法参数个数为0个，并且 （方法名字以"get"开头 或者 方法名字以"is"开头并且方法的返回类型为boolean）

**set方法的定义是：**方法参数个数为1个，并且 （方法名字以"set"开头并且方法返回类型为void）

所以，Spring在通过byName的自动填充属性时流程是：

1. 找到所有set方法所对应的XXX部分的名字
2. 根据XXX部分的名字去获取bean

Spring在通过byType的自动填充属性时流程是：

1. 获取到set方法中的唯一参数的参数类型，并且根据该类型去容器中获取bean
2. 如果找到多个，会报错。

以上，分析了autowire的byType和byName情况，那么接下来分析constructor，constructor表示通过构造方法注入，其实这种情况就比较简单了，没有byType和byName那么复杂。

如果是constructor，那么就可以不写set方法了，当某个bean是通过构造方法来注入时，spring利用构造方法的参数信息从Spring容器中去找bean，找到bean之后作为参数传给构造方法，从而实例化得到一个bean对象，并完成属性赋值（属性赋值的代码得程序员来写）。

我们这里先不考虑一个类有多个构造方法的情况，后面单独讲推断构造方法。我们这里只考虑只有一个有参构造方法。

其实构造方法注入相当于byType+byName，普通的byType是根据set方法中的参数类型去找bean，找到多个会报错，而constructor就是通过构造方法中的参数类型去找bean，如果找到多个会根据参数名确定。

另外两个：

1. no，表示关闭autowire
2. default，表示默认值，我们一直演示的某个bean的autowire，而也可以直接在标签中设置autowire，如果设置了，那么标签中设置的autowire如果为default，那么则会用标签中设置的autowire。

可以发现XML中的自动注入是挺强大的，那么问题来了，为什么我们平时都是用的@Autowired注解呢？而没有用上文说的这种自动注入方式呢？

@Autowired注解相当于XML中的autowire属性的注解方式的替代。这是在官网上有提到的。

Essentially, the @Autowired annotation provides the same capabilities as described in Autowiring Collaborators but with more fine-grained control and wider applicability
1

翻译一下：

从本质上讲，@Autowired注解提供了与autowire相同的功能，但是拥有更细粒度的控制和更广泛的适用性。

注意：更细粒度的控制。

XML中的autowire控制的是整个bean的所有属性，而@Autowired注解是直接写在某个属性、某个set方法、某个构造方法上的。

再举个例子，如果一个类有多个构造方法，那么如果用XML的autowire=constructor，你无法控制到底用哪个构造方法，而你可以用@Autowired注解来直接指定你想用哪个构造方法。

同时，用@Autowired注解，还可以控制，哪些属性想被自动注入，哪些属性不想，这也是细粒度的控制。

但是@Autowired无法区分byType和byName，@Autowired是先byType，如果找到多个则byName。

那么XML的自动注入底层其实也就是:

1. set方法注入
2. 构造方法注入

@Autowired注解的自动注入

上文说了@Autowired注解，是byType和byName的结合。

@Autowired注解可以写在：

1. 属性上：先根据属性类型去找Bean，如果找到多个再根据属性名确定一个
2. 构造方法上：先根据方法参数类型去找Bean，如果找到多个再根据参数名确定一个
3. set方法上：先根据方法参数类型去找Bean，如果找到多个再根据参数名确定一个

而这种底层到了：

1. 属性注入
2. set方法注入
3. 构造方法注入

寻找注入点

在创建一个Bean的过程中，Spring会利用AutowiredAnnotationBeanPostProcessor的**postProcessMergedBeanDefinition()**找出注入点并缓存，找注入点的流程为：

1. 遍历当前类的所有的属性字段Field
2. 查看字段上是否存在@Autowired、@Value、@Inject中的其中任意一个，存在则认为该字段是一个注入点
3. 如果字段是static的，则不进行注入
4. 获取@Autowired中的required属性的值
5. 将字段信息构造成一个AutowiredFieldElement对象，作为一个注入点对象添加到currElements集合中。
6. 遍历当前类的所有方法Method
7. 判断当前Method是否是桥接方法，如果是找到原方法
8. 查看方法上是否存在@Autowired、@Value、@Inject中的其中任意一个，存在则认为该方法是一个注入点
9. 如果方法是static的，则不进行注入
10. 获取@Autowired中的required属性的值
11. 将方法信息构造成一个AutowiredMethodElement对象，作为一个注入点对象添加到currElements集合中。
12. 遍历完当前类的字段和方法后，将遍历父类的，直到没有父类。
13. 最后将currElements集合封装成一个InjectionMetadata对象，作为当前Bean对于的注入点集合对象，并缓存。

static的字段或方法为什么不支持

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


}
1
2
3
4
5
6

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

	@Autowired
	private static OrderService orderService;

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

}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

看上面代码，UserService和OrderService都是原型Bean，假设Spring支持static字段进行自动注入，那么现在调用两次

1. UserService userService1 = context.getBean(“userService”)
2. UserService userService2 = context.getBean(“userService”)

问此时，userService1的orderService值是什么？还是它自己注入的值吗？

答案是不是，一旦userService2 创建好了之后，static orderService字段的值就发生了修改了，从而出现bug。

桥接方法

public interface UserInterface<T> {
	void setOrderService(T t);
}
1
2
3

@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");
	}

}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16

UserService对应的字节码为：

// 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
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72

可以看到在UserSerivce的字节码中有两个setOrderService方法：

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

并且都是存在@Autowired注解的。

所以在Spring中需要处理这种情况，当遍历到桥接方法时，得找到原方法。

注入点进行注入

Spring在AutowiredAnnotationBeanPostProcessor的**postProcessProperties()**方法中，会遍历所找到的注入点依次进行注入。

字段注入

1. 遍历所有的AutowiredFieldElement对象。
2. 将对应的字段封装为DependencyDescriptor对象。
3. 调用BeanFactory的resolveDependency()方法，传入DependencyDescriptor对象，进行依赖查找，找到当前字段所匹配的Bean对象。
4. 将DependencyDescriptor对象和所找到的结果对象beanName封装成一个ShortcutDependencyDescriptor对象作为缓存，比如如果当前Bean是原型Bean，那么下次再来创建该Bean时，就可以直接拿缓存的结果对象beanName去BeanFactory中去那bean对象了，不用再次进行查找了
5. 利用反射将结果对象赋值给字段。

Set方法注入

1. 遍历所有的AutowiredMethodElement对象
2. 遍历将对应的方法的参数，将每个参数封装成MethodParameter对象
3. 将MethodParameter对象封装为DependencyDescriptor对象
4. 调用BeanFactory的resolveDependency()方法，传入DependencyDescriptor对象，进行依赖查找，找到当前方法参数所匹配的Bean对象。
5. 将DependencyDescriptor对象和所找到的结果对象beanName封装成一个ShortcutDependencyDescriptor对象作为缓存，比如如果当前Bean是原型Bean，那么下次再来创建该Bean时，就可以直接拿缓存的结果对象beanName去BeanFactory中去那bean对象了，不用再次进行查找了

Set方法注入

1. 遍历所有的AutowiredMethodElement对象
2. 遍历将对应的方法的参数，将每个参数封装成MethodParameter对象
3. 将MethodParameter对象封装为DependencyDescriptor对象
4. 调用BeanFactory的resolveDependency()方法，传入DependencyDescriptor对象，进行依赖查找，找到当前方法参数所匹配的Bean对象。
5. 将DependencyDescriptor对象和所找到的结果对象beanName封装成一个ShortcutDependencyDescriptor对象作为缓存，比如如果当前Bean是原型Bean，那么下次再来创建该Bean时，就可以直接拿缓存的结果对象beanName去BeanFactory中去那bean对象了，不用再次进行查找了
6. 利用反射将找到的所有结果对象传给当前方法，并执行。