@Autowired注解的底层原理

Spring框架的便利让我们很容易地使用@Autowired注解实现依赖注入，本篇将深入Spring源码解析@Autowired注解的工作原理。

一、@Autowired注解的作用

1. @Autowired 是一个注释，它可以对类成员变量、方法及构造函数进行标注，让 spring 完成 bean 自动装配的工作。

2. @Autowired 默认是按照类去匹配，配合 @Qualifier 指定按照名称去装配 bean。

 

二、@Autowired注解的用法

标注在方法上：@Bean+方法参数，参数从容器中获取，默认不写@Autowired效果是一样的，都能自动装配
标注在构造器上：如果组件上只有一个有参构造，这个有参构造的@Autowired可以省略，参数位置的组件还是可以自动从容器中获取

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// Source code recreated from a .class file by IntelliJ IDEA
// (powered by Fernflower decompiler)
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package org.springframework.beans.factory.annotation;

import java.lang.annotation.Documented;
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;

@Target({ElementType.CONSTRUCTOR, ElementType.METHOD, ElementType.PARAMETER, ElementType.FIELD, ElementType.ANNOTATION_TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface Autowired {
    boolean required() default true;
}

 三、@Autowired注解的自动装配

@Autowired自动注入：

1. 默认优先按照类型去容器中找对应的组件：applicationContext.getBean()
2. 如果找到多个相同类型的组件，再将属性的名称作为组件的ID去容器中查找

四、@Autowired注解的源码分析

@Autowired注解的作用是由AutowiredAnnotationBeanPostProcessor实现的，查看该类的源码会发现它实现了MergedBeanDefinitionPostProcessor接口，进而实现了接口中的postProcessMergedBeanDefinition方法，其中的核心处理代码如下:

private InjectionMetadata buildAutowiringMetadata(final Class<?> clazz) {
		LinkedList<InjectionMetadata.InjectedElement> elements = new LinkedList<>();
		// 需要处理的目标类
		Class<?> targetClass = clazz;

		do {
			final LinkedList<InjectionMetadata.InjectedElement> currElements = new LinkedList<>();

			// 通过反射获取该类所有的字段，并遍历每一个字段，并通过方法findAutowiredAnnotation遍历每一个字段的所用注解，并如果用autowired修饰了，则返回auotowired相关属性
			ReflectionUtils.doWithLocalFields(targetClass, field -> {
				AnnotationAttributes ann = findAutowiredAnnotation(field);
				if (ann != null) {
					if (Modifier.isStatic(field.getModifiers())) {
						if (logger.isWarnEnabled()) {
							logger.warn("Autowired annotation is not supported on static fields: " + field);
						}
						return;
					}
					boolean required = determineRequiredStatus(ann);
					currElements.add(new AutowiredFieldElement(field, required));
				}
			});

			ReflectionUtils.doWithLocalMethods(targetClass, method -> {
				Method bridgedMethod = BridgeMethodResolver.findBridgedMethod(method);
				if (!BridgeMethodResolver.isVisibilityBridgeMethodPair(method, bridgedMethod)) {
					return;
				}
				AnnotationAttributes ann = findAutowiredAnnotation(bridgedMethod);
				if (ann != null && method.equals(ClassUtils.getMostSpecificMethod(method, clazz))) {
					if (Modifier.isStatic(method.getModifiers())) {
						if (logger.isWarnEnabled()) {
							logger.warn("Autowired annotation is not supported on static methods: " + method);
						}
						return;
					}
					if (method.getParameterCount() == 0) {
						if (logger.isWarnEnabled()) {
							logger.warn("Autowired annotation should only be used on methods with parameters: " +
									method);
						}
					}
					boolean required = determineRequiredStatus(ann);
					PropertyDescriptor pd = BeanUtils.findPropertyForMethod(bridgedMethod, clazz);
					currElements.add(new AutowiredMethodElement(method, required, pd));
				}
			});
			//有多个@Autowired修饰的注解，都加在currElements这个容器里面，一起处理
			elements.addAll(0, currElements);
			targetClass = targetClass.getSuperclass();
		}
		while (targetClass != null && targetClass != Object.class);

		return new InjectionMetadata(clazz, elements);
	}

@Autowired注解正是通过postProcessMergedBeanDefinition这个方法实现注入类型的预解析，将需要依赖注入的属性信息封装到InjectionMetadata类中，最后这个方法返回的就是包含所有带有autowire注解修饰的一个InjectionMetadata集合。这个类由两部分组成:

public InjectionMetadata(Class<?> targetClass, Collection<InjectionMetadata.InjectedElement> elements) {
    this.targetClass = targetClass;
    this.injectedElements = elements;
}

一是我们处理的目标类，二就是上述方法获取到的所以elements集合。

有了目标类，与所有需要注入的元素集合之后，我们就可以实现autowired的依赖注入逻辑了，实现的方法如下:

public PropertyValues postProcessPropertyValues(PropertyValues pvs, PropertyDescriptor[] pds, Object bean, String beanName) {
    if (!this.validatedBeanNames.contains(beanName)) {
        if (!this.shouldSkip(this.beanFactory, beanName)) {
            List<String> invalidProperties = new ArrayList();
            PropertyDescriptor[] var6 = pds;
            int var7 = pds.length;
 
            for(int var8 = 0; var8 < var7; ++var8) {
                PropertyDescriptor pd = var6[var8];
                if (this.isRequiredProperty(pd) && !pvs.contains(pd.getName())) {
                    invalidProperties.add(pd.getName());
                }
            }
 
            if (!invalidProperties.isEmpty()) {
                throw new BeanInitializationException(this.buildExceptionMessage(invalidProperties, beanName));
            }
        }
 
        this.validatedBeanNames.add(beanName);
    }
 
    return pvs;
}

它调用的方法是InjectionMetadata中定义的inject方法，如下：

public void inject(Object target, @Nullable String beanName, @Nullable PropertyValues pvs) throws Throwable {
    Collection<InjectionMetadata.InjectedElement> checkedElements = this.checkedElements;
    Collection<InjectionMetadata.InjectedElement> elementsToIterate = checkedElements != null ? checkedElements : this.injectedElements;
    if (!((Collection)elementsToIterate).isEmpty()) {
        Iterator var6 = ((Collection)elementsToIterate).iterator();
 
        while(var6.hasNext()) {
            InjectionMetadata.InjectedElement element = (InjectionMetadata.InjectedElement)var6.next();
            element.inject(target, beanName, pvs);
        }
    }
}

其逻辑就是遍历，然后调用inject方法，inject方法其实现逻辑如下:

protected void inject(Object target, @Nullable String requestingBeanName, @Nullable PropertyValues pvs) throws Throwable {
    if (this.isField) {
        Field field = (Field)this.member;
        // 通过反射对对象进行实例化和赋值
        ReflectionUtils.makeAccessible(field);
        field.set(target, this.getResourceToInject(target, requestingBeanName));
    } else {
        if (this.checkPropertySkipping(pvs)) {
            return;
        }
 
        try {
            Method method = (Method)this.member;
            ReflectionUtils.makeAccessible(method);
            method.invoke(target, this.getResourceToInject(target, requestingBeanName));
        } catch (InvocationTargetException var5) {
            throw var5.getTargetException();
        }
    }
}

这里使用了反射技术，是分成字段和方法去处理的。调用了makeAccessible这样的可以称之为暴力破解的方法，通过反射技术对对象进行实例化和赋值。getResourceToInject方法的参数就是要注入的bean的名字，这个方法就是根据这个bean的名字去拿到它。