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前言
说起Spring的@Autowired注解，想必大家已经熟悉的不能再熟悉了。本文就针对此最常用的注解，梳理一下它的功能和原理，争取从源码的角度将此注解讲通，如有写的不准确的地方，欢迎各位园友拍砖。
注：此篇博文基于Spring5.1.10.RELEASE，SpringBoot2.1.9.RELEASE
正文
首先看一下@Autowired注解的源码
1 packageorg.springframework.beans.factory.annotation;2
3 importjava.lang.annotation.Documented;4 importjava.lang.annotation.ElementType;5 importjava.lang.annotation.Retention;6 importjava.lang.annotation.RetentionPolicy;7 importjava.lang.annotation.Target;8
9 @Target({ElementType.CONSTRUCTOR, ElementType.METHOD, ElementType.PARAMETER, ElementType.FIELD, ElementType.ANNOTATION_TYPE})10 @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)11 @Documented12 public @interfaceAutowired {13
14 /**
15 * Declares whether the annotated dependency is required.16 *
Defaults to {@codetrue}.17 */
18 boolean required() default true;19
20 }
可以看到，此注解运行时生效，且适用范围很广，从构造器，到方法，到参数、属性、注解，都可以加上@Autowired注解。它还有一个属性required，此属性用于控制如果找不到要依赖注入的对象时是否报错，默认true即默认找不到要注入的对象时会报错。下面我们慢慢梳理，将@Autowired的使用场景一一罗列出来。
一、普通用法，依赖注入成员变量
下面将要用的测试类贴出来，首先是接口
1 packagecom.mybokeyuan.springAutowiredDemo;2
3 public interfaceIndexInterface {4 }
再就是两个子类
1 packagecom.mybokeyuan.springAutowiredDemo;2
3 importorg.springframework.stereotype.Component;4
5 @Component6 public class IndexService implementsIndexInterface{7
8 }
1 packagecom.mybokeyuan.springAutowiredDemo;2
3 importorg.springframework.stereotype.Component;4
5 @Component6 public class OtherIndexService implementsIndexInterface{7
8 }
核心类(后续的各种场景演示均只基于此类进行改动)
1 packagecom.mybokeyuan.springAutowiredDemo;2
3 importorg.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;4 importorg.springframework.stereotype.Component;5
6 @Component7 public classMyService {8
9 @Autowired10 privateIndexService indexService;11
12 }
扫描配置类
1 packagecom.mybokeyuan.springAutowiredDemo;2
3 importorg.springframework.context.annotation.ComponentScan;4 importorg.springframework.context.annotation.Configuration;5
6 @Configuration7 @ComponentScan("com.mybokeyuan.springAutowiredDemo")8 public classAutowiredConfig {9 }
main方法类
1 packagecom.mybokeyuan.springAutowiredDemo.client;2
3 importcom.mybokeyuan.springAutowiredDemo.AutowiredConfig;4 importcom.mybokeyuan.springAutowiredDemo.MyService;5 importorg.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;6
7 public classDemoClientTest {8 public static voidmain(String[] args) {9 AnnotationConfigApplicationContext ac = new AnnotationConfigApplicationContext(AutowiredConfig.class);10 System.out.println(ac.getBean(MyService.class));11
12 }13 }
运行main方法时，如果在第10行打了断点，会看到MyService中的indexService属性已经依赖注入了值，这是我们最常使用@Autowired注解的场景。
二、依赖注入方法
MyService类如下所示
1 packagecom.mybokeyuan.springAutowiredDemo;2
3 importorg.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;4 importorg.springframework.context.ApplicationContext;5 importorg.springframework.stereotype.Component;6
7 importjava.util.List;8
9 @Component10 public classMyService {11
12 privateIndexService indexService;13
14 @Autowired15 public voidgetIndexInterf (IndexService index) {16 indexService =index;17 }18
19 @Autowired20 privateApplicationContext applicationContext;21
22 }
运行main方法后，会发现该类中的indexService完成了注入，这样的用法类似于set方法的功能。并且可以看到，applicationContext也注入了。所以往后就不要用ApplicationContextAware了，直接@Autowired轻快便捷的达到目的。
三、构造方法注入参数
MyService类如下所示：
1 packagecom.mybokeyuan.springAutowiredDemo;2
3 importorg.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;4 importorg.springframework.stereotype.Component;5
6 importjava.util.List;7
8 @Component9 public classMyService {10
11
12 privateIndexService indexService;13
14 private ListindexList;15
16 @Autowired17 public MyService (ListindexList, IndexService indexService) {18 this.indexList =indexList;19 this.indexService =indexService;20 }21 }
运行后会发现成员变量indexList和indexService中已经注入了值。此处需要注意一点，如果有两个自定义构造方法，两个都没加@Autowired注解，则会报错，因为Spring不知道你要用哪个构造方法初始化；
如果只有一个构造方法加了@Autowired注解，那么就会用这个构造方法初始化；同理，如果有多个构造方法都加了@Autowired注解，那么还是会报错。
四、注入Map、List等集合
在【一、普通用法】中的MyService里添加几个成员变量，如下所示：
1 packagecom.mybokeyuan.springAutowiredDemo;2
3 importorg.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;4 importorg.springframework.stereotype.Component;5
6 importjava.util.List;7 importjava.util.Map;8 importjava.util.Set;9
10 @Component11 public classMyService {12
13 @Autowired14 privateIndexService indexService;15
16 @Autowired17 private ListindexList;18
19 @Autowired20 private MapindexMap;21
22 @Autowired23 private SetindexSet;24 }
再次运行main方法，在断点中可以看到从Spring中获取到的MyService对象中，已经完成了对后面三个集合的依赖注入，如下图所示：
可以看到，IndexInterface接口的两个实现类全部注入到了集合中，且Map里面的key默认就是两个实现类各自的beanName。
五、源码分析
看了上面的各种使用场景，想必大家会对这个最熟悉的注解有了一丝陌生的感觉，不过不要紧，下面咱们慢慢来脱下TA的神秘衣服，对ta重新熟悉起来。我这里是以下面的MyService类为例子进行的源码debug分析。
1 packagecom.mybokeyuan.springAutowiredDemo;2
3 importorg.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;4 importorg.springframework.context.ApplicationContext;5 importorg.springframework.stereotype.Component;6
7 importjava.util.List;8
9 @Component10 public classMyService {11
12
13 privateIndexService indexService;14
15 private ListindexList;16
17 @Autowired18 public voidgetIndexInterf (IndexService index) {19 indexService =index;20 }21
22 @Autowired23 privateApplicationContext applicationContext;24
25 @Autowired26 public MyService (ListindexList) {27 this.indexList =indexList;28 }29 }
首先在AutowiredAnnotationBeanPostProcessor#postProcessProperties的方法中打上一个断点，然后右键断点加上条件过滤 beanName.equals("myService")，debug运行main方法，会在断点处停住，此时我们的调用栈是下图这样的：
相信对Spring源码有过了解的园友对调用栈中的方法都不陌生，从下往上看，先经过了refresh方法，在finishBeanFactoryInitialization方法中getBean，然后走getObject的时候触发bean的初始化。
bean的初始化是一个很复杂地方，在AbstractAutowireCapableBeanFactory#doCreateBean方法中，先创建一个BeanWrapper，它的内部成员变量wrappedObject中存放的就是实例化的MyService对象，只是此时未完成初始化，所以属性都是null(如下图所示)。再往后进入populateBean方法进行属性注入，这才逐渐逼近我们的目的地。
不过在进入populateBean之前，需要先去看一下前置方法，即BeanWrapper创建的方法createBeanInstance。Spring在这个方法中先推断出合适的构造方法，然后实例化bean。在推断构造方法的时候(AbstractAutowireCapableBeanFactory#determineConstructorsFromBeanPostProcessors方法中调用了AutowiredAnnotationBeanPostProcessor#determineCandidateConstructors方法进行的推断)，有一个筛选标准就是会根据是否有@Autowired注解来选择用哪个构造器，具体详见AutowiredAnnotationBeanPostProcessor#findAutowiredAnnotation方法，此方法如下所示，功能就是看看当前构造器上加没加注解。
1 @Nullable2 privateAnnotationAttributes findAutowiredAnnotation(AccessibleObject ao) {3 if (ao.getAnnotations().length > 0) { //autowiring annotations have to be local
4 for (Class extends Annotation> type : this.autowiredAnnotationTypes) {// 此集合中只有两个值，一个是Autowired注解，一个是Value注解5 AnnotationAttributes attributes =AnnotatedElementUtils.getMergedAnnotationAttributes(ao, type);6 if (attributes != null) {7 returnattributes;8 }9 }10 }11 return null;12 }
此处构造器的推断和属性注入，就是使用场景三【三、构造方法注入参数】中，@Autowired注解加在构造器上发挥的作用。
走完createBeanInstance方法得到的BeanWrapper中，可以看到属性wrappedObject中已经对indexList进行了依赖注入
进行到这里，有必要重新梳理清楚类构造器注入时的调用关系，示例的调用栈图如下所示：
1、在myService对象进行实例化调用构造器时，执行AbstractAutowireCapableBeanFactory#autowireConstructor方法；
2、进入到另一个类ConstructorResolver的autowireConstructor方法中；
2.1、调用同类下的resolveAutowiredArgument方法，该方法会调用DefaultListableBeanFactory下的resolveDependency方法，此方法会调用到findAutowireCandidates方法，在该方法中有如下代码
1 for(String candidate : candidateNames) {
2 if (!isSelfReference(beanName, candidate) &&isAutowireCandidate(candidate, descriptor)) {
3 addCandidateEntry(result, candidate, descriptor, requiredType);
4 }
5 }
其中的candidateNames就是构造器中要注入的对象名字indexService和otherIndexService，此处通过循环调用addCandidateEntry来获取这两个name对应的bean；
2.2、在DefaultListableBeanFactory的addCandidateEntry方法中，调到了DependencyDescriptor#resolveCandidate方法，在此方法中调用的getBean方法获取它的成员变量bean。
DependencyDescriptor#resolveCandidate方法如下所示：
1 public Object resolveCandidate(String beanName, Class>requiredType, BeanFactory beanFactory)
2 throwsBeansException {
3
4 returnbeanFactory.getBean(beanName);
5 }
然后又进入了下一次的getBean逻辑。此处就是这样完成的构造器方法参数注入。
下面进入populateBean中。看源码经过一个for循环和一个NAME或者TYPE模式的判断之后，进入了BeanPostProcessor的循环调用中，通过遍历后置处理器，调用了AutowiredAnnotationBeanPostProcessor#postProcessProperties，也就是一开始我们打断点的地方，该方法源码如下：
1 @Override
2 publicPropertyValues postProcessProperties(PropertyValues pvs, Object bean, String beanName) {
3 InjectionMetadata metadata =findAutowiringMetadata(beanName, bean.getClass(), pvs);
4 try{
5 metadata.inject(bean, beanName, pvs);
6 }
7 catch(BeanCreationException ex) {
8 throwex;
9 }
10 catch(Throwable ex) {
11 throw new BeanCreationException(beanName, "Injection of autowired dependencies failed", ex);
12 }
13 returnpvs;
14 }
在第13行打断点，发现到13行的时候，bean中的属性已经被注入了，所以可以知道，是在第5行进行的属性注入。
继续跟踪第5行，进入InjectionMetadata#inject方法：
1 public void inject(Object target, @Nullable String beanName, @Nullable PropertyValues pvs) throwsThrowable {
2 Collection checkedElements = this.checkedElements;
3 Collection elementsToIterate =
4 (checkedElements != null ? checkedElements : this.injectedElements);
5 if (!elementsToIterate.isEmpty()) {
6 for(InjectedElement element : elementsToIterate) {
7 if(logger.isTraceEnabled()) {
8 logger.trace("Processing injected element of bean '" + beanName + "': " +element);
9 }
10 element.inject(target, beanName, pvs);
11 }
12 }
13 }
发现是从当前metadata对象中取的element对象，而通过断点可以看到，checkedElements中的Member对象就是当前bean中加了@Autowired注解的成员变量或者普通方法在反射包中对应的对象，随后通过element的inject方法进行的注入。那么问题来了，element对象是如何创建来的？inject方法又是如何将bean注入到成员变量中的？
对于element对象的创建，还要返回postProcessProperties方法中查看上面的findAutowiringMetadata方法：
1 private InjectionMetadata findAutowiringMetadata(String beanName, Class>clazz, @Nullable PropertyValues pvs) {
2 // Fall back to class name as cache key, for backwards compatibility with custom callers.
3 String cacheKey = (StringUtils.hasLength(beanName) ?beanName : clazz.getName());
4 // Quick check on the concurrent map first, with minimal locking.
5 InjectionMetadata metadata = this.injectionMetadataCache.get(cacheKey);
6 if(InjectionMetadata.needsRefresh(metadata, clazz)) {
7 synchronized (this.injectionMetadataCache) {
8 metadata = this.injectionMetadataCache.get(cacheKey);
9 if(InjectionMetadata.needsRefresh(metadata, clazz)) {
10 if (metadata != null) {
11 metadata.clear(pvs);
12 }
13 metadata =buildAutowiringMetadata(clazz);
14 this.injectionMetadataCache.put(cacheKey, metadata);
15 }
16 }
17 }
18 returnmetadata;
19 }
通过断点到这个方法中，发现此时injectionMetadataCache中已经有了myService对应的InjectionMetadata，此方法只是从map中取出返回。没办法了，还要继续追寻下去，AutowiredAnnotationBeanPostProcessor中的injectionMetadataCache属性是什么时候触发的初始化？
在当前类中查询injectionMetadataCache的put方法，发现只有这一个地方，所以继续在这里断点一下，看看什么时候触发的injectionMetadataCache.put。
发现原来就是在doCreateBean的applyMergedBeanDefinitionPostProcessors方法中触发的put操作。
下面继续追寻inject方法中Spring如何完成的属性注入。
属性注入进入内部类 AutowiredFieldElement的方法inject中，方法注入进入的是AutowiredMethodElement中。在inject方法中可以看到我们的老朋友DefaultListableBeanFactory#resolveDependency方法，即通过这个方法获取到对应的bean对象，最后通过反射完成的赋值或方法调用。
这里我们第二次遇到DefaultListableBeanFactory#resolveDependency，发现它是@Autowired注解注入构造器参数、注入成员变量、注入方法参数必经的方法，所以必须继续搞明白它。
追踪resolveDependency方法，进入DefaultListableBeanFactory#resolveMultipleBeans方法，该方法属于@Autowired注解的核心方法，虽然很长，但需要贴出源代码：
1 @Nullable2 privateObject resolveMultipleBeans(DependencyDescriptor descriptor, @Nullable String beanName,3 @Nullable SetautowiredBeanNames, @Nullable TypeConverter typeConverter) {4
5 final Class> type =descriptor.getDependencyType();6 //0、暂时不清楚是做什么用的...
7 if (descriptor instanceofStreamDependencyDescriptor) {8 Map matchingBeans =findAutowireCandidates(beanName, type, descriptor);9 if (autowiredBeanNames != null) {10 autowiredBeanNames.addAll(matchingBeans.keySet());11 }12 Stream stream =matchingBeans.keySet().stream()13 .map(name -> descriptor.resolveCandidate(name, type, this))14 .filter(bean -> !(bean instanceofNullBean));15 if(((StreamDependencyDescriptor) descriptor).isOrdered()) {16 stream =stream.sorted(adaptOrderComparator(matchingBeans));17 }18 returnstream;19 }20 else if (type.isArray()) { //1、判断要注入的是不是一个数组，可见除了集合注入外，也可以以数组的形式注入bean
21 Class> componentType =type.getComponentType();22 ResolvableType resolvableType =descriptor.getResolvableType();23 Class> resolvedArrayType =resolvableType.resolve(type);24 if (resolvedArrayType !=type) {25 componentType =resolvableType.getComponentType().resolve();26 }27 if (componentType == null) {28 return null;29 }30 Map matchingBeans =findAutowireCandidates(beanName, componentType,31 newMultiElementDescriptor(descriptor));32 if(matchingBeans.isEmpty()) {33 return null;34 }35 if (autowiredBeanNames != null) {36 autowiredBeanNames.addAll(matchingBeans.keySet());37 }38 TypeConverter converter = (typeConverter != null ?typeConverter : getTypeConverter());39 Object result =converter.convertIfNecessary(matchingBeans.values(), resolvedArrayType);40 if (result instanceofObject[]) {41 Comparator comparator =adaptDependencyComparator(matchingBeans);42 if (comparator != null) {43 Arrays.sort((Object[]) result, comparator);44 }45 }46 returnresult;47 }48 else if (Collection.class.isAssignableFrom(type) && type.isInterface()) { //2、判断注入的是不是集合的接口类(List、Set等)
49 Class> elementType =descriptor.getResolvableType().asCollection().resolveGeneric();50 if (elementType == null) {51 return null;52 }53 Map matchingBeans =findAutowireCandidates(beanName, elementType,54 newMultiElementDescriptor(descriptor));55 if(matchingBeans.isEmpty()) {56 return null;57 }58 if (autowiredBeanNames != null) {59 autowiredBeanNames.addAll(matchingBeans.keySet());60 }61 TypeConverter converter = (typeConverter != null ?typeConverter : getTypeConverter());62 Object result =converter.convertIfNecessary(matchingBeans.values(), type);63 if (result instanceofList) {64 Comparator comparator =adaptDependencyComparator(matchingBeans);65 if (comparator != null) {66 ((List>) result).sort(comparator);67 }68 }69 returnresult;70 }71 else if (Map.class == type) { ///3、判断要注入的是不是map类
72 ResolvableType mapType =descriptor.getResolvableType().asMap();73 Class> keyType = mapType.resolveGeneric(0);74 if (String.class !=keyType) {75 return null;76 }77 Class> valueType = mapType.resolveGeneric(1);78 if (valueType == null) {79 return null;80 }81 Map matchingBeans =findAutowireCandidates(beanName, valueType,82 newMultiElementDescriptor(descriptor));83 if(matchingBeans.isEmpty()) {84 return null;85 }86 if (autowiredBeanNames != null) {87 autowiredBeanNames.addAll(matchingBeans.keySet());88 }89 returnmatchingBeans;90 }91 else { //4、其他情况返回空，进入doResolveDependency方法做默认处理
92 return null;93 }94 }
主要看1/2/3的注释，可以知道Spring支持多种注入方式就是在这里实现的。我们能发现，在获取bean的时候都是调用了findAntowireCandidates方法，而且第4中默认的情况，在外部的doResolveDenpency方法中也调用了findAutowireCandidates方法。
至于findAutowireCandidates方法是如何完成的属性获取？是通过type还是name获取到的bean？我们下期继续！