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Spring依赖注入

news 2025/9/19 12:43:32

依赖注入底层原理流程图：
https://www.processon.com/view/link/5f899fa5f346fb06e1d8f570

Spring中有两种依赖注入的方式

首先分两种：

手动注入
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.exampl.service.UserService"><property name="orderService" ref="orderService"/>
</bean>

上面这种底层是通过set方法进行注入。

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

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：

set方法注入
构造方法注入

自动注入

自动注入又分为两种：

XML的autowire自动注入
@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：

byType
byName
constructor
default
no

比如：

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

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：

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
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
readMethodRef：表示get方法的Method对象的引用
readMethodName：表示get方法的名字
writeMethodRef：表示set方法的Method对象的引用
writeMethodName：表示set方法的名字
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：

找到所有set方法所对应的XXX部分的名字
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：

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
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）。

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：

no，表示关闭autowire
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

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:

set方法注入
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：

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
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
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：

属性注入
set方法注入
构造方法注入

@Autowired List 返回所有类型为User的bean

@Autowired List返回所有的bean

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：

遍历当前类的所有的属性字段Field
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
如果字段是static的，则不进行注入
获取@Autowired中的required属性的值
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。
遍历当前类的所有方法Method
判断当前Method是否是桥接方法，如果是找到原方法
查看方法上是否存在@Autowired、@Value、@Inject中的其中任意一个，存在则认为该方法是一个注入点
如果方法是static的，则不进行注入
获取@Autowired中的required属性的值
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。
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。
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 {}

@Component
@Scope("prototype")
public class UserService  {@Autowiredprivate static OrderService orderService;public void test() {System.out.println("test123");}}

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

UserService userService1 = context.getBean(“userService”)
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);
}
@Component
public class UserService implements UserInterface<OrderService> {private OrderService orderService;@Override@Autowiredpublic void setOrderService(OrderService orderService) {this.orderService = orderService;}public void test() {System.out.println("test123");}}

在UserSerivce的字节码会生成两个setOrderService方法：

public setOrderService(Lcom/example/service/OrderService;)V
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

遍历所有的AutowiredFieldElement对象。
将对应的字段封装为DependencyDescriptor对象。
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。
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
利用反射将结果对象赋值给字段。

Set方法注入

遍历所有的AutowiredMethodElement对象
遍历将对应的方法的参数，将每个参数封装成MethodParameter对象
将MethodParameter对象封装为DependencyDescriptor对象
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。
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
利用反射将找到的所有结果对象传给当前方法，并执行。

ResolveDependency

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

该方法表示，传入一个依赖描述（DependencyDescriptor），该方法会根据该依赖描述从BeanFactory中找出对应的唯一的一个Bean对象。

下面来分析一下DefaultListableBeanFactory中**resolveDependency()**方法的具体实现，具体流程图：
https://www.processon.com/view/link/5f8d3c895653bb06ef076688

findAutowireCandidates()实现

根据类型找beanName的底层流程：https://www.processon.com/view/link/6135bb430e3e7412ecd5d1f2
对应执行流程图为：https://www.processon.com/view/link/5f8fdfa8e401fd06fd984f20

找出BeanFactory中类型为type的所有的Bean的名字，注意是名字，而不是Bean对象，因为我们可以根据BeanDefinition就能判断和当前type是不是匹配，不用生成Bean对象
把resolvableDependencies中key为type的对象找出来并添加到result中
遍历根据type找出的beanName，判断当前beanName对应的Bean是不是能够被自动注入
先判断beanName对应的BeanDefinition中的autowireCandidate属性，如果为false，表示不能用来进行自动注入，如果为true则继续进行判断
判断当前type是不是泛型，如果是泛型是会把容器中所有的beanName找出来的，如果是这种情况，那么在这一步中就要获取到泛型的真正类型，然后进行匹配，如果当前beanName和当前泛型对应的真实类型匹配，那么则继续判断
如果当前DependencyDescriptor上存在@Qualifier注解，那么则要判断当前beanName上是否定义了Qualifier，并且是否和当前DependencyDescriptor上的Qualifier相等，相等则匹配
经过上述验证之后，当前beanName才能成为一个可注入的，添加到result中

关于依赖注入中泛型注入的实现

Spring中注入点是一个泛型时，会进行处理的，比如：

@Component
public class UserService extends BaseService<OrderService, StockService> {public void test() {System.out.println(o);}}public class BaseService<O, S> {@Autowiredprotected O o;@Autowiredprotected S s;
}

Spring扫描时发现UserService是一个Bean
那就取出注入点，也就是BaseService中的两个属性o、s
接下来需要按注入点类型进行注入，但是o和s都是泛型，所以Spring需要确定o和s的具体类型。
因为当前正在创建的是UserService的Bean，所以可以通过userService.getClass().getGenericSuperclass().getTypeName()获取到具体的泛型信息，比如com.example.service.BaseService<com.example.service.OrderService, com.example.service.StockService>
然后再拿到UserService的父类BaseService的泛型变量： for (TypeVariable<? extends Class<?>> typeParameter : userService.getClass().getSuperclass().getTypeParameters()) { System._out_.println(typeParameter.getName()); }
通过上面两段代码，就能知道，o对应的具体就是OrderService，s对应的具体类型就是StockService
然后再调用oField.getGenericType()就知道当前field使用的是哪个泛型，就能知道具体类型了

@Qualifier的使用

定义两个注解：

@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 {
}

定义一个接口和两个实现类，表示负载均衡：

public interface LoadBalance {String select();
}

@Component
@Random
public class RandomStrategy implements LoadBalance {@Overridepublic String select() {return null;}
}@Component
@RoundRobin
public class RoundRobinStrategy implements LoadBalance {@Overridepublic String select() {return null;}
}

使用：

@Component
public class UserService  {@Autowired@RoundRobinprivate LoadBalance loadBalance;public void test() {System.out.println(loadBalance);}}

原理是spring根据类型找到多个bean的时候，会根据@Qualifier来匹配名字

@Resource

@Resource注解底层工作流程图：
https://www.processon.com/view/link/5f91275f07912906db381f6e