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Spring中@Autowired注解的原理詳解

更新時(shí)間：2023年11月03日 10:56:02 作者：飄飄~

這篇文章主要介紹了Spring中@Autowired注解的原理詳解,對(duì)于spring配置一個(gè)bean時(shí),如果需要給該bean提供一些初始化參數(shù),則需要通過依賴注入方式,所謂的依賴注入就是通過spring將bean所需要的一些參數(shù)傳遞到bean實(shí)例對(duì)象的過程,需要的朋友可以參考下

前言

在分享之前，我們先來回顧一下說明是依賴注入，依賴注入中手動(dòng)注入和自動(dòng)裝配的幾種方式，以便于提高大家對(duì)本篇文章的理解。

一、依賴注入的方式

對(duì)于spring配置一個(gè)bean時(shí)，如果需要給該bean提供一些初始化參數(shù)，則需要通過依賴注入方式

所謂的依賴注入就是通過spring將bean所需要的一些參數(shù)傳遞到bean實(shí)例對(duì)象的過程（將依賴關(guān)系注入到對(duì)象中）

手動(dòng)注入

①使用屬性的setter方法注入，這是最常用的方式：

要求： 屬性注入要求Bean提供一個(gè)默認(rèn)的構(gòu)造函數(shù)，并為需要注入的屬性提供對(duì)應(yīng)的Setter方法。Spring先調(diào)用Bean的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)實(shí)例化Bean對(duì)象，然后通過反射的方式調(diào)用Setter方法注入屬性值。

② 構(gòu)造器注入

使用方式：

第一，在類中，不用為屬性設(shè)置setter方法（但是可以有），但是需要生成該類帶參的構(gòu)造方法。

第二，在配置文件中配置該類的bean，并配置構(gòu)造器，在配置構(gòu)造器中用到了<constructor-arg>節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)有四個(gè)屬性：

index是索引，指定注入的屬性位置，從0開始；
type是指該屬性所對(duì)應(yīng)的類型；
ref 是指引用的依賴對(duì)象；
value 當(dāng)注入的不是依賴對(duì)象，而是基本數(shù)據(jù)類型時(shí)，就用value；

自動(dòng)裝配

XML方式進(jìn)行自動(dòng)裝配

大家可以看到用xml裝配bean是一件很繁瑣的事情，而且我們還要找到對(duì)應(yīng)類型的bean才能裝配。

創(chuàng)建應(yīng)用對(duì)象之間協(xié)作關(guān)系的行為稱為裝配。也就是說當(dāng)一個(gè)對(duì)象的屬性是另一個(gè)對(duì)象時(shí)，實(shí)例化時(shí)，需要為這個(gè)對(duì)象屬性進(jìn)行實(shí)例化，這就是裝配。

如果一個(gè)對(duì)象只通過接口來表明依賴關(guān)系，那么這種依賴就能夠在對(duì)象本身毫不知情的情況下，用不同的具體實(shí)現(xiàn)進(jìn)行切換。但是這樣會(huì)存在一個(gè)問題，在傳統(tǒng)的依賴注入配置中，我們必須要明確要給屬性裝配哪一個(gè)bean的引用，一旦bean很多，就不好維護(hù)了?；谶@樣的場(chǎng)景，spring使用注解來進(jìn)行自動(dòng)裝配，解決這個(gè)問題。自動(dòng)裝配就是開發(fā)人員不必知道具體要裝配哪個(gè)bean的引用，這個(gè)識(shí)別的工作會(huì)由spring來完成。

在sping框架中共有5種自動(dòng)裝配：

no：默認(rèn)的方式是不進(jìn)行自動(dòng)裝配的，通過手工設(shè)置ref屬性來進(jìn)行裝配bean。
byName：通過bean的名稱進(jìn)行自動(dòng)裝配，如果一個(gè)bean的 property 與另一bean 的name 相同，就進(jìn)行自動(dòng)裝配。
byType：通過參數(shù)的數(shù)據(jù)類型進(jìn)行自動(dòng)裝配。
constructor：利用構(gòu)造函數(shù)進(jìn)行裝配，并且構(gòu)造函數(shù)的參數(shù)通過byType進(jìn)行裝配。
autodetect：自動(dòng)探測(cè)，如果有構(gòu)造方法，通過 construct的方式自動(dòng)裝配，否則使用 byType的方式自動(dòng)裝配。

上面所有方式的applicationContext.xml配置文件如下：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd http://www.springframework.org/schema/context https://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd">
 
    <!-- 使用注解前的配置 -->
    <context:annotation-config></context:annotation-config>
 
    <!-- 掃描 -->
    <context:component-scan base-package="com.ape.pojo"></context:component-scan>
 
    <!-- 手動(dòng)注入 -->
    <!-- set注入 -->
    <bean id="Student" class="com.ape.pojo.Student">
        <property name="sid" value="1"></property>
        <property name="sname" value="張三"></property>
        <property name="smoney" value="100.00"></property>
        <property name="cat" ref="cat"></property>
    </bean>
 
    <!-- 構(gòu)造器注入construct -->
    <bean id="Student" class="com.ape.pojo.Student">
        <constructor-arg name="sid" value="1"></constructor-arg>
        <constructor-arg name="sname" value="張三"></constructor-arg>
        <constructor-arg name="smoney" value="100.00"></constructor-arg>
        <constructor-arg name="cat" ref="cat"></constructor-arg>
    </bean>
 
    <bean id="Student" class="com.ape.pojo.Student">
        <constructor-arg type="int" value="1"></constructor-arg>
        <constructor-arg type="java.lang.String" value="張三"></constructor-arg>
        <constructor-arg type="double" value="100.00"></constructor-arg>
        <constructor-arg type="com.ape.pojo.Cat" ref="cat"></constructor-arg>
    </bean>
 
    <bean id="Student" class="com.ape.pojo.Student">
        <constructor-arg index="0" value="1"></constructor-arg>
        <constructor-arg index="1" value="張三"></constructor-arg>
        <constructor-arg index="2" value="100.00"></constructor-arg>
        <constructor-arg index="3" ref="cat"></constructor-arg>
    </bean>
 
    <!-- 自動(dòng)裝配 -->
    <!-- xml -->
    <bean id="Student" class="com.ape.pojo.Student" autowire="no">
        <property name="sid" value="1"></property>
        <property name="sname" value="張三"></property>
        <property name="smoney" value="100.00"></property>
        <property name="cat" ref="cat"></property>
    </bean>
 
    <bean id="Student" class="com.ape.pojo.Student" autowire="byName">
    </bean>
 
    <bean id="Student" class="com.ape.pojo.Student" autowire="byType">
    </bean>
 
    <bean id="Student" class="com.ape.pojo.Student" autowire="constructor">
    </bean>
 
    <bean id="Student" class="com.ape.pojo.Student" autowire="default">
    </bean>
 
 
 
</beans>

二、注解@Autowired的自動(dòng)裝配原理

@Autowired自動(dòng)裝配過程

使用@Autowired注解來自動(dòng)裝配指定的bean。在使用@Autowired注解之前需要在Spring配置文件進(jìn)行配置<context:annotation-config />。

在啟動(dòng)spring IoC時(shí)，容器自動(dòng)裝載了一個(gè)AutowiredAnnotationBeanPostProcessor后置處理器，當(dāng)容器掃描到@Autowied、@Resource或@Inject時(shí)，就會(huì)在IOC容器自動(dòng)查找需要的bean，并裝配給該對(duì)象的屬性。

在使用@Autowired時(shí)，首先在容器中查詢對(duì)應(yīng)類型的bean：如果查詢結(jié)果剛好為一個(gè)，就將該bean裝配給@Autowired指定的數(shù)據(jù)；如果查詢的結(jié)果不止一個(gè)，那么@Autowired會(huì)根據(jù)名稱來查找；

如果上述查找的結(jié)果為空，那么會(huì)拋出異常。解決方法時(shí)，使用required=false。

實(shí)現(xiàn)原理

①首先看看spring的源代碼定義

閱讀代碼我們可以看到，Autowired注解可以應(yīng)用在構(gòu)造方法，普通方法，參數(shù)，字段，以及注解這五種類型的地方，它的保留策略是在運(yùn)行時(shí)。在Spring源代碼當(dāng)中，Autowired注解位于包org.springframework.beans.factory.annotation之中，如上圖。

②核心邏輯在buildAutowiringMetadata中

通過反射獲取該類的每一個(gè)字段和方法，并且分別用 findAutowiredAnnotation方法遍歷每一個(gè)字段和方法，如果有@Autowired注解修飾，則返回注解相關(guān)屬性。最后這個(gè)方法返回的就是包含所有帶有autowire注解修飾的一個(gè)InjectionMetadata集合。

private InjectionMetadata buildAutowiringMetadata(Class<?> clazz) {
        if (!AnnotationUtils.isCandidateClass(clazz, this.autowiredAnnotationTypes)) {
            return InjectionMetadata.EMPTY;
        } else {
            List<InjectedElement> elements = new ArrayList();
            Class targetClass = clazz;
 
            do {
                List<InjectedElement> currElements = new ArrayList();
                ReflectionUtils.doWithLocalFields(targetClass, (field) -> {
                    MergedAnnotation<?> ann = this.findAutowiredAnnotation(field);
                    if (ann != null) {
                        if (Modifier.isStatic(field.getModifiers())) {
                            if (this.logger.isInfoEnabled()) {
                                this.logger.info("Autowired annotation is not supported on static fields: " + field);
                            }
 
                            return;
                        }
 
                        boolean required = this.determineRequiredStatus(ann);
                        currElements.add(new AutowiredAnnotationBeanPostProcessor.AutowiredFieldElement(field, required));
                    }
 
                });
                ReflectionUtils.doWithLocalMethods(targetClass, (method) -> {
                    Method bridgedMethod = BridgeMethodResolver.findBridgedMethod(method);
                    if (BridgeMethodResolver.isVisibilityBridgeMethodPair(method, bridgedMethod)) {
                        MergedAnnotation<?> ann = this.findAutowiredAnnotation(bridgedMethod);
                        if (ann != null && method.equals(ClassUtils.getMostSpecificMethod(method, clazz))) {
                            if (Modifier.isStatic(method.getModifiers())) {
                                if (this.logger.isInfoEnabled()) {
                                    this.logger.info("Autowired annotation is not supported on static methods: " + method);
                                }
 
                                return;
                            }
 
                            if (method.getParameterCount() == 0 && this.logger.isInfoEnabled()) {
                                this.logger.info("Autowired annotation should only be used on methods with parameters: " + method);
                            }
 
                            boolean required = this.determineRequiredStatus(ann);
                            PropertyDescriptor pd = BeanUtils.findPropertyForMethod(bridgedMethod, clazz);
                            currElements.add(new AutowiredAnnotationBeanPostProcessor.AutowiredMethodElement(method, required, pd));
                        }
 
                    }
                });
                elements.addAll(0, currElements);
                targetClass = targetClass.getSuperclass();
            } while(targetClass != null && targetClass != Object.class);
 
            return InjectionMetadata.forElements(elements, clazz);
        }
    }

③InjectionMetadata類

這個(gè)類由兩部分組成: targetClass目標(biāo)類和我們要獲得的injectedElements集合。

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

④ 實(shí)現(xiàn)注入邏輯

調(diào)用InjectionMetadata中的公共inject方法遍歷調(diào)用protect的inject方法

public PropertyValues postProcessProperties(PropertyValues pvs, Object bean, String beanName) {
        InjectionMetadata metadata = this.findAutowiringMetadata(beanName, bean.getClass(), pvs);
 
        try {
            metadata.inject(bean, beanName, pvs);
            return pvs;
        } catch (BeanCreationException var6) {
            throw var6;
        } catch (Throwable var7) {
            throw new BeanCreationException(beanName, "Injection of autowired dependencies failed", var7);
        }
    }

⑤調(diào)用InjectionMetadata中的公共inject

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);
            }
        }
 
    }

⑥遍歷調(diào)用protect的inject方法

protected void inject(Object target, @Nullable String requestingBeanName, @Nullable PropertyValues pvs) throws Throwable {
            if (this.isField) {
                Field field = (Field)this.member;
                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();
                }
            }
 
        }

實(shí)質(zhì)就是inject也使用了反射技術(shù)并且依然是分成字段和方法去處理的。

到此這篇關(guān)于Spring中@Autowired注解的原理詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)@Autowired注解的原理內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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