Spring源码分析：@Autowired注解原理分析

前言

关于@Autowired这个注解，我们再熟悉不过了，经常跟@Resource来做对比，这篇文章我们不讨论两者有何异同，仅分析@Autowired的原理（基于Spring5）。

问题

假如一个接口(IUserService)有两个实现类，分别是(UserServiceImpl01)和(UserServiceImpl02)，在我们给类注入的时候，这样写(@Autowired private IUserService userService)会发生什么情况？答案肯定是报错，那么原理呢？文字描述：因为首先@Autowired是按照类型注入的，也就是.class，但UserServiceImpl01和UserServiceImpl02都是IUserService类型的，于是Spring就会按照后面的名字(userService)在容器中查找，但发现根本没有这个名字，因为两个实现类在不指定名字情况下，就是首字母小写的类名，然后抛出异常：expected single matching bean but found 2。。。

如何解决这类问题

1. 如果有两个实现类，还要使用@Autowired注解，可以将userService改成我们指定的实现类名称，比如UserServiceImpl01，或者不想改userService，可以加@Qualifier(value = "userServiceImpl01")，指定需要注入的实现类。
2. 使用@Resource注解，手动指定实现类名称。

还有很多种方法，但基本思想都一样，无非就是如何区分两个同祖宗的儿子，既然根儿相同，那就只有指定名字了。

@Autowired原理

提到@Autowired我们一般都知道叫依赖注入

1. 什么是依赖注入？
2. 什么是注入，注到哪里？
3. 什么时候注入的？

什么是依赖注入？

依赖注入：Dependency Injection，简称DI，说白了就是利用反射机制为类的属性赋值的操作。

什么是注入，注入到哪里？

注入就是为某个对象的外部资源赋值，注入某个对象所需要的外部资源（包括对象、资源、常量数据等）。IOC容器注入应用程序某个对象，应用程序所依赖的对象。

什么时候注入的？

在完成对象的创建，为对象变量进行赋值的时候进行注入（populate）。

源码分析

1. 首先点开@Autowired，注释上写Please consult the javadoc for the AutowiredAnnotationBeanPostProcessor，让我们去查阅这个类，看一下这个类的继承关系树，如下：

可见它间接实现InstantiationAwareBeanPostProcessor，就具备了实例化前后(而不是初始化前后)管理对象的能力，实现了BeanPostProcessor，具有初始化前后管理对象的能力，实现BeanFactoryAware，具备随时拿到BeanFactory的能力，也就是说，这个AutowiredAnnotationBeanPostProcessor具备一切后置处理器的能力。

1. 容器在初始化的时候，后置处理器的初始化要优先于剩下自定义Bean(比如我们自定义的Service，Controller等等)的初始化的，我们自定义的Bean初始化是在finishBeanFactoryInitialization(beanFactory)这里完成的，来到AbstractApplicationContext的refresh()方法。
2. finishBeanFactoryInitialization(beanFactory)-->beanFactory.preInstantiateSingletons()-->getBean(beanName)-->doGetBean(beanName)-->来到AbstractBeanFactory第317行createBean(beanName, mbd, args)，来创建bean实例-->来到AbstractAutowireCapableBeanFactory第503行doCreateBean(beanName, mbdToUse, args)-->紧接着来到AbstractAutowireCapableBeanFactory的第543行，instanceWrapper = createBeanInstance(beanName, mbd, args)就已经把Bean实例创建出来了，只不过instanceWrapper是一个被包装过了的bean，它里面的属性还未赋实际值-->然后来到第555行applyMergedBeanDefinitionPostProcessors(mbd, beanType, beanName)，这一步的作用就是将所有的后置处理器拿出来，并且把名字叫beanName的类中的变量都封装到InjectionMetadata的injectedElements集合里面，目的是以后从中获取，挨个创建实例，通过反射注入到相应类中。

1. 紧接着来到AbstractAutowireCapableBeanFactory第588行populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper)-->点进去，来到AbstractAutowireCapableBeanFactory的第1347行，来循环遍历所有的后置处理器for (BeanPostProcessor bp : getBeanPostProcessors())，从方法名字postProcessPropertyValues也能看出来，就是给属性赋值，当bp是AutowiredAnnotationBeanPostProcessor的时候，进入postProcessPropertyValues方法，来到AutowiredAnnotationBeanPostProcessor的postProcessPropertyValues方法，如下：

首先找到需要注入的哪些元数据，然后metadata.inject（注入），注入方法点进去，来到InjectionMetadata的inject方法，在一个for循环里面依次执行element.inject(target, beanName, pvs)，来对属性进行注入。

1. 进入element.inject(target, beanName, pvs)，注意，这里必须要debug才可以进入真正的方法。来到AutowiredAnnotationBeanPostProcessor的inject方法，

第584行，value = beanFactory.resolveDependency(desc, beanName, autowiredBeanNames, typeConverter)，由工厂解析这个依赖，进入，来到DefaultListableBeanFactory第1065行，result = doResolveDependency(descriptor, requestingBeanName, autowiredBeanNames, typeConverter)再次解析依赖，点击进入，来到DefaultListableBeanFactory的doResolveDependency()方法，前面是一堆判断，比较，查看属性类型，这种类型的有几个(matchingBeans)，如果只有一个匹配，那么来到第1138行，instanceCandidate = descriptor.resolveCandidate(autowiredBeanName, type, this)，进入这个方法，可以看到就是前面说的根据工厂来创建实例的过程了：beanFactory.getBean(beanName)，其中这个beanName就是属性的名称，当经过一系列操作完成属性的实例化后，便来到AutowiredAnnotationBeanPostProcessor的第611行，利用反射为此对象赋值。这样，对象的创建以及赋值就完成了。

总结

在容器启动，为对象赋值的时候，遇到@Autowired注解，会用后置处理器机制，来创建属性的实例，然后再利用反射机制，将实例化好的属性，赋值给对象上，这就是Autowired的原理。