Spring IoC源码学习：@Autowire 详解

「爱情、让人受尽委屈。」 2023-10-18 15:04 94阅读 0赞

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**目录**

Spring IoC源码学习全系列

前言

如何使用

1.开启注解配置

2.在代码中使用

继承结构

源码解析

AutowiredAnnotationBeanPostProcessor 何时被注册到 BeanFactory？

AnnotationConfigUtils\#registerAnnotationConfigProcessors

构造函数注入时做了什么

AutowiredAnnotationBeanPostProcessor\#determineCandidateConstructors

代码块1：findAutowiredAnnotation

属性注入时做了什么

1.postProcessMergedBeanDefinition 方法介绍

AutowiredAnnotationBeanPostProcessor\#postProcessMergedBeanDefinition

代码块2：findAutowiringMetadata

代码块3：buildAutowiringMetadata

代码块4：checkConfigMembers

2.postProcessPropertyValues 方法介绍

AutowiredAnnotationBeanPostProcessor\#postProcessPropertyValues

代码块5：inject

代码块6：AutowiredFieldElement\#inject

代码块7：registerDependentBeans

总结

--------------------

## Spring IoC源码学习全系列 ##

[小白也看得懂的 Spring IoC 核心流程介绍][Spring IoC]

[Spring IoC][Spring IoC 1][源码学习][Link 1][：总览][Spring IoC 1]

[Spring IoC][Spring IoC 2][源码学习][Link 1][：ApplicationContext 刷新前的配置][Spring IoC 2]

[Spring IoC][Spring IoC 3][源码学习][Link 1][：obtainFreshBeanFactory详解][Spring IoC 3]

[Spring IoC][Spring IoC 4][源码学习][Link 1][：parseDefaultElement详解][Spring IoC 4]

[Spring IoC][Spring IoC 5][源码学习][Link 1][：parseCustomElement详解][Spring IoC 5]

[Spring IoC源码学习：context:component-scan 节点详解][Spring IoC_context_component-scan]

[Spring IoC][Spring IoC 6][源码学习][Link 1][：invokeBeanFactoryPostProcessors详解][Spring IoC 6]

[Spring IoC][Spring IoC 7][源码学习][Link 1][：registerBeanPostProcessors详解][Spring IoC 7]

[Spring IoC][Spring IoC 8][源码学习][Link 1][：finishBeanFactoryInitialization详解][Spring IoC 8]

[Spring IoC][Spring IoC 9][源码学习][Link 1][：getBean详解][Spring IoC 9]

[Spring IoC][Spring IoC 10][源码学习][Link 1][：createBean详解（上）][Spring IoC 10]

[Spring IoC][Spring IoC 11][源码学习][Link 1][：createBean详解（下）][Spring IoC 11]

[Spring IoC源码学习：@Autowire 详解][Link 1]

[Spring IoC源码学习：finishRefresh 详解][Spring IoC_finishRefresh]

## 前言 ##

在 [Spring IoC：createBean 详解（上）][Spring IoC 10]中**代码块4.5** 和 [Spring IoC：createBean详解（下）][Spring IoC 11]中**代码块1**、**代码块4的 7.1.1** 我们遗留了一个解析——@Autowire 注解的解析。之所以单独提出来，是因为在我现在接触的项目中，使用 @Autowire 注解的比例非常高，可以说基本用过 Spring 的同学都接触过这个注解，重要性不言而喻。因此，单独拿出来，较详细的介绍一下。

本文只会单独介绍 @Autowire 的部分内容，具体 @Autowire 注解的完整过程，需要结合 [Spring IoC：createBean 详解（上）][Spring IoC 10]中**代码块4.5** 和 [Spring IoC：createBean详解（下）][Spring IoC 11]中**代码块1**、**代码块4的 7.1.1** 去看。

## 如何使用 ##

### **1.开启注解配置** ###

<?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-3.1.xsd
                            http://www.springframework.org/schema/context
                            http://www.springframework.org/schema/context/spring-context-3.1.xsd">
        
        <context:component-scan base-package="com.joonwhee.open.demo.service"/>
        <context:annotation-config/>
    </beans>

要使用 @Autowire 注解，可以通过 <context:component-scan /> 或 <context:annotation-config/> 来开启，其中前者是包含了后者的效果的，因此现在一般都使用 <context:component-scan /> 即可。

### **2.在代码中使用** ###

@Service
    public class ConstructorServiceImpl implements ConstructorService {
    
        // 1.属性注入
        @Autowired
        private UserService userService;
    
        private final DemoService demoService;
    
        // 2.构造函数注入
        @Autowired
        public ConstructorServiceImpl(DemoService demoService) {
            this.demoService = demoService;
        }
    }

该代码中使用了目前最常见的两种注入方式：1）属性注入；2）构造函数注入。

以我自己为例，我周围最常用的是：属性注入，但是 Spring 团队建议使用的方式是：构造函数注入，当你使用属性注入时，鼠标移到属性上的 @Autowire 就可以看到如下图的提示，并且可以通过快捷键将属性注入直接修改成构造函数注入。

![2019030315125868.png][]

构造函数的常见优点是：

1.  保证依赖不可变（final 关键字）
2.  保证依赖不为空（省去了检查）
3.  以完全初始化的状态返回到客户端（调用）代码
4.  避免了循环依赖
5.  提升了代码的可复用性

构造函数的常见缺点是：

1.  构造函数会有很多参数。
2.  有些类是需要默认构造函数的，一旦使用构造函数注入，就无法使用默认构造函数。
3.  这个类里面的有些方法并不需要用到这些依赖。

这些优点我看了下，个人觉得还好，只要不瞎用，其实使用属性注入并不会有什么问题。至于使用哪一种，就看个人喜好了。

## 继承结构 ##

@Autowire 注解的功能实现都是由 AutowiredAnnotationBeanPostProcessor 实现，AutowiredAnnotationBeanPostProcessor 的继承关系如下图：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3YxMjM0MTE3Mzk_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

## 源码解析 ##

### AutowiredAnnotationBeanPostProcessor 何时被注册到 BeanFactory？ ###

在 [Spring IoC：context:component-scan节点详解][Spring IoC_context_component-scan] 中的**代码块17**就有 AutowiredAnnotationBeanPostProcessor 被注册到 BeanFactory 的代码，如下：

### AnnotationConfigUtils\#**registerAnnotationConfigProcessors** ###

查看该方法的上下文，请参考：[Spring IoC：context:component-scan节点详解][Spring IoC_context_component-scan] 中的**代码块17**。

public static Set<BeanDefinitionHolder> registerAnnotationConfigProcessors(
            BeanDefinitionRegistry registry, Object source) {
    
        DefaultListableBeanFactory beanFactory = unwrapDefaultListableBeanFactory(registry);
        if (beanFactory != null) {
            if (!(beanFactory.getDependencyComparator() instanceof AnnotationAwareOrderComparator)) {
                // 1.设置dependencyComparator属性
                beanFactory.setDependencyComparator(AnnotationAwareOrderComparator.INSTANCE);
            }
            if (!(beanFactory.getAutowireCandidateResolver() instanceof ContextAnnotationAutowireCandidateResolver)) {
                // 2.设置autowireCandidateResolver属性（设置自动注入候选对象的解析器，用于判断BeanDefinition是否为候选对象）
                beanFactory.setAutowireCandidateResolver(new ContextAnnotationAutowireCandidateResolver());
            }
        }
    
        Set<BeanDefinitionHolder> beanDefs = new LinkedHashSet<BeanDefinitionHolder>(4);
    
        // 3.注册内部管理的用于处理@Configuration注解的后置处理器的bean
        if (!registry.containsBeanDefinition(CONFIGURATION_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME)) {
            RootBeanDefinition def = new RootBeanDefinition(ConfigurationClassPostProcessor.class);
            def.setSource(source);
            // 3.1 registerPostProcessor: 注册BeanDefinition到注册表中
            beanDefs.add(registerPostProcessor(registry, def, CONFIGURATION_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME));
        }
    
        // 4.注册内部管理的用于处理@Autowired、@Value、@Inject以及@Lookup注解的后置处理器的bean
        if (!registry.containsBeanDefinition(AUTOWIRED_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME)) {
            RootBeanDefinition def = new RootBeanDefinition(AutowiredAnnotationBeanPostProcessor.class);
            def.setSource(source);
            beanDefs.add(registerPostProcessor(registry, def, AUTOWIRED_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME));
        }
    
        // 5.注册内部管理的用于处理@Required注解的后置处理器的bean
        if (!registry.containsBeanDefinition(REQUIRED_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME)) {
            RootBeanDefinition def = new RootBeanDefinition(RequiredAnnotationBeanPostProcessor.class);
            def.setSource(source);
            beanDefs.add(registerPostProcessor(registry, def, REQUIRED_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME));
        }
    
        // 6.注册内部管理的用于处理JSR-250注解（例如@Resource, @PostConstruct, @PreDestroy）的后置处理器的bean
        // Check for JSR-250 support, and if present add the CommonAnnotationBeanPostProcessor.
        if (jsr250Present && !registry.containsBeanDefinition(COMMON_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME)) {
            RootBeanDefinition def = new RootBeanDefinition(CommonAnnotationBeanPostProcessor.class);
            def.setSource(source);
            beanDefs.add(registerPostProcessor(registry, def, COMMON_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME));
        }
    
        // 7.注册内部管理的用于处理JPA注解的后置处理器的bean
        // Check for JPA support, and if present add the PersistenceAnnotationBeanPostProcessor.
        if (jpaPresent && !registry.containsBeanDefinition(PERSISTENCE_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME)) {
            RootBeanDefinition def = new RootBeanDefinition();
            try {
                def.setBeanClass(ClassUtils.forName(PERSISTENCE_ANNOTATION_PROCESSOR_CLASS_NAME,
                        AnnotationConfigUtils.class.getClassLoader()));
            }
            catch (ClassNotFoundException ex) {
                throw new IllegalStateException(
                        "Cannot load optional framework class: " + PERSISTENCE_ANNOTATION_PROCESSOR_CLASS_NAME, ex);
            }
            def.setSource(source);
            beanDefs.add(registerPostProcessor(registry, def, PERSISTENCE_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME));
        }
    
        // 8.注册内部管理的用于处理@EventListener注解的后置处理器的bean
        if (!registry.containsBeanDefinition(EVENT_LISTENER_PROCESSOR_BEAN_NAME)) {
            RootBeanDefinition def = new RootBeanDefinition(EventListenerMethodProcessor.class);
            def.setSource(source);
            beanDefs.add(registerPostProcessor(registry, def, EVENT_LISTENER_PROCESSOR_BEAN_NAME));
        }
        // 9.注册内部管理用于生产ApplicationListener对象的EventListenerFactory对象
        if (!registry.containsBeanDefinition(EVENT_LISTENER_FACTORY_BEAN_NAME)) {
            RootBeanDefinition def = new RootBeanDefinition(DefaultEventListenerFactory.class);
            def.setSource(source);
            beanDefs.add(registerPostProcessor(registry, def, EVENT_LISTENER_FACTORY_BEAN_NAME));
        }
    
        return beanDefs;
    }

在该代码的第4点注册了 AutowiredAnnotationBeanPostProcessor，具体看 registerAnnotationConfigProcessors 方法的调用方，可以看到 AnnotationConfigBeanDefinitionParser 和 ComponentScanBeanDefinitionParser，而这两个正是 <context:component-scan /> 和 <context:annotation-config/> 的 bean 定义解析器。

![20190303154616556.png][]

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3YxMjM0MTE3Mzk_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

## 构造函数注入时做了什么 ##

构造函数注入通常来说有两种：1）xml 配置注入；2）@Autowire 注解注入；本文只讨论 @Autowire 注解注入。

AutowiredAnnotationBeanPostProcessor 中重写的方法不多，直接找一下就可以找到跟构造函数相关的方法：determineCandidateConstructors，该方法被定义在 SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor 接口中，主要作用是：确定要用于给定 bean 的候选构造函数。

在 Spring IoC 的过程中，调用的入口在 [Spring IoC：createBean详解（上）][Spring IoC 10]中的**代码块4.5**，下面介绍下 determineCandidateConstructors 方法。

### AutowiredAnnotationBeanPostProcessor\#determineCandidateConstructors ###

查看该方法的上下文，请参考：[Spring IoC：createBean详解（上）][Spring IoC 10]中的**代码块4.5**。

@Override
    public Constructor<?>[] determineCandidateConstructors(Class<?> beanClass, final String beanName)
            throws BeanCreationException {
    
        // Let's check for lookup methods here..
        // @Lookup注解检查
        if (!this.lookupMethodsChecked.contains(beanName)) {
            try {
                ReflectionUtils.doWithMethods(beanClass, new ReflectionUtils.MethodCallback() {
                    @Override
                    public void doWith(Method method) throws IllegalArgumentException, IllegalAccessException {
                        Lookup lookup = method.getAnnotation(Lookup.class);
                        if (lookup != null) {
                            LookupOverride override = new LookupOverride(method, lookup.value());
                            try {
                                RootBeanDefinition mbd = (RootBeanDefinition) beanFactory.getMergedBeanDefinition(beanName);
                                mbd.getMethodOverrides().addOverride(override);
                            } catch (NoSuchBeanDefinitionException ex) {
                                throw new BeanCreationException(beanName,
                                        "Cannot apply @Lookup to beans without corresponding bean definition");
                            }
                        }
                    }
                });
            } catch (IllegalStateException ex) {
                throw new BeanCreationException(beanName, "Lookup method resolution failed", ex);
            } catch (NoClassDefFoundError err) {
                throw new BeanCreationException(beanName, "Failed to introspect bean class [" + beanClass.getName() +
                        "] for lookup method metadata: could not find class that it depends on", err);
            }
            // 已经检查过的添加到lookupMethodsChecked
            this.lookupMethodsChecked.add(beanName);
        }
    
        // Quick check on the concurrent map first, with minimal locking.
        // 1.构造函数解析，首先检查是否存在于缓存中
        Constructor<?>[] candidateConstructors = this.candidateConstructorsCache.get(beanClass);
        if (candidateConstructors == null) {
            // Fully synchronized resolution now...
            // 2.加锁进行操作
            synchronized (this.candidateConstructorsCache) {
                // 3.再次检查缓存，双重检测
                candidateConstructors = this.candidateConstructorsCache.get(beanClass);
                if (candidateConstructors == null) {
                    // 存放原始的构造函数（候选者）
                    Constructor<?>[] rawCandidates;
                    try {
                        // 4.获取beanClass声明的构造函数（如果没有声明，会返回一个默认的无参构造函数）
                        rawCandidates = beanClass.getDeclaredConstructors();
                    } catch (Throwable ex) {
                        throw new BeanCreationException(beanName,
                                "Resolution of declared constructors on bean Class [" + beanClass.getName() +
                                        "] from ClassLoader [" + beanClass.getClassLoader() + "] failed", ex);
                    }
                    // 存放使用了@Autowire注解的构造函数
                    List<Constructor<?>> candidates = new ArrayList<Constructor<?>>(rawCandidates.length);
                    // 存放使用了@Autowire注解，并且require=true的构造函数
                    Constructor<?> requiredConstructor = null;
                    // 存放默认的构造函数
                    Constructor<?> defaultConstructor = null;
                    // 5.遍历原始的构造函数候选者
                    for (Constructor<?> candidate : rawCandidates) {
                        // 6.获取候选者的注解属性
                        AnnotationAttributes ann = findAutowiredAnnotation(candidate);
                        if (ann == null) {
                            // 7.如果没有从候选者找到注解，则尝试解析beanClass的原始类（针对CGLIB代理）
                            Class<?> userClass = ClassUtils.getUserClass(beanClass);
                            if (userClass != beanClass) {
                                try {
                                    Constructor<?> superCtor =
                                            userClass.getDeclaredConstructor(candidate.getParameterTypes());
                                    ann = findAutowiredAnnotation(superCtor);
                                } catch (NoSuchMethodException ex) {
                                    // Simply proceed, no equivalent superclass constructor found...
                                }
                            }
                        }
                        // 8.如果该候选者使用了@Autowire注解
                        if (ann != null) {
                            if (requiredConstructor != null) {
                                // 8.1 之前已经存在使用@Autowired(required = true)的构造函数，则不能存在其他使用@Autowire注解的构造函数，否则抛异常
                                throw new BeanCreationException(beanName,
                                        "Invalid autowire-marked constructor: " + candidate +
                                                ". Found constructor with 'required' Autowired annotation already: " +
                                                requiredConstructor);
                            }
                            // 8.2 获取注解的require属性值
                            boolean required = determineRequiredStatus(ann);
                            if (required) {
                                if (!candidates.isEmpty()) {
                                    // 8.3 如果当前候选者是@Autowired(required = true)，则之前不能存在其他使用@Autowire注解的构造函数，否则抛异常
                                    throw new BeanCreationException(beanName,
                                            "Invalid autowire-marked constructors: " + candidates +
                                                    ". Found constructor with 'required' Autowired annotation: " +
                                                    candidate);
                                }
                                // 8.4 如果该候选者使用的注解的required属性为true，赋值给requiredConstructor
                                requiredConstructor = candidate;
                            }
                            // 8.5 将使用了@Autowire注解的候选者添加到candidates
                            candidates.add(candidate);
                        } else if (candidate.getParameterTypes().length == 0) {
                            // 8.6 如果没有使用注解，并且没有参数，则为默认的构造函数
                            defaultConstructor = candidate;
                        }
                    }
                    // 9.如果存在使用了@Autowire注解的构造函数
                    if (!candidates.isEmpty()) {
                        // Add default constructor to list of optional constructors, as fallback.
                        // 9.1 但是没有使用了@Autowire注解并且required属性为true的构造函数
                        if (requiredConstructor == null) {
                            if (defaultConstructor != null) {
                                // 9.2 如果存在默认的构造函数，则将默认的构造函数添加到candidates
                                candidates.add(defaultConstructor);
                            } else if (candidates.size() == 1 && logger.isWarnEnabled()) {
                                logger.warn("Inconsistent constructor declaration on bean with name '" + beanName +
                                        "': single autowire-marked constructor flagged as optional - " +
                                        "this constructor is effectively required since there is no " +
                                        "default constructor to fall back to: " + candidates.get(0));
                            }
                        }
                        // 9.3 将所有的candidates当作候选者
                        candidateConstructors = candidates.toArray(new Constructor<?>[candidates.size()]);
                    } else if (rawCandidates.length == 1 && rawCandidates[0].getParameterTypes().length > 0) {
                        // 10.如果candidates为空 && beanClass只有一个声明的构造函数（非默认构造函数），则将该声明的构造函数作为候选者
                        candidateConstructors = new Constructor<?>[]{rawCandidates[0]};
                    } else {
                        // 11.否则返回一个空的Constructor对象
                        candidateConstructors = new Constructor<?>[0];
                    }
                    // 12.将beanClass的构造函数解析结果放到缓存
                    this.candidateConstructorsCache.put(beanClass, candidateConstructors);
                }
            }
        }
        // 13.返回解析的构造函数
        return (candidateConstructors.length > 0 ? candidateConstructors : null);
    }

6.获取候选者的注解属性，**见代码块1详解**。

关于 8.1 和 8.3 的异常校验，说的简单点：在一个 bean 中，只要有构造函数使用了 “@Autowired(required = true)” 或 “@Autowired”，就不允许有其他的构造函数使用 “@Autowire”；但是允许有多个构造函数同时使用 “@Autowired(required = false)”。

### 代码块1：findAutowiredAnnotation ###

private AnnotationAttributes findAutowiredAnnotation(AccessibleObject ao) {
        // 1.判断ao是否有被注解修饰
        if (ao.getAnnotations().length > 0) {
            // 2.检查是否有autowiredAnnotationTypes中的注解：@Autowired、@Value（@Value无法修饰构造函数）
            for (Class<? extends Annotation> type : this.autowiredAnnotationTypes) {
                // 3.拿到注解的合并注解属性，@Autowire在这边拿到，required=true（默认属性）
                AnnotationAttributes attributes = AnnotatedElementUtils.getMergedAnnotationAttributes(ao, type);
                if (attributes != null) {
                    return attributes;
                }
            }
        }
        return null;
    }

确定了要用于给定 bean 的候选构造函数后，之后的逻辑就是执行构造函数自动注入，该逻辑在 [Spring IoC：createBean 详解（上）][Spring IoC 10]中的代码块5已经介绍。

## 属性注入时做了什么 ##

属性注入通常来说有两种：1）xml 配置注入；2）@Autowire 注解注入；本文只讨论 @Autowire 注解注入。

AutowiredAnnotationBeanPostProcessor 中跟属性注入有关的方法出口有两个：postProcessMergedBeanDefinition 和 postProcessPropertyValues。

### 1.postProcessMergedBeanDefinition 方法介绍 ###

postProcessMergedBeanDefinition 被定义在 MergedBeanDefinitionPostProcessor 接口中，该方法的主要作用是：对指定 bean 的给定 MergedBeanDefinition 进行后置处理。

在 AutowiredAnnotationBeanPostProcessor 的实现中，主要是对使用了 @Autowire 注解的方法和属性进行预解析，并放到 injectionMetadataCache 缓存中，用于后续使用。

在 Spring IoC 的过程中，调用的入口在：[Spring IoC：createBean详解（下）][Spring IoC 11]中的**代码块1**，下面介绍下 postProcessMergedBeanDefinition 方法。

### AutowiredAnnotationBeanPostProcessor\#postProcessMergedBeanDefinition ###

查看该方法的上下文，请参考：[Spring IoC：createBean详解（下）][Spring IoC 11]中的**代码块1**。

@Override
    public void postProcessMergedBeanDefinition(RootBeanDefinition beanDefinition, Class<?> beanType, String beanName) {
        if (beanType != null) {
            // 1.在指定Bean中查找使用@Autowire注解的元数据
            InjectionMetadata metadata = findAutowiringMetadata(beanName, beanType, null);
            // 2.检查元数据中的注解信息
            metadata.checkConfigMembers(beanDefinition);
        }
    }

1.在指定 bean 中查找使用 @Autowire 注解的元数据，**见代码块2详解**。

2.检查元数据中的注解信息，**见代码块4详解。**

### 代码块2：findAutowiringMetadata ###

private InjectionMetadata findAutowiringMetadata(String beanName, Class<?> clazz, PropertyValues pvs) {
        // Fall back to class name as cache key, for backwards compatibility with custom callers.
        // 1.设置cacheKey的值（beanName 或者 className）
        String cacheKey = (StringUtils.hasLength(beanName) ? beanName : clazz.getName());
        // Quick check on the concurrent map first, with minimal locking.
        // 2.检查beanName对应的InjectionMetadata是否已经存在于缓存中
        InjectionMetadata metadata = this.injectionMetadataCache.get(cacheKey);
        // 3.检查InjectionMetadata是否需要刷新（为空或者class变了）
        if (InjectionMetadata.needsRefresh(metadata, clazz)) {
            synchronized (this.injectionMetadataCache) {
                // 4.加锁后，再次从缓存中获取beanName对应的InjectionMetadata
                metadata = this.injectionMetadataCache.get(cacheKey);
                // 5.加锁后，再次检查InjectionMetadata是否需要刷新
                if (InjectionMetadata.needsRefresh(metadata, clazz)) {
                    if (metadata != null) {
                        // 6.如果需要刷新，并且metadata不为空，则先移除
                        metadata.clear(pvs);
                    }
                    try {
                        // 7.解析@Autowired注解的信息，生成元数据（包含clazz和clazz里解析到的注入的元素，
                        // 这里的元素包括AutowiredFieldElement和AutowiredMethodElement）
                        metadata = buildAutowiringMetadata(clazz);
                        // 8.将解析的元数据放到injectionMetadataCache缓存，以备复用，每一个类只解析一次
                        this.injectionMetadataCache.put(cacheKey, metadata);
                    } catch (NoClassDefFoundError err) {
                        throw new IllegalStateException("Failed to introspect bean class [" + clazz.getName() +
                                "] for autowiring metadata: could not find class that it depends on", err);
                    }
                }
            }
        }
        return metadata;
    }

7.解析 @Autowired 注解的信息，生成元数据，**见代码块3详解**。

### 代码块3：buildAutowiringMetadata ###

private InjectionMetadata buildAutowiringMetadata(final Class<?> clazz) {
        // 1.用于存放所有解析到的注入的元素的变量
        LinkedList<InjectionMetadata.InjectedElement> elements = new LinkedList<InjectionMetadata.InjectedElement>();
        Class<?> targetClass = clazz;
    
        // 2.循环遍历
        do {
            // 2.1 定义存放当前循环的Class注入的元素(有序)
            final LinkedList<InjectionMetadata.InjectedElement> currElements =
                    new LinkedList<InjectionMetadata.InjectedElement>();
    
            // 2.2 如果targetClass的属性上有@Autowired注解，则用工具类获取注解信息
            ReflectionUtils.doWithLocalFields(targetClass, new ReflectionUtils.FieldCallback() {
                @Override
                public void doWith(Field field) throws IllegalArgumentException, IllegalAccessException {
                    // 2.2.1 获取field上的@Autowired注解信息
                    AnnotationAttributes ann = findAutowiredAnnotation(field);
                    if (ann != null) {
                        // 2.2.2 校验field是否被static修饰，如果是则直接返回，因为@Autowired注解不支持static修饰的field
                        if (Modifier.isStatic(field.getModifiers())) {
                            if (logger.isWarnEnabled()) {
                                logger.warn("Autowired annotation is not supported on static fields: " + field);
                            }
                            return;
                        }
                        // 2.2.3 获取@Autowired注解的required的属性值（required：值为true时，如果没有找到bean时，自动装配应该失败；false则不会）
                        boolean required = determineRequiredStatus(ann);
                        // 2.2.4 将field、required封装成AutowiredFieldElement，添加到currElements
                        currElements.add(new AutowiredFieldElement(field, required));
                    }
                }
            });
    
            // 2.3 如果targetClass的方法上有@Autowired注解，则用工具类获取注解信息
            ReflectionUtils.doWithLocalMethods(targetClass, new ReflectionUtils.MethodCallback() {
                @Override
                public void doWith(Method method) throws IllegalArgumentException, IllegalAccessException {
                    // 2.3.1 找到桥接方法
                    Method bridgedMethod = BridgeMethodResolver.findBridgedMethod(method);
                    // 2.3.2 判断方法的可见性，如果不可见则直接返回
                    if (!BridgeMethodResolver.isVisibilityBridgeMethodPair(method, bridgedMethod)) {
                        return;
                    }
                    // 2.3.3 获取method上的@Autowired注解信息
                    AnnotationAttributes ann = findAutowiredAnnotation(bridgedMethod);
                    if (ann != null && method.equals(ClassUtils.getMostSpecificMethod(method, clazz))) {
                        // 2.3.4 校验method是否被static修饰，如果是则直接返回，因为@Autowired注解不支持static修饰的method
                        if (Modifier.isStatic(method.getModifiers())) {
                            if (logger.isWarnEnabled()) {
                                logger.warn("Autowired annotation is not supported on static methods: " + method);
                            }
                            return;
                        }
                        // 2.3.5 @Autowired注解标识在方法上的目的就是将容器内的Bean注入到方法的参数中，没有参数就违背了初衷
                        if (method.getParameterTypes().length == 0) {
                            if (logger.isWarnEnabled()) {
                                logger.warn("Autowired annotation should only be used on methods with parameters: " +
                                        method);
                            }
                        }
                        // 2.3.6 获取@Autowired注解的required的属性值
                        boolean required = determineRequiredStatus(ann);
                        // 2.3.7  获取method的属性描述器
                        PropertyDescriptor pd = BeanUtils.findPropertyForMethod(bridgedMethod, clazz);
                        // 2.3.8 将method、required、pd封装成AutowiredMethodElement，添加到currElements
                        currElements.add(new AutowiredMethodElement(method, required, pd));
                    }
                }
            });
    
            // 2.4 将本次循环获取到的注解信息添加到elements
            elements.addAll(0, currElements);
            // 2.5 在解析完targetClass之后，递归解析父类，将所有的@Autowired的属性和方法收集起来，且类的层级越高其属性会被越优先注入
            targetClass = targetClass.getSuperclass();
        }
        while (targetClass != null && targetClass != Object.class); // 2.6 递归解析targetClass父类(直至父类为Object结束)
    
        // 2.7 将clazz和解析到的注入的元素封装成InjectionMetadata
        return new InjectionMetadata(clazz, elements);
    }

2.2.1 获取 field 上的 @Autowired 注解信息、2.3.3 获取 method 上的 @Autowired 注解信息，**见代码块1详解**。

### 代码块4：checkConfigMembers ###

public void checkConfigMembers(RootBeanDefinition beanDefinition) {
        Set<InjectedElement> checkedElements = new LinkedHashSet<InjectedElement>(this.injectedElements.size());
        // 1.遍历检查所有要注入的元素
        for (InjectedElement element : this.injectedElements) {
            Member member = element.getMember();
            // 2.如果beanDefinition的externallyManagedConfigMembers属性不包含该member
            if (!beanDefinition.isExternallyManagedConfigMember(member)) {
                // 3.将该member添加到beanDefinition的externallyManagedConfigMembers属性
                beanDefinition.registerExternallyManagedConfigMember(member);
                // 4.并将element添加到checkedElements
                checkedElements.add(element);
                if (logger.isDebugEnabled()) {
                    logger.debug("Registered injected element on class [" + this.targetClass.getName() + "]: " + element);
                }
            }
        }
        // 5.赋值给checkedElements（检查过的元素）
        this.checkedElements = checkedElements;
    }

至此，使用 @Autowire 修饰的方法和属性的相关元数据信息都已经放到 injectionMetadataCache 缓存中，用于后续使用。

### 2.postProcessPropertyValues 方法介绍 ###

postProcessPropertyValues 被定义在 InstantiationAwareBeanPostProcessor 接口中，该方法的主要作用是：将属性值应用于给定 bean 之前对给定属性值进行后置处理。

在 AutowiredAnnotationBeanPostProcessor 的实现中，主要是对使用了 @Autowire 注解的方法和属性进行自动注入，将依赖的 bean 赋值给对应的属性。

在 Spring IoC 的过程中，调用的入口在：[Spring IoC：createBean详解（下）][Spring IoC 11]中的**代码块4中的7.1.1**，下面介绍下 postProcessPropertyValues 方法。

### AutowiredAnnotationBeanPostProcessor\#postProcessPropertyValues ###

查看该方法的上下文，请参考：[Spring IoC：createBean详解（下）][Spring IoC 11]中的**代码块4中的7.1.1**。

@Override
    public PropertyValues postProcessPropertyValues(
            PropertyValues pvs, PropertyDescriptor[] pds, Object bean, String beanName) throws BeanCreationException {
    
        // 1.在指定Bean中查找使用@Autowire注解的元数据
        InjectionMetadata metadata = findAutowiringMetadata(beanName, bean.getClass(), pvs);
        try {
            // 2.InjectionMetadata: 执行inject()方法，开始执行属性注入或方法注入
            metadata.inject(bean, beanName, pvs);
        } catch (BeanCreationException ex) {
            throw ex;
        } catch (Throwable ex) {
            throw new BeanCreationException(beanName, "Injection of autowired dependencies failed", ex);
        }
        return pvs;
    }

1.在指定 bean 中查找使用 @Autowire 注解的元数据，**见代码块2详解**，这边会直接从缓存中拿到之前已经解析好的数据。

2.执行 inject() 方法，开始执行属性注入或方法注入，**见代码块5详解**。

### 代码块5：inject ###

public void inject(Object target, String beanName, PropertyValues pvs) throws Throwable {
        // 1.如果checkedElements存在，则使用checkedElements，否则使用injectedElements
        Collection<InjectedElement> elementsToIterate =
                (this.checkedElements != null ? this.checkedElements : this.injectedElements);
        if (!elementsToIterate.isEmpty()) {
            boolean debug = logger.isDebugEnabled();
            for (InjectedElement element : elementsToIterate) {
                if (debug) {
                    logger.debug("Processing injected element of bean '" + beanName + "': " + element);
                }
                // 2.解析@Autowired注解生成的元数据类：AutowiredFieldElement、AutowiredMethodElement，
                // 这两个类继承InjectionMetadata.InjectedElement，各自重写了inject方法。
                element.inject(target, beanName, pvs);
            }
        }
    }

2.解析 @Autowired 注解生成的元数据类：AutowiredFieldElement、AutowiredMethodElement，这两个类继承InjectionMetadata.InjectedElement，各自重写了 inject 方法。对于属性注入来说，会走到 AutowiredFieldElement 中的 inject 方法，**见代码块6详解**。

### 代码块6：AutowiredFieldElement\#inject ###

@Override
    protected void inject(Object bean, String beanName, PropertyValues pvs) throws Throwable {
        // 1.拿到该元数据的属性值
        Field field = (Field) this.member;
        Object value;
        // 2.如果缓存中已经存在，则直接从缓存中解析属性
        if (this.cached) {
            value = resolvedCachedArgument(beanName, this.cachedFieldValue);
        } else {
            // 3.将field封装成DependencyDescriptor
            DependencyDescriptor desc = new DependencyDescriptor(field, this.required);
            desc.setContainingClass(bean.getClass());
            Set<String> autowiredBeanNames = new LinkedHashSet<String>(1);
            TypeConverter typeConverter = beanFactory.getTypeConverter();
            try {
                // 4.解析当前属性所匹配的bean实例，并把解析到的bean实例的beanName存储在autowiredBeanNames中
                value = beanFactory.resolveDependency(desc, beanName, autowiredBeanNames, typeConverter);
            } catch (BeansException ex) {
                throw new UnsatisfiedDependencyException(null, beanName, new InjectionPoint(field), ex);
            }
            synchronized (this) {
                if (!this.cached) {
                    // 5.value不为空或者required为true
                    if (value != null || this.required) {
                        // 6.如果属性依赖注入的bean不止一个（Array,Collection,Map），缓存cachedFieldValue放的是DependencyDescriptor
                        this.cachedFieldValue = desc;
                        // 7.注册依赖关系到缓存（beanName 依赖 autowiredBeanNames）
                        registerDependentBeans(beanName, autowiredBeanNames);
                        // 8.如果属性依赖注入的bean只有一个（正常都是一个）
                        if (autowiredBeanNames.size() == 1) {
                            String autowiredBeanName = autowiredBeanNames.iterator().next();
                            if (beanFactory.containsBean(autowiredBeanName)) {
                                // @Autowired标识属性类型和Bean的类型要匹配，因此Array,Collection,Map类型的属性不支持缓存属性Bean名称
                                // 9.检查autowiredBeanName对应的bean的类型是否为field的类型
                                if (beanFactory.isTypeMatch(autowiredBeanName, field.getType())) {
                                    // 10.将该属性解析到的bean的信息封装成ShortcutDependencyDescriptor，
                                    // 以便之后可以通过getBean方法来快速拿到bean实例
                                    this.cachedFieldValue = new ShortcutDependencyDescriptor(
                                            desc, autowiredBeanName, field.getType());
                                }
                            }
                        }
                    } else {
                        this.cachedFieldValue = null;
                    }
                    // 11.缓存标识设为true
                    this.cached = true;
                }
            }
        }
        if (value != null) {
            // 12.设置字段访问性
            ReflectionUtils.makeAccessible(field);
            // 13.通过反射为属性赋值，将解析出来的bean实例赋值给field
            field.set(bean, value);
        }
    }

4.解析当前属性所匹配的 bean 实例，并把解析到的 bean 实例的 beanName 存储在 autowiredBeanNames 中，见 [Spring IoC：createBean详解（上）][Spring IoC 10]中**代码块9详解**。

7.注册依赖关系到缓存（beanName 依赖 autowiredBeanNames），**见代码块7详解**。

13.通过反射为属性赋值，将解析出来的 bean 实例赋值给 field，至此，@Autowire 修饰的 bean 就被注入进来了。

### 代码块7：registerDependentBeans ###

private void registerDependentBeans(String beanName, Set<String> autowiredBeanNames) {
        if (beanName != null) {
            // 1.遍历所有autowiredBeanNames
            for (String autowiredBeanName : autowiredBeanNames) {
                if (this.beanFactory.containsBean(autowiredBeanName)) {
                    // 2.如果autowiredBeanName在BeanFactory中存在，则注册依赖关系到缓存（beanName 依赖 autowiredBeanName）
                    this.beanFactory.registerDependentBean(autowiredBeanName, beanName);
                }
                if (logger.isDebugEnabled()) {
                    logger.debug("Autowiring by type from bean name '" + beanName +
                            "' to bean named '" + autowiredBeanName + "'");
                }
            }
        }
    }

2.如果 autowiredBeanName 在 BeanFactory 中存在，则注册依赖关系到缓存（beanName 依赖 autowiredBeanName），见 [Spring IoC：getBean详解][Spring IoC 9] 中**代码块7详解**。

## 总结 ##

本文简单的介绍了 @Autowire 常见的用法，并对 Spring IoC 构建过程 @Autowire 注解相关的方法进行了解析。这些方法如果单独看可能无法很好的理解 @Autowire 注解，建议结合 [Spring IoC：createBean 详解（上）][Spring IoC 10]和 [Spring IoC：createBean详解（下）][Spring IoC 11]一起阅读，以便更好的理解 @Autowire 注解的原理。

[Spring IoC]: https://blog.csdn.net/v123411739/article/details/99308642
[Spring IoC 1]: https://blog.csdn.net/v123411739/article/details/85934686
[Link 1]: https://blog.csdn.net/v123411739/article/details/88088316
[Spring IoC 2]: https://blog.csdn.net/v123411739/article/details/86555733
[Spring IoC 3]: https://blog.csdn.net/v123411739/article/details/86563620
[Spring IoC 4]: https://blog.csdn.net/v123411739/article/details/86669952
[Spring IoC 5]: https://blog.csdn.net/v123411739/article/details/87447290
[Spring IoC_context_component-scan]: https://blog.csdn.net/v123411739/article/details/87477952
[Spring IoC 6]: https://blog.csdn.net/v123411739/article/details/87741251
[Spring IoC 7]: https://blog.csdn.net/v123411739/article/details/87886900
[Spring IoC 8]: https://blog.csdn.net/v123411739/article/details/87907784
[Spring IoC 9]: https://blog.csdn.net/v123411739/article/details/87954818
[Spring IoC 10]: https://blog.csdn.net/v123411739/article/details/87994934
[Spring IoC 11]: https://blog.csdn.net/v123411739/article/details/88077817
[Spring IoC_finishRefresh]: https://blog.csdn.net/v123411739/article/details/99288413
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