本文来说下@Autowired注解，这个注解在平时的开发中也是使用的比较多，但是很多人可能也就是仅仅会使用而已，本文来说下其实现原理。

文章目录

@Autowired注解概述
@Autowired注解用法
@Autowired注解的作用到底是什么
@Autowired注解是如何实现的
@Autowired注解实现逻辑分析
相关问题
相关阅读
本文小结

@Autowired注解概述

使用spring开发时，进行配置主要有两种方式，一是xml的方式，二是java config的方式。

spring技术自身也在不断的发展和改变，从当前springboot的火热程度来看，java config的应用是越来越广泛了，在使用java config的过程当中，我们不可避免的会有各种各样的注解打交道，其中，我们使用最多的注解应该就是@Autowired注解了。这个注解的功能就是为我们注入一个定义好的bean。

那么，这个注解除了我们常用的属性注入方式之外还有哪些使用方式呢？它在代码层面又是怎么实现的呢？这是本篇文章着重想讨论的问题。

@Autowired注解用法

在分析这个注解的实现原理之前，我们不妨先来回顾一下@Autowired注解的用法。

将@Autowired注解应用于构造函数，如以下示例所示

public class MovieRecommender {private final CustomerPreferenceDao customerPreferenceDao;@Autowiredpublic MovieRecommender(CustomerPreferenceDao customerPreferenceDao) {this.customerPreferenceDao = customerPreferenceDao;}// ...
}

将@Autowired注释应用于setter方法

public class SimpleMovieLister {private MovieFinder movieFinder;@Autowiredpublic void setMovieFinder(MovieFinder movieFinder) {this.movieFinder = movieFinder;}// ...
}

将@Autowired注释应用于具有任意名称和多个参数的方法

public class MovieRecommender {private MovieCatalog movieCatalog;private CustomerPreferenceDao customerPreferenceDao;@Autowiredpublic void prepare(MovieCatalog movieCatalog,CustomerPreferenceDao customerPreferenceDao) {this.movieCatalog = movieCatalog;this.customerPreferenceDao = customerPreferenceDao;}// ...
}

也可以将@Autowired应用于字段，或者将其与构造函数混合，如以下示例所示

public class MovieRecommender {private final CustomerPreferenceDao customerPreferenceDao;@Autowiredprivate MovieCatalog movieCatalog;@Autowiredpublic MovieRecommender(CustomerPreferenceDao customerPreferenceDao) {this.customerPreferenceDao = customerPreferenceDao;}// ...
}

直接应用于字段是我们使用的最多的一种方式，但是使用构造方法注入从代码层面却是更加好的。除此之外，还有以下不太常见的几种方式

将@Autowired注释添加到需要该类型数组的字段或方法，则spring会从ApplicationContext中搜寻符合指定类型的所有bean，如以下示例所示：

public class MovieRecommender {@Autowiredprivate MovieCatalog[] movieCatalogs;// ...
}

数组可以，我们可以马上举一反三，那容器也可以吗，答案是肯定的，下面是set以及map的例子：

public class MovieRecommender {private Set<MovieCatalog> movieCatalogs;@Autowiredpublic void setMovieCatalogs(Set<MovieCatalog> movieCatalogs) {this.movieCatalogs = movieCatalogs;}// ...
}

public class MovieRecommender {private Map<String, MovieCatalog> movieCatalogs;@Autowiredpublic void setMovieCatalogs(Map<String, MovieCatalog> movieCatalogs) {this.movieCatalogs = movieCatalogs;}// ...
}

以上就是@Autowired注解的主要使用方式，经常使用spring的话应该对其中常用的几种不会感到陌生。

@Autowired注解的作用到底是什么

@Autowired这个注解我们经常在使用，现在，我想问的是，它的作用到底是什么呢?

首先，我们从所属范围来看，事实上这个注解是属于spring的容器配置的一个注解，与它同属容器配置的注解还有：@Required,@Primary, @Qualifier等等。因此@Autowired注解是一个用于容器(container)配置的注解。

其次，我们可以直接从字面意思来看，@autowired注解来源于英文单词autowire,这个单词的意思是自动装配的意思。自动装配又是什么意思？这个词语本来的意思是指的一些工业上的用机器代替人口，自动将一些需要完成的组装任务，或者别的一些任务完成。而在spring的世界当中，自动装配指的就是使用将Spring容器中的bean自动的和我们需要这个bean的类组装在一起。

因此，笔者个人对这个注解的作用下的定义就是:将Spring容器中的bean自动的和我们需要这个bean的类组装在一起协同使用。

接下来，我们就来看一下这个注解背后到底做了些什么工作。

@Autowired注解是如何实现的

事实上，要回答这个问题必须先弄明白的是java是如何支持注解这样一个功能的。

java的注解实现的核心技术是反射，让我们通过一些例子以及自己实现一个注解来理解它工作的原理。

例如注解@Override

@Override注解的定义如下:

@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.SOURCE)
public @interface Override {}

@Override注解使用java官方提供的注解，它的定义里面并没有任何的实现逻辑。注意，所有的注解几乎都是这样的，注解只能是被看作元数据，它不包含任何业务逻辑。　注解更像是一个标签，一个声明，表面被注释的这个地方，将具有某种特定的逻辑。

那么，问题接踵而至，注解本身不包含任何逻辑，那么注解的功能是如何实现的呢？答案必然是别的某个地方对这个注解做了实现。以@Override注解为例，他的功能是重写一个方法，而他的实现者就是JVM，java虚拟机，java虚拟机在字节码层面实现了这个功能。

但是对于开发人员，虚拟机的实现是无法控制的东西，也不能用于自定义注解。所以，如果是我们自己想定义一个独一无二的注解的话，则我们需要自己为注解写一个实现逻辑，换言之，我们需要实现自己注解特定逻辑的功能。

@Autowired注解实现逻辑分析

知道了上面的知识，我们不难想到，上面的注解虽然简单，但是@Autowired和他最大的区别应该仅仅在于注解的实现逻辑，其他利用反射获取注解等等步骤应该都是一致的。先来看一下@Autowired这个注解在spring的源代码里的定义是怎样的，如下所示：

package org.springframework.beans.factory.annotation;import java.lang.annotation.Documented;
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;@Target({ElementType.CONSTRUCTOR, ElementType.METHOD, ElementType.PARAMETER, ElementType.FIELD, ElementType.ANNOTATION_TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface Autowired {boolean required() default true;
}

阅读代码我们可以看到，Autowired注解可以应用在构造方法，普通方法，参数，字段，以及注解这五种类型的地方，它的保留策略是在运行时。

在Spring源代码当中，Autowired注解位于包org.springframework.beans.factory.annotation之中，该包的内容如下：

经过分析，不难发现Spring对autowire注解的实现逻辑位于类:AutowiredAnnotationBeanPostProcessor之中,已在上图标红。其中的核心处理代码如下:

private InjectionMetadata buildAutowiringMetadata(final Class<?> clazz) {LinkedList<InjectionMetadata.InjectedElement> elements = new LinkedList<>();Class<?> targetClass = clazz;//需要处理的目标类do {final LinkedList<InjectionMetadata.InjectedElement> currElements = new LinkedList<>();/*通过反射获取该类所有的字段，并遍历每一个字段，并通过方法findAutowiredAnnotation遍历每一个字段的所用注解，并如果用autowired修饰了，则返回auotowired相关属性*/  ReflectionUtils.doWithLocalFields(targetClass, field -> {AnnotationAttributes ann = findAutowiredAnnotation(field);if (ann != null) {//校验autowired注解是否用在了static方法上if (Modifier.isStatic(field.getModifiers())) {if (logger.isWarnEnabled()) {logger.warn("Autowired annotation is not supported on static fields: " + field);}return;}//判断是否指定了requiredboolean required = determineRequiredStatus(ann);currElements.add(new AutowiredFieldElement(field, required));}});//和上面一样的逻辑，但是是通过反射处理类的methodReflectionUtils.doWithLocalMethods(targetClass, method -> {Method bridgedMethod = BridgeMethodResolver.findBridgedMethod(method);if (!BridgeMethodResolver.isVisibilityBridgeMethodPair(method, bridgedMethod)) {return;}AnnotationAttributes ann = findAutowiredAnnotation(bridgedMethod);if (ann != null && method.equals(ClassUtils.getMostSpecificMethod(method, clazz))) {if (Modifier.isStatic(method.getModifiers())) {if (logger.isWarnEnabled()) {logger.warn("Autowired annotation is not supported on static methods: " + method);}return;}if (method.getParameterCount() == 0) {if (logger.isWarnEnabled()) {logger.warn("Autowired annotation should only be used on methods with parameters: " +method);}}boolean required = determineRequiredStatus(ann);PropertyDescriptor pd = BeanUtils.findPropertyForMethod(bridgedMethod, clazz);currElements.add(new AutowiredMethodElement(method, required, pd));}});//用@Autowired修饰的注解可能不止一个，因此都加在currElements这个容器里面，一起处理  elements.addAll(0, currElements);targetClass = targetClass.getSuperclass();}while (targetClass != null && targetClass != Object.class);return new InjectionMetadata(clazz, elements);}

博主在源代码里加了注释，结合注释就能看懂它做的事情了，最后这个方法返回的就是包含所有带有autowire注解修饰的一个InjectionMetadata集合。这个类由两部分组成:

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

一是我们处理的目标类，二就是上述方法获取到的所以elements集合。

有了目标类，与所有需要注入的元素集合之后，我们就可以实现autowired的依赖注入逻辑了，实现的方法如下:

@Override
public PropertyValues postProcessPropertyValues(PropertyValues pvs, PropertyDescriptor[] pds, Object bean, String beanName) throws BeanCreationException {InjectionMetadata metadata = findAutowiringMetadata(beanName, bean.getClass(), pvs);try {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;
}

它调用的方法是InjectionMetadata中定义的inject方法，如下

public void inject(Object target, @Nullable String beanName, @Nullable PropertyValues pvs) throws Throwable {Collection<InjectedElement> checkedElements = this.checkedElements;Collection<InjectedElement> elementsToIterate =(checkedElements != null ? checkedElements : this.injectedElements);if (!elementsToIterate.isEmpty()) {for (InjectedElement element : elementsToIterate) {if (logger.isTraceEnabled()) {logger.trace("Processing injected element of bean '" + beanName + "': " + element);}element.inject(target, beanName, pvs);}}}

其逻辑就是遍历，然后调用inject方法，inject方法其实现逻辑如下:

/*** Either this or {@link #getResourceToInject} needs to be overridden.*/
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, getResourceToInject(target, requestingBeanName));}else {if (checkPropertySkipping(pvs)) {return;}try {Method method = (Method) this.member;ReflectionUtils.makeAccessible(method);method.invoke(target, getResourceToInject(target, requestingBeanName));}catch (InvocationTargetException ex) {throw ex.getTargetException();}}
}

在这里的代码当中我们也可以看到，是inject也使用了反射技术并且依然是分成字段和方法去处理的。在代码里面也调用了makeAccessible这样的可以称之为暴力破解的方法，但是反射技术本就是为框架等用途设计的，这也无可厚非。

对于字段的话，本质上就是去set这个字段的值，即对对象进行实例化和赋值，例如下面代码:

@Autowired
ObjectTest objectTest;

那么在这里实现的就相当于给这个objecTest引用赋值了。

对于方法的话，本质就是去调用这个方法，因此这里调用的是method.invoke.

getResourceToInject方法的参数就是要注入的bean的名字，这个方法的功能就是根据这个bean的名字去拿到它。

以上，就是@Autowire注解实现逻辑的全部分析。结合源代码再看一遍的话，会更加清楚一点。下面是spring容器如何实现@AutoWired自动注入的过程的图:

总结起来一句话：使用@Autowired注入的bean对于目标类来说，从代码结构上来讲也就是一个普通的成员变量，@Autowired和spring一起工作，通过反射为这个成员变量赋值，也就是将其赋为期望的类实例。

本文小结

本文详细介绍了@Autowired注解相关的知识与实现细节。

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