【小家Spring】Spring IoC是如何使用BeanWrapper和Java内省结合起来给Bean属性赋值的

每篇一句

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前言

书写此篇博文的缘由是出自一道面试题：面试题目大概如标题所述。
我个人认为这道面试题问得是非常有水平的，因为它涉及到的知识点既有深度，又有广度，可谓一举两得~~~因此在这里分享给大家。

为了给此文做铺垫，前面已经有两篇文章分别叙述了Java内省和BeanWrapper，而且还分析了底层接口：属性访问器(PropertyAccessor)。若对此部分还不是很了解的话，建议可以先出门左拐或者单击【相关阅读】里的链接~

Spring IoC和Java内省的依赖关系说明

Spring需要依赖注入就需要使用BeanWrapper，上章节说了BeanWrapperImpl的实现大都委托给了CachedIntrospectionResults去完成，而CachedIntrospectionResults它的核心说法就是Java内省机制。

从层层委托的依赖关系可以看出，Spring IoC的依赖注入（给属性赋值）是层层委托的最终给了Java内省机制，这是Spring框架设计精妙处之一。这也符合我上文所诉：BeanWrapper这个接口并不建议应用自己去直接使用~~~
那么本文就着眼于此，结合源码去分析Spring IoC容器它使用BeanWrapper完成属性赋值（依赖注入）之精华~

Spring IoC中使用BeanWrapper源码分析

Spring IoC我相信小伙伴并不陌生了，但IoC的细节不是本文的重点。为了便于分析，我把这个过程画一个时序图描述如下：

有了这个简略的时序图，接下来就一步一步的分析吧

doCreateBean() 创建Bean

任何创建Bean的过程，都得经历doCreateBean()。这句代码我们已经非常熟悉了，它在AbstractAutowireCapableBeanFactory里：

    protected Object doCreateBean(final String beanName, final RootBeanDefinition mbd, final @Nullable Object[] args) throws BeanCreationException {
        BeanWrapper instanceWrapper = null;
        ...
        // 这一步简单的说：通过构造函数实例化Bean后，new BeanWrapperImpl(beanInstance)包装起来
        // 并且：initBeanWrapper(bw);  作用是注册ConversionService和registerCustomEditors() ...
        instanceWrapper = createBeanInstance(beanName, mbd, args);
        ...
        // 给属性赋值：此处会实施BeanWrapper的真正实力~~~~
        // 注意：此处第三个参数传入的是BeanWrapper，而不是源生beanduixiang~~~ 
        populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);
        exposedObject = initializeBean(beanName, exposedObject, mbd);
        ...
    }

doCreateBean这个方法完成整个Bean的实例化、初始化。而这里面我们最为关注的自然就是populateBean()这个方法，它的作用是完成给属性赋值，从时序图中也可以看出这是一个入口

populateBean()：给Bean的属性赋值~

    protected void populateBean(String beanName, RootBeanDefinition mbd, @Nullable BeanWrapper bw) {
        ...
        // 从Bean定义里面把准备好的值都拿出来~~~
        // 它是个MutablePropertyValues，持有N多个属性的值~~~
        PropertyValues pvs = (mbd.hasPropertyValues() ? mbd.getPropertyValues() : null);
        ...
        for (BeanPostProcessor bp : getBeanPostProcessors()) {
            ...
            // 此处会从后置处理，从里面把依赖的属性，值都拿到。比如大名鼎鼎的AutowiredAnnotationBeanPostProcessor就是在此处拿出值的~~~
            PropertyValues pvsToUse = ibp.postProcessProperties(pvs, bw.getWrappedInstance(), beanName);
            ...
            pvs = pvsToUse;
        }
        ...
        // 若存在属性pvs ，那就做赋值操作吧~~~（本处才是今天关心的重点~~~）
        if (pvs != null) {
            applyPropertyValues(beanName, mbd, bw, pvs);
        }
    }

深入到方法内部，它完成了k-v值的准备工作，很多重要的BeanPostProcessor也在此处得到执行。对于最终给属性赋值的步骤，是交给了本类的applyPropertyValues()方法去完成~~~

其实到了此处，理论上小伙伴就应该就能猜到接下来的核心下文了~

applyPropertyValues()：完成属性赋值

这个方法的处理内容才是本文最应该关注的核心，它在处理数据解析、转换这一块还是存在不小的复杂度的~

    // 本方法传入了beanName和bean定义信息，以及它对应的BeanWrapper和value值们~
    protected void applyPropertyValues(String beanName, BeanDefinition mbd, BeanWrapper bw, PropertyValues pvs) {
        if (pvs.isEmpty()) {
            return;
        }
        ...
        MutablePropertyValues mpvs = null;
        List original;

        // 说明一下：为何这里还是要判断一下，虽然Spring对PropertyValues的内建实现只有MutablePropertyValues
        // 但是这个是调用者自己也可以实现逻辑的~~~so判断一下最佳~~~~
        if (pvs instanceof MutablePropertyValues) {
            mpvs = (MutablePropertyValues) pvs;
            // 此处有个短路处理：
            // 若该mpvs中的所有属性值都已经转换为对应的类型，则把mpvs设置到BeanWrapper中，返回
            if (mpvs.isConverted()) {
                // Shortcut: use the pre-converted values as-is.
                try {
                    bw.setPropertyValues(mpvs);
                    return;
                } catch (BeansException ex) {
                    throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName, "Error setting property values", ex);
                }
            }
            // 否则，拿到里面的属性值们~~~
            original = mpvs.getPropertyValueList();
        } else {
            original = Arrays.asList(pvs.getPropertyValues());
        }

        // 显然，若调用者没有自定义转换器，那就使用BeanWrapper本身~~~（因为BeanWrapper实现了TypeConverter 接口~~）
        TypeConverter converter = getCustomTypeConverter();
        if (converter == null) {
            converter = bw;
        }
        
        // 获取BeanDefinitionValueResolver，该Bean用于将bean定义对象中包含的值解析为应用于目标bean实例的实际值。
        BeanDefinitionValueResolver valueResolver = new BeanDefinitionValueResolver(this, beanName, mbd, converter);

        // Create a deep copy, resolving any references for values.
        // 此处翻译成深度拷贝不合适，倒不如翻译成深度解析更为合理~~~~
        List deepCopy = new ArrayList<>(original.size());
        boolean resolveNecessary = false;

        // 遍历没有被解析的original属性值们~~~~
        for (PropertyValue pv : original) {
            if (pv.isConverted()) {
                deepCopy.add(pv);
            } else { // 那种还没被解析过的PropertyValue此处会一步步解析~~~~
                String propertyName = pv.getName(); // 属性名称
                Object originalValue = pv.getValue(); // 未经类型转换的值（注意：是未经转换的，可能还只是个字符串或者表达式而已~~~~）

                // 最为复杂的解析逻辑~~~
                Object resolvedValue = valueResolver.resolveValueIfNecessary(pv, originalValue);
                Object convertedValue = resolvedValue;

                // 属性可写 并且 不是嵌套（如foo.bar，java中用getFoo().getBar()表示）或者索引（如person.addresses[0]）属性
                boolean convertible = bw.isWritableProperty(propertyName) && !PropertyAccessorUtils.isNestedOrIndexedProperty(propertyName);
                if (convertible) {
                    // 用类型转换器进行转换
                    convertedValue = convertForProperty(resolvedValue, propertyName, bw, converter);
                }
                if (resolvedValue == originalValue) {
                    if (convertible) {
                        pv.setConvertedValue(convertedValue);
                    }
                    deepCopy.add(pv);
                } else if (convertible && originalValue instanceof TypedStringValue &&
                        !((TypedStringValue) originalValue).isDynamic() &&
                        !(convertedValue instanceof Collection || ObjectUtils.isArray(convertedValue))) {
                    pv.setConvertedValue(convertedValue);
                    deepCopy.add(pv);
                }
                else {
                    resolveNecessary = true;
                    deepCopy.add(new PropertyValue(pv, convertedValue));
                }
            }
        }

        // 标记mpvs已经转换
        if (mpvs != null && !resolveNecessary) {
            mpvs.setConverted();
        }

        // Set our (possibly massaged) deep copy.
        // 使用转换后的值进行填充~~~~~~~~~~
        try {
            bw.setPropertyValues(new MutablePropertyValues(deepCopy));
        } catch (BeansException ex) {
            throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName, "Error setting property values", ex);
        }

    }

    // 属性值的转换
    @Nullable
    private Object convertForProperty(@Nullable Object value, String propertyName, BeanWrapper bw, TypeConverter converter) {
        // 需要特别注意的是：convertForProperty方法是BeanWrapperImpl的实例方法，并非接口方法
        // 这个方法内部就用到了CachedIntrospectionResults，从何就和Java内省搭上了关系~~~
        if (converter instanceof BeanWrapperImpl) {
            return ((BeanWrapperImpl) converter).convertForProperty(value, propertyName);
        } else { // 自定义转换器
            PropertyDescriptor pd = bw.getPropertyDescriptor(propertyName);
            MethodParameter methodParam = BeanUtils.getWriteMethodParameter(pd);
            return converter.convertIfNecessary(value, pd.getPropertyType(), methodParam);
        }
    }

说明：BeanDefinitionValueResolver是Spring一个内建的非public类，它在上述步骤中承担了非常多的任务，具体可参考此处：BeanDefinitionValueResolver和PropertyValues

从命名中就能看出，它处理BeanDefinition的各式各样的情况，它主要是在xml配置时代起到了非常大的作用，形如这样：

因为我们知道在xml时代配置Bean非常的灵活：引用Bean、Map、List甚至支持SpEL等等，这一切权得益于BeanDefinitionValueResolver这个类来处理各种case~

其实在现在注解大行其道的今天，配置Bean我们大都使用@Bean来配置，它是一种工厂方法的实现，因此这个处理类的作用就被弱化了很多。但是，但是，但是，它仍旧是我们实施定制化BeanDefinition的一个有力武器~

applyPropertyValues()这一步完成之后，就彻底完成了对Bean实例属性的赋值。从中可以看到最终的赋值操作，核心依赖的就是这么一句话：

bw.setPropertyValues(new MutablePropertyValues(deepCopy))

并且从转换的逻辑我们也需要知道的是：IoC并不是100%得使用BeanWrapper的，若我们是自定义了一个转换器，其实是可以不经过Java内省机制，而是直接通过反射来实现的，当然并不建议这么去做~

总结

BeanWrapper体系相比于 Spring 中其他体系是比较简单的，它作为BeanDefinition向 Bean转换过程中的中间产物，承载了 bean 实例的包装、类型转换、属性的设置以及访问等重要作用（请不要落了访问这个重要能力）。

关于此面试题怎么去回答，如果是我主考我会这么评价回答：

1. 能答到populateBean()这里算是对这块知识入门了
2. 能答到applyPropertyValues()这里，那基本对此回答就比较满意了

3. 当然若能答到：通过自定义实现一个转换器+反射实现作为实现，而绕过Java内省机制。那势必就可以加分了~
   1. 若达到自定义、个性化定义BeanDefinition这块（虽然与本问题没有必然关联），也是可以加分的（毕竟是面试而非考试~）

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