九.Spring之依赖注入、循环依赖原理

一.依赖注入

诸如 @Autowired、@Inject、@Resource 是如何将实例注入到属性的。

1.演示代码

BookService，给其中用不同注解，注入不同的dao实例

@Service
public class BookService {
	
	@Autowired(required=true)
	private BookDao bookDao;

	@Inject
	private BookDao2 bookDao2;

	@Resource
	private BookDao3 bookDao3;

	@Qualifier("bookDao4")
	@Autowired
	private BookDao4 bookDao4;
}

随便新建几个dao

@Repository
public class BookDao {
}
@Repository
public class BookDao2 {
}

单元测试 和配置类

@Configuration
@ComponentScan({"com.atguigu.service","com.atguigu.dao",
	"com.atguigu.controller","com.atguigu.bean"})
public class MainConifgOfAutowired {
}

@Test
	public void test01(){
		AnnotationConfigApplicationContext applicationContext = new AnnotationConfigApplicationContext(MainConifgOfAutowired.class);
		
		BookService bookService = applicationContext.getBean(BookService.class);
		System.out.println(bookService);
}

2.debug创建BookService

创建service这种实例，是在 容器refresh方法的最后一步，finishBeanFactoryInitialization，我直接将断点设置在preInstantiateSingletons方法上，将断点调试为创建 BookService,然后一步步看如何依赖注入。

一直debug到doCreateBean.

AbstractAutowireCapableBeanFactory.doCreateBean

首先会创建bean，然后遍历 MergedBeanDefinitionPostProcessor (一种后置处理器)修改bean定义。

其中有两个 MergedBeanDefinitionPostProcessor 需要讲，AutowiredAnnotationBeanPostProcessor和CommonAnnotationBeanPostProcessor。

3.MergedBeanDefinitionPostProcessor

AutowiredAnnotationBeanPostProcessor.findAutowiringMetadata 寻找参数bean有关Autowired注解的元数据，就是bean有哪些属性注解了@Autowired。

buildAutowiringMetadata里面是用反射找，并且放入缓存，后面会用到。

BookService找到了三个有关Autowired的元数据,即三个属性。

对比演示示例，说明@Autowired、@Inject、@Qualifier都是用这个AutowiredAnnotationBeanPostProcessor可以解析。

而CommonAnnotationBeanPostProcessor.postProcessMergedBeanDefinition完成@Resource元数据的寻找，并放入缓存。

4.populateBean

继续doCreateBean创建BookService实例

• 判断是否单例、是否允许循环依赖、当前bean是否正在创建然后 addSingletonFactory(这一步会在循环依赖中细讲)
• populateBean设置属性，向BookService注入示例 就是在这里完成的

进入populateBean，直接看 完成成注入的一步。

遍历InstantiationAwareBeanPostProcessor执行postProcessPropertyValues，其中需要看的是CommonAnnotationBeanPostProcessor 和AutowiredAnnotationBeanPostProcessor。

5.InstantiationAwareBeanPostProcessor

CommonAnnotationBeanPostProcessor.postProcessPropertyValues()完成@Resource 的注入。

• findResourceMetadata 寻找注解@Resource的属性，之前在postProcessMergedBeanDefinition方法中也调用了此方法，找到并放入了缓存。
• metadata.inject(bean, beanName, pvs);注入实例

下图看到属性信息

进入metadata.inject，遍历elementsToIterate 就是要注入的属性

用反射注入属性值，因为当前要注入的属性是 BookDao3,这个实例还没有，所以继续debug会发现会用工厂创建BookDao3，就会进入创建bean流程。

再看AutowiredAnnotationBeanPostProcessor.postProcessPropertyValues,找到标注Autowired注解的属性，并完成注入。

6.总结

CommonAnnotationBeanPostProcessor和AutowiredAnnotationBeanPostProcessor 分别类上注解解析了@Resource 和@Autowired、@Inject的属性信息，并完成注入，如果容器中没有属性需要的实例，就会创建再注入。

二.@DependsOn

@DependsOn自定义表明当前bean需要依赖些bean，Spring会优先创建依赖bean到容器中。

1.演示

BookService依赖一个名为color2的bean，配置类中注入了这个bean。

@Service
@DependsOn(value = "color2")
public class BookService{
}

@Configuration
@ComponentScan({"com.atguigu.service","com.atguigu.dao",
	"com.atguigu.controller","com.atguigu.bean"})
public class MainConifgOfAutowired {
	

	@Bean
	public Color color2(){
		Color color = new Color();
		return color;
	}
	

}

2.原理 

依然将断点设置到 创建BookService时，AbstractBeanFactory.doGetBean方法。

其中在bean定义中会寻找到依赖的bean，优先创建注册。

三.循环依赖

假设有两个实例bean，A和B，A的属性注入了B实例，B的属性又注入了A，互相注入了对方实例，无线套娃，就叫循环依赖。

首先说明，spring中，只支持在属性注入的循环依赖，如果是通过构造方法注入是不支持循环依赖的。

1.演示代码

BookService注入了BookDao

@Service
public class BookService {
	
	@Autowired(required=true)
	private BookDao bookDao;
}

BookDao注入了BookService

@Repository
public class BookDao {

	@Autowired
	private BookService bookService;
}

跟上边一样的配置了和单元测试，运行结果：

2.匿名内部类

看原理前先看一个匿名内部类的应用：

一个工厂接口

public interface ObjectFacoryTest {

    Object getObject();
}

单元测试， 循环在集合中加入 工厂接口的匿名内部类实现，重写方法调用测试类的getnum方法返回数字，最后遍历工厂将数字打印。结果0-9打印

2.spring实例缓存

把断点设置到创建BookService,在 AbstractAutowireCapableBeanFactory的 doCreateBean方法

下图，判断实例单例、允许循环依赖、当前实例正在创建中，则执行 addSingletonFactory 方法，参数是匿名内类，内部类重写方法getObject 其中调用了 AbstractAutowireCapableBeanFactory.getEarlyBeanReference。

注意 getObject 可以得到beanName对应的bean实例，即使是还没初始化的实例。

进入addSingletonFactory，判断当前bean是否在 singletonObjects中(bean如果完整创建就存在)，这里还不存在，所以将参数工厂放入singletonFactories，以及其他缓存操作。

这里涉及到几个缓存：

• singletonObjects：，已经完全创建好的实例
• singletonFactories：，bean对应的一个实例工厂，可以得到bean。
• earlySingletonObjects: ，还没完全创建好的bean。
• registeredSingletons:已经注册过的bean名称

3. 创建被注入的实例

在上边依赖注入中讲过，populateBean会完成注入操作，将BookDao注入BookService,但此时BookDao实例还不在容器中，继续debug会发现流程又走到了 doCreateBean,去创建BookDao。

但BookDao也要注入BookServic实例，刚刚BookService并没有创建成功，但是几个缓存中只有singletonFactories 和registeredSingletons有BookService的信息。

我们来debug 创建BookDao时的populateBean方法，看在BookService没有创建完成的情况下，BookDao是如何创建成功的？

依然是InstantiationAwareBeanPostProcessor遍历执行。因为BookDao中的属性bookService是用@Autowired注入的，所以由 AutowiredAnnotationBeanPostProcessor完成属性注入。

AutowiredAnnotationBeanPostProcessor.postProcessPropertyValues，首先找到了BookDao中由@Autowired注解的属性bookService

断点进入inject方法，由beanFactory.resolveDependency会得到一个实例值。

进入 doResolveDependency方法，里面大概是寻找符合的bean，如果bean数量大于1怎么处理之类的，最后执行流程会进入AbstractBeanFactory.doGetBean,很熟悉，又是从bean工厂获取BookService实例。

但是这次不会再新创建实例，而是在 getSingleton方法直接得到一个bean。

之前将BookService 在创建bean对应的实例工厂缓存起来，这里调用工厂可以得到之前的 正在创建中的BookService bean，

得到后销毁这个BookService实例工厂,并将这个bean放在了 earlySingletonObjects 早期bean缓存中。

getSingleton方法中优先去earlySingletonObjects缓存获取bean，不难想到，如果其他类也循环依赖了BookService 就可以从earlySingletonObjects拿到正在创建的 BookService 实例。

到这步为止，创造BookDao的过程中就将 正在创建的BookService实例拿到了，拿到后继续执行inject方法，就完成了把BookService注入BookDao.

从线程执行流程也可以看到，BookDao的创建流程 是由BookService创建时的populateBean方一步步发起的。

当BookDao创建完成时，继续执行BookService的属性注入

在AutowiredAnnotationBeanPostProcessor.postProcessPropertyValues方法，断点进入inject方法，拿到了BookDao实例，反射将其注入BookService.到此完成了循环依赖

这里的BookService bean和 earlySingletonObjects中的BookService bean是一个bean，可以往前追踪，这里的bean是来自于BeanWrapper，bean的包装。

而earlySingletonObjects的bean来自于singletonFactories，singletonFactories的bean也来自于BeanWrapper。

4.总结

1. A和B循环依赖，创建A的过程中会将 正在创建的A实例存放在earlySingletonObjects和singletonFactories
2. 创建A时，发现需要创建B，就去创建B。
3. 创建B时，通过singletonFactories或者earlySingletonObjects拿到 A实例，完成把A注入B，虽然此时是未完全创建成功的A
4. 回到创建A的过程，创建好了B，就把B注入A。