Spring自动注入原理

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spring的属性注入属于spring bean的生命周期一部分，bean的生命周期首先记住两个概念：

1. spring bean：最终存在spring容器当中的对象
2. 对象：实例化出来的对象，但是一个对象并不一定是spring bean

所谓的bean的生命周期就是磁盘上的类通过spring扫描，然后实例化，属性注入，跟着初始化，继而放到容器当中的大概过程

finishBeanFactoryInitialization

通过finishBeanFactoryInitialization初始化我们的单例非懒加载的Bean，创建一个Z.java来看看

首先实例化ApplicationContext容器对象

会调用构造方法里的refresh来初始化容器

执行完前后可以看到，在方法finishBeanFactoryInitialization里，Spring已经帮我们创建好了Bean，也就是bean的生命周期都在此方法内

通过此方法内的注释可以知道，接着会执行finishBeanFactoryInitialization#beanFactory.preInstantiateSingletons().doGetBean(beanName);方法

doGetBean

doGetBean方法内容有点多，这个方法非常重要，整个spring bean生命周期中这个方法有着举足轻重的地位，开始分析doGetBean的执行流程

第一个getSingleton

getSingleton(beanName) 是实现自动注入最主要的方法，spring初始化bean的时候先判断bean是否在容器当中，如果存在，直接返回，如不存在则生产。同时，这个方法也是API getBean(beanName) 的底层实现。
spring在初始化的时候容器当中肯定是没有Z的，为什么还需要去判断一下呢？因为一个bean被put到单例池(容器)的渠道有很多；除了spring容器初始化—扫描类----实例化-----put到容器这条线之外还有很多方法可以把一个对象put到单例池，比如：

这里是第一次从单例池中拿Z，肯定是null，所以 singletonObject == null 成立

判断Z是否在正在创建的集合里，第一次肯定是不在的，isSingletonCurrentlyInCreation == false 不成立

以上判断完成，会继续往下面走，继续实例化，然后下面又调用了一次getSingleton，上面也调用了一次getSingleton，两个getSingleton方法并不是同一个方法，这是方法重载，第二次getSingleton就会把bean创建出来

第二个getSingleton

第二次getSingleton就会把我们bean创建出来，换言之整个bean如何被初始化的都是在这个方法里面

当spring觉得可以着手来创建bean的时候首先便是调用beforeSingletonCreation(beanName)； 判断当前正在实例化的bean是否存在正在创建的集合当中

当代码运行完this.singletonsCurrentlyInCreation.add(beanName)之后可以看到singletonsCurrentlyInCreation集合当中只存在一个Z，并且没有执行z的构造方法，说明spring仅仅是把Z添加到正在创建的集合当中，但是并没有完成bean的创建(因为连构造方法都没调用)

当运行完this.singletonsCurrentlyInCreation.add(beanName) 之后结果大概如下图这样

之后就会走到singletonObject = singletonFactory.getObject()；这个调用的是createBean(beanName， mbd， args) 方法；把创建好的spring bean返回出来；至此第二次getSingleton方法结束

createBean

createBean()方法中调用了doCreateBean方法创建spring bean

doCreateBean

createBeanInstance:创建对象

运行完createBeanInstance之后控制台打印了Z的构造方法的内容，说明Z对象已经被创建了，但是这个时候的Z不是spring bean，因为spring bean的生命周期才刚刚开始

把前面知识串起来，画一下当前代码的语境

这个createBeanInstance方法是如何把对象创建出来的呢？大致流程是:

1. 如果是自动装配，推断出来各种候选的构造方法
2. 利用推断出来的候选构造方法去实例化对象
3. 如果没有推断出合适的构造方法(或者没有提供特殊的构造方法)，则使用默认的构造方法
4. 利用默认的构造方法，使用反射去实例化对象

populateBean:属性自动注入

实例化完成后，开始执行方法populateBean完成属性自动注入，我们在Z里面添加自动注入X

首先看一下方法执行前的情况

没有执行populateBean之前只实例化了Z，X并没实例化；接下来看看执行完这行代码之后的情况

Z 填充 X （简称 zpx）首先肯定需要获取X，调用getBean(x)，getBean的本质上文已经分析过，就是调用getSingleton(beanName)，进入到第一次调用getSingleton。第一次getSingleton会从单例池获取一下X，如果X没有存在单例池则开始创建X，创建X的流程和创建Z一模一样，都会走bean的生命周期；比如把X添加到正在创建的bean的集合当中，推断构造方法，实例化X

{% qnimg Spring自动注入源码/17.png %}

这样就完成了X的自动注入

循环依赖

Z 填充 X，但是X对象里又自动注入Z

@Component
public class Z {

    @Autowired
    private X x;

    public Z() {
        System.out.println("z create");
    }

}

@Component
public class X {

    @Autowired
    private Z z;

    public X() {
        System.out.println("x create");
    }

}

是否能够获取到Z呢？首先我们想如果获取失败则又要创建z—>实例化z—填充属性----获取x----就无限循环了；所以结果是完成了循环依赖，所以这里肯定能够获取到Z，为什么呢？
联系上文第一次调用getSingleton是无法获取到Z的？因为上面说过第一次调用getSingleton是从单例池当中获取一个bean，但是Z显然没有完成生命周期（Z只走到了填充X，还有很多生命周期没走完）
所以应该是获取不到的？为了搞清楚这个原因得去查看第一次getSingleton的源码

总结：
首先spring从单例池当中获取Z，前面说过获取不到，然后判断是否在正在创建bean的集合当中，前面分析过这个集合现在存在Z和X；所以if成立进入分支；进入分支，spring直接从三级缓存中获取Z，根据前面的分析三级缓存当中现在什么都没有，故而返回null
进入下一个if分支，从二级缓存中获取一个ObjectFactory工厂对象；二级缓存中存在Z和X，故而可以获取到；跟着调用singletonFactory.getObject()；拿到一个半成品的bean Z对象；然后把Z对象放到三级缓存，同时把二级缓存中Z清除（此时二级缓存中只存在一个X了，而三级缓存中多了一个Z）

问题：

1. 为什么首先是从三级缓存中取呢？主要是为了性能，因为三级缓存中存的是一个Z对象，如果能取到则不去二级找了
2. 为什么一开始不直接存三级缓存呢？如果直接存到三级缓存，只能存一个对象，假设以前存这个对象的时候这对象的状态为za，但是我们这里X要注入的z为zc状态，那么则无法满足
3. 二级有什么用呢？为什么一开始要存工厂呢？但是如果存一个工厂，工厂根据情况产生任意za或者zb或者zc等等情况；比如说AOP的情况下z注入x，x也注入z，而x中注入的z需要加代理（AOP），但是加代理的逻辑在注入属性之后，也就是z的生命周期走到注入属性的时候z还不是一个代理对象，那么这个时候把z存起来，然后注入x，获取、创建x，x注入z，获取z；拿出来的z是一个没有代理的对象；但是如果存的是个工厂就不一样；首先把一个能产生z的工厂存起来，然后注入x，注入x的时候获取、创建z，x注入z，获取z，先从三级缓存获取，为null，然后从二级缓存拿到一个工厂，调用工厂的getObject()；spring在getObject方法中判断这个时候z被AOP配置了故而需要返回一个代理的z出来注入给x，总之getObject会根据情况返回一个z，但是这个z是什么状态，spring会自己根据情况返回
4. 为什么要remove二级缓存？如果存在比较复杂的循环依赖可以提高性能；比如x，y，z相互循环依赖，那么第一次x注入z的时候从二级缓存通过工厂返回了一个z，放到了三级缓存，而第二次y注入z的时候便不需要再通过工厂去获得z对象了.因为if分支里面首先是访问三级缓存；至于remove则是为了gc吧

initializeBean:初始化

InitializingBean 对应生命周期的初始化阶段，实例化和属性赋值都是Spring帮助我们做的，能够自己实现的有初始化和销毁两个生命周期阶段.Aware方法都是执行在初始化方法之前，所以可以在初始化方法中放心大胆的使用Aware接口获取的资源，这也是我们自定义扩展Spring的常用方式

这几种定义方式的调用顺序没有必要记.因为这几个方法对应的都是同一个生命周期，只是实现方式不同

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参考:
博客