Spring 中 @Primary 注解的原理是什么？

1. 问题分析

当我们使用 Spring 的时候，有时候会遇到下面这种情况。

假设我有 A、B 两个类，在 A 中注入 B，如下：

@Component
public class A {
    @Autowired
    B b;
}

至于 B，则在配置类中存在多个实例：

@Configuration
@ComponentScan
public class JavaConfig {
    @Bean("b1")
    B b1() {
        return new B();
    }

    @Bean("b2")
    B b2() {
        return new B();
    }
}

这样的项目启动之后，必然会抛出如下异常：

当然，对于这样的问题，相信有经验的同学都知道该怎么解决：

1. 可以使用 @Resource 注解，使用该注解时指定具体的 Bean 名称即可。
2. 在 @Autowired 注解之上，再多加一个 @Qualifier("b1") 注解，通过该注解去指定要加载的 Bean 名称。

@Component
public class A {
    @Autowired
    @Qualifier("b1")
    B b;
}

3. 在多个 B 对象的某一个之上，添加 @Primary 注解，表示当存在重复的 B 对象时，优先使用哪一个。

@Configuration
@ComponentScan
public class JavaConfig {
    @Bean("b1")
    @Primary
    B b1() {
        return new B();
    }

    @Bean("b2")
    B b2() {
        return new B();
    }
}

除了这三个，还有没有其他办法呢？必须有！！！在 Spring 中 @Qualifier 注解还能这么用？ 一文中，松哥还和大家扩展了 @Qualifier 注解的其他用法，感兴趣的小伙伴不要错过哦。

这里三个方法，其中 @Resource 是 JSR 中提供的注解，我这里先不展开，松哥后面专门再来和大家聊 @Resource 注解的注入原理。今天我主要是想和小伙伴们分享一下后面两种方案的实现原理。

2. 源码解析

本文基于前面@Autowired 到底是怎么把变量注入进来的？一文展开，所以如果还没看过改文章的小伙伴，建议先去阅读一下，这有助于更好的理解本文。

2.1 doResolveDependency

在@Autowired 到底是怎么把变量注入进来的？的 3.3 小节中，我们提到，给 A 注入 B 的时候，会调用到 doResolveDependency 方法，我们再来看下该方法：

DefaultListableBeanFactory#doResolveDependency：

@Nullable
public Object doResolveDependency(DependencyDescriptor descriptor, @Nullable String beanName,
        @Nullable Set autowiredBeanNames, @Nullable TypeConverter typeConverter) throws BeansException {
        //...
        Map matchingBeans = findAutowireCandidates(beanName, type, descriptor);
        if (matchingBeans.isEmpty()) {
            if (isRequired(descriptor)) {
                raiseNoMatchingBeanFound(type, descriptor.getResolvableType(), descriptor);
            }
            return null;
        }
        if (matchingBeans.size() > 1) {
            autowiredBeanName = determineAutowireCandidate(matchingBeans, descriptor);
            if (autowiredBeanName == null) {
                if (isRequired(descriptor) || !indicatesMultipleBeans(type)) {
                    return descriptor.resolveNotUnique(descriptor.getResolvableType(), matchingBeans);
                }
                else {
                    // In case of an optional Collection/Map, silently ignore a non-unique case:
                    // possibly it was meant to be an empty collection of multiple regular beans
                    // (before 4.3 in particular when we didn't even look for collection beans).
                    return null;
                }
            }
            instanceCandidate = matchingBeans.get(autowiredBeanName);
        //...
}

在这个方法中，首先调用了 findAutowireCandidates 方法去找到所有满足条件的 Class。Map 中的 key 就是 Bean 的名称，value 则是一个 Class，此时还没有实例化。

如果我们是通过 @Qualifier 注解来解决问题的，那么问题就在 findAutowireCandidates 方法中被解决了。这个在前面的文章 Spring 中 @Qualifier 注解还能这么用？ 中已经和小伙伴们聊过了。

如果 @Qualifier 注解没把问题解决掉，就会导致最终查询到的 matchingBeans 的数量大于 1，那么就会进入到接下来的 if 环节中，通过 determineAutowireCandidate 方法进一步确定到底使用哪一个 Bean，@Primary 注解的处理，就在该方法中完成。

2.2 determineAutowireCandidate

DefaultListableBeanFactory#determineAutowireCandidate

@Nullable
protected String determineAutowireCandidate(Map candidates, DependencyDescriptor descriptor) {
    Class requiredType = descriptor.getDependencyType();
    String primaryCandidate = determinePrimaryCandidate(candidates, requiredType);
    if (primaryCandidate != null) {
        return primaryCandidate;
    }
    String priorityCandidate = determineHighestPriorityCandidate(candidates, requiredType);
    if (priorityCandidate != null) {
        return priorityCandidate;
    }
    // Fallback
    for (Map.Entry entry : candidates.entrySet()) {
        String candidateName = entry.getKey();
        Object beanInstance = entry.getValue();
        if ((beanInstance != null && this.resolvableDependencies.containsValue(beanInstance)) ||
                matchesBeanName(candidateName, descriptor.getDependencyName())) {
            return candidateName;
        }
    }
    return null;
}

这个方法里边一共做了三种尝试：

1. 第一个尝试就是调用 determinePrimaryCandidate 方法去确定最佳候选 Bean，这个方法本质上就是通过 @Primary 注解找到最佳 BeanName。
2. 如果第一步没有找到最佳 BeanName，那么接下来会调用 determineHighestPriorityCandidate 方法去查找最佳 Bean，该方法本质上是通过查找 JSR-330 中的 @Priority 注解，来确定 Bean 的优先级。
3. 如果前两步都没找到合适的 BeanName，那么接下来这个 for 循环则是通过 Bean 的名称进行匹配了，即 A 类中变量的名称和目标 Bean 的名称是否匹配，如果能匹配上，那也可以。这也就是我么常说的 @Autowired 注解先按照类型去匹配，如果类型匹配不上，就会按照名称去匹配。

上面大致介绍了这个方法的执行思路，接下来我们就来看一下执行细节。

2.2.1 determinePrimaryCandidate

@Nullable
protected String determinePrimaryCandidate(Map candidates, Class requiredType) {
    String primaryBeanName = null;
    for (Map.Entry entry : candidates.entrySet()) {
        String candidateBeanName = entry.getKey();
        Object beanInstance = entry.getValue();
        if (isPrimary(candidateBeanName, beanInstance)) {
            if (primaryBeanName != null) {
                boolean candidateLocal = containsBeanDefinition(candidateBeanName);
                boolean primaryLocal = containsBeanDefinition(primaryBeanName);
                if (candidateLocal && primaryLocal) {
                    throw new NoUniqueBeanDefinitionException(requiredType, candidates.size(),
                            "more than one 'primary' bean found among candidates: " + candidates.keySet());
                }
                else if (candidateLocal) {
                    primaryBeanName = candidateBeanName;
                }
            }
            else {
                primaryBeanName = candidateBeanName;
            }
        }
    }
    return primaryBeanName;
}
protected boolean isPrimary(String beanName, Object beanInstance) {
    String transformedBeanName = transformedBeanName(beanName);
    if (containsBeanDefinition(transformedBeanName)) {
        return getMergedLocalBeanDefinition(transformedBeanName).isPrimary();
    }
    return (getParentBeanFactory() instanceof DefaultListableBeanFactory parent &&
            parent.isPrimary(transformedBeanName, beanInstance));
}

我们来看下这个方法的执行逻辑。

参数 candidates 中保存了所有符合条件的 BeanDefinition，参数 key 就是 Bean 的名称，Value 则是对应的 BeanDefinition。现在就去遍历 candidates，在遍历的时候，调用 isPrimary 方法去判断这个 BeanDefinition 上是否含有 @Primary 注解，isPrimary 方法的逻辑比较简单，我就不啰嗦了，该方法中涉及到 getMergedLocalBeanDefinition 方法去父容器中查找两个细节，这个松哥在之前的文章中也都和大家聊过了（Spring BeanDefinition：父子关系解密、Spring 中的父子容器是咋回事？）。

在查找的过程中，如果有满足条件的 BeanName，则赋值给 primaryBeanName 变量然后返回，如果存在多个满足条件的 BeanName，那就抛出 NoUniqueBeanDefinitionException 异常。

2.2.2 determineHighestPriorityCandidate

要理解 determineHighestPriorityCandidate 方法，得先了解 @Priority 注解的用法。考虑到有的小伙伴可能还不熟悉 @Priority 注解，我这里也跟大家稍微说两句。

@Priority 注解作用有点类似于 @Order，可以用来指定一个 Bean 的优先级，这是 JSR 中提供的注解，所以如果想使用这个注解，需要先添加依赖：

    jakarta.annotation
    jakarta.annotation-api
    2.1.1

然后在类上添加该注解，像下面这样：

public interface IBService {
}
@Component
@Priority(100)
public class BServiceImpl1 implements IBService{
}
@Component
@Priority(101)
public class BServiceImpl2 implements IBService{
}

@Priority 注解中的数字表示优先级，数字越大优先级越小。将来在 A 中注入 IBService 时，就会优先查找优先级高的 Bean。虽然 @Priority 注解可以加在类上，也可以加在方法上，但是在具体实践中，加在方法上这个注解并不会生效，只能加在类上面。至于原因，大家看完接下来的源码分析就懂了。

现在我们再来看下 determineHighestPriorityCandidate 方法：

@Nullable
protected String determineHighestPriorityCandidate(Map candidates, Class requiredType) {
    String highestPriorityBeanName = null;
    Integer highestPriority = null;
    for (Map.Entry entry : candidates.entrySet()) {
        String candidateBeanName = entry.getKey();
        Object beanInstance = entry.getValue();
        if (beanInstance != null) {
            Integer candidatePriority = getPriority(beanInstance);
            if (candidatePriority != null) {
                if (highestPriorityBeanName != null) {
                    if (candidatePriority.equals(highestPriority)) {
                        throw new NoUniqueBeanDefinitionException(requiredType, candidates.size(),
                                "Multiple beans found with the same priority ('" + highestPriority +
                                "') among candidates: " + candidates.keySet());
                    }
                    else if (candidatePriority < highestPriority) {
                        highestPriorityBeanName = candidateBeanName;
                        highestPriority = candidatePriority;
                    }
                }
                else {
                    highestPriorityBeanName = candidateBeanName;
                    highestPriority = candidatePriority;
                }
            }
        }
    }
    return highestPriorityBeanName;
}

determineHighestPriorityCandidate 方法的整体处理思路跟 determinePrimaryCandidate 方法特别像，不同的是 determinePrimaryCandidate 方法处理的是 @Primary 注解，而 determineHighestPriorityCandidate 方法处理的是 @Priority 注解。

determineHighestPriorityCandidate 方法也是遍历 candidates，然后调用 getPriority 方法获取到具体的优先级的值。然后根据这个具体的数字选定一个合适的 beanName 返回，如果存在多个优先级相同的 bean，那么就会抛出 NoUniqueBeanDefinitionException 异常。

最后再来看下 getPriority 方法，几经辗转之后，该方法会调用到 AnnotationAwareOrderComparator#getPriority 方法：

@Override
@Nullable
public Integer getPriority(Object obj) {
    if (obj instanceof Class clazz) {
        return OrderUtils.getPriority(clazz);
    }
    Integer priority = OrderUtils.getPriority(obj.getClass());
    if (priority == null  && obj instanceof DecoratingProxy decoratingProxy) {
        return getPriority(decoratingProxy.getDecoratedClass());
    }
    return priority;
}

可以看到，这里最终就是调用 OrderUtils.getPriority 方法去查找参数 clazz 上的 @Priority 注解，并找到注解上对应的值返回。OrderUtils.getPriority 在执行的时候，参数时 clazz，即只会查找 clazz 上的 注解，并不会查找方法上的注解，因此前面我说 @Priority 注解要加在类上才有效。

2.2.3 按名称匹配

最后我们再来看下按照名字去匹配的逻辑：

// Fallback
for (Map.Entry entry : candidates.entrySet()) {
    String candidateName = entry.getKey();
    Object beanInstance = entry.getValue();
    if ((beanInstance != null && this.resolvableDependencies.containsValue(beanInstance)) ||
            matchesBeanName(candidateName, descriptor.getDependencyName())) {
        return candidateName;
    }
}
protected boolean matchesBeanName(String beanName, @Nullable String candidateName) {
    return (candidateName != null &&
            (candidateName.equals(beanName) || ObjectUtils.containsElement(getAliases(beanName), candidateName)));
}

可以看到，这里也是遍历 candidates 集合，然后调用 matchesBeanName 方法，在该方法中，会去判断候选的 BeanName 和需要注入的变量名（descriptor.getDependencyName()）是否相等，如果相等，就直接返回即可。即下面这种代码不需要额外的注解是可以运行不会报错的：

@Component
public class AService {
    @Autowired
    B b1;

}
@Configuration
@ComponentScan
public class JavaConfig {

    @Bean
    public B b1() {
        return new B();
    }

    @Bean
    B b2() {
        return new B();
    }

}

3. 小结

好啦，经过上面的分析，现在小伙伴们明白了 @Primary 注解的完整处理逻辑了吧～本文结合@Autowired 到底是怎么把变量注入进来的？ 和 Spring 中 @Qualifier 注解还能这么用？ 一起食用效果更好哦！