Spring中@Value注解取值为null问题排查

一、背景

近期应用中因业务迭代需要接入 user 客户端，接入后总是启动失败，报注册 user bean 依赖的配置属性为 null（如 appName，group 等都为空），示例代码如下：

@Configuration
public class ConsumerBeanConfig {
  
  @Value("${project.name}")
  private String appName;
  
  @Value("${spring.hsf.group}")
  private String group;
  
  @Value("${spring.hsf.version}")
  private String version;
  
  @Bean
  public UserCommonContext userCommonContext() {
    UserCommonContext commonContext = new UserCommonContext();
    commonContext.setAppName(appName);
    return commonContext;
  }
  
  @Bean
  public HSFSpringConsumerBean userReadService() {
    HSFSpringConsumerBean consumer = new HSFSpringConsumerBean();
    consumer.setInterfaceClass(UserReadService.class);
    consumer.setVersion(version);
    consumer.setGroup(group);
    return consumer;
  }
  
  //......
}

二、@Value 取值为 null 原因分析

2.1. @Value 取值为 null 常见原因分析

常见现象一：类没有交给 Spring 管理，比如类没有加上 @Component 等注解

• 错误案例

// 配置类
public class PeopleConfigValue {

    @Value("${people.name}")
    private String name;

    @Value("${people.age}")
    private String age;

    public PeopleConfigValue() {
    }

    // getter and setter...
}

// 测试类（以下取值为空）
PeopleConfigValue peopleConfigValue = new PeopleConfigValue();
System.out.println("get peopleConfigValue-name value " + peopleConfigValue.getName());
System.out.println("get peopleConfigValue-age value " + peopleConfigValue.getAge());

• 正常案例

@Component
public class PeopleConfigValue {

    @Value("${people.name}")
    private String name;

    @Value("${people.age}")
    private String age;

    public PeopleConfigValue() {
    }

    // getter and setter...
}


// 测试类（以下取值正常）
PeopleConfigValue peopleConfigValue = SpringContextUtil.getBean(PeopleConfigValue.class);
System.out.println("get peopleConfigValue-name value " + peopleConfigValue.getName());
System.out.println("get peopleConfigValue-age value " + peopleConfigValue.getAge());

常见现象二：手动 new 对象实例，没有从 Spring 容器中获取

• 错误案例

@Component
public class PeopleConfigValue {

    @Value("${people.name}")
    private String name;

    @Value("${people.age}")
    private String age;

    public PeopleConfigValue() {
    }
  
    // getter and setter...
}

// 测试类（以下取值为空）
PeopleConfigValue peopleConfigValue = new PeopleConfigValue();
System.out.println("get peopleConfigValue-name value " + peopleConfigValue.getName());
System.out.println("get peopleConfigValue-age value " + peopleConfigValue.getAge());

• 正确案例，参考第一个现象。

常见现象三：使用 static 或 final 修饰成员变量

使用 static 或 final 修饰成员变量值不可改变，注解无法注入配置值。

• 错误案例

@Component
public class PeopleConfigValue {

    @Value("${people.name}")
    private static String name;

    @Value("${people.age}")
    private static String age;

    public PeopleConfigValue() {
    }

    // getter
}

// 测试类（以下取值为空）
PeopleConfigValue peopleConfigValue = SpringContextUtil.getBean(PeopleConfigValue.class);
System.out.println("get peopleConfigValue-name value " + peopleConfigValue.getName());
System.out.println("get peopleConfigValue-age value " + peopleConfigValue.getAge());

• 正确案例

  以下方式不推荐，作为 static 或 final 修饰成员变量值应该是不可变的，以下可通过 setter 方式修改值：

@Component
public class PeopleConfigValue {

    private static String name;

    private static String age;

    public PeopleConfigValue() {
    }

    public static String getName() {
        return name;
    }

    @Value("${people.name}")
    public void setName(String nameValue) {
        name = nameValue;
    }

    public static String getAge() {
        return age;
    }

    @Value("${people.age}")
    public void setAge(String ageValue) {
        age = ageValue;
    }
}

// 测试类，取值正常
PeopleConfigValue peopleConfigValue = SpringContextUtil.getBean(PeopleConfigValue.class);
System.out.println("get peopleConfigValue-name value " + peopleConfigValue.getName());
System.out.println("get peopleConfigValue-age value " + peopleConfigValue.getAge());

2.2 案例原因分析

上述案例中 @Value 的使用方式是常规使用方式，不应该出现问题，开始怀疑是与 Spring 应用上下文 Bean 的初始化顺序有关，排查这个问题还是先摸清一下 Spring Boot 的启动原理及 @Value 解析机制，直接上图：

图片箭头指向即 SpringApplication 启动阶段，在这个过程中进行 Bean 的实例化，进一步细化 SpringApplication 启动流程如下：

众所周知，应用中配置的 bean 在 Spring 启动时会全部解析为 BeanDefinition（可视为 bean 的元信息，图中第 2 步），同时 Spring 提供了 BeanFactoryPostProcessor 接口用于用户扩展（图中第 5 步，比如在这里可以修改 BeanDefinition 的元数据） ，最后在实例化 bean 过程时（SpringApplication 启动流程图中第 11.3 步）会读取相应的 BeanDefinition 进行初始化。

​ 回到 @Value 注解占位符的解析机制，@Value 注解占位符靠 PropertyResourceConfigurer 来解析（PropertySourcesPlaceholderConfigurer 会调用 PropertyResourceConfigurer 解析能力来解析占位符，并存储到 propertySources 属性集合中），而 PropertyResourceConfigurer 正是实现了 BeanFactoryPostProcessor 接口，在 BeanFactory 后处理阶段进行了占位符替换，且 PropertyResourceConfigurer 的优化级最低（这里有个风险点：任何应用依赖的实现 BeanFactoryPostProcessor 接口的 bean 都会比 PropertyResourceConfigurer 先执行）。

理解了 Spring 的启动机制和 @Value 注解占位符的解析机制，再排查应用代码发现 UserCommonContext 也实现了 BeanFactoryPostProcessor 接口，也就是说，出现了下述情况：

由于 UserCommonContext 依赖了 UserBeanConfig，导致 UserBeanConfig 提前初始化，但此时 @Value 中的占位符还未替换，那么 UserBeanConfig 中所有标记 @Value 注解属性都为 null，导致启动失败。

三、解决方案

上述情况虽然会导致 UserBeanConfig 中所有标记 @Value 注解属性都为 null，其他 bean 的配置就不要依赖 UserBeanConfig 中标记 @Value 注解的属性即可（不依赖干扰 bean 生命周期）：

@Bean
public HSFSpringConsumerBean userReadService(@Value("${spring.hsf.version}") String version, @Value("${spring.hsf.group}") String group) {
    HSFSpringConsumerBean consumer = new HSFSpringConsumerBean();
    consumer.setInterfaceClass(UserReadService.class);
    consumer.setVersion(version);
    consumer.setGroup(group);
    return consumer;
}