那什么是依赖注入呢 Day53 2019-01-12

终于拿到offer了，但是还是想试试下周几家大公司，努力准备吧，不可懈怠！
那什么是依赖注入呢?

所谓依赖注入，就是由IOC容器在运行期间，动态地将某种依赖关系注入到对象之中。再完成IOC容器初始化之后，也就是所谓的Bean加载完成后，我们需要对这些Bean进行调用和获取，这个过程就叫依赖注入。

那什么时候会触发依赖注入呢?

通过getBean()方法获取Bean对象。

给Bean配置了懒加载，ApplicationContext启动完成后调用getBean()来实例化对象。

现在计算机性能已经足够，不是特殊要求下尽量别做懒加载，这样的话可以减少web运行时的调用时间开销。

好了，介绍完这些就开始我们的DI之旅。

1. BeanFactory

通过Spring获取Bean的最根本的接口。

image

<pre class="java5 prettyprint linenums" style="box-sizing: border-box; background: transparent !important; border: none !important; margin: 0px !important; width: auto !important; float: none !important; clear: none !important; overflow: visible !important; font-family: monospace; font-size: 14px !important; line-height: 24px !important; padding: 0px 5px !important; white-space: pre !important; box-shadow: rgba(0, 0, 0, 0) 0px 0px 0px !important; border-radius: 0px !important;">// 如果myJndiObject时FactoryBean，则 &myJndiObject 将返回工厂而不是返回实例。
String FACTORY_BEAN_PREFIX = "&";
// 获取bean实例
Object getBean(String name) throws BeansException;
// 判断一个bean是否时单例
boolean isSingleton(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException;
// 判断一个bean是否是原型
boolean isPrototype(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException;
// 检查bean的name和type是否匹配
boolean isTypeMatch(String name, Class targetType) throws NoSuchBeanDefinitionException;
// 获取bean类型
Class<?> getType(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException;
// 获取bean别名
String[] getAliases(String name);</pre>

getBean()方法有很多重载方法，上面只总结了一个。这个方法是DI的入口方法，接下来会从这个方法开始往下研究。

2. AbstractBeanFactory

从名字也能看出，这是BeanFactory的抽象实现类。

doGetBean()方法也是该类中的方法。

// 根据指定名字获取被管理Bean的名称
// 如果是别名， 则转换为真正的bean名
final String beanName = transformedBeanName(name);
Object bean;

// Eagerly check singleton cache for manually registered singletons.
// 先从缓存中取单例 bean
Object sharedInstance = getSingleton(beanName);
if (sharedInstance != null && args == null) {
    if (logger.isDebugEnabled()) {
        // 如果有，则直接返回该bean
        if (isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
            logger.debug("Returning eagerly cached instance of singleton bean '" + beanName +
                    "' that is not fully initialized yet - a consequence of a circular reference");
        }
        else {
            logger.debug("Returning cached instance of singleton bean '" + beanName + "'");
        }
    }
    //获取 bean 的实例对象
    bean = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, null);
}

else {
    // Fail if we're already creating this bean instance:
    // We're assumably within a circular reference.
    // 如果不是单例对象， 而且 缓存中有原型模式bean， 就抛异常
    if (isPrototypeCurrentlyInCreation(beanName)) {
        throw new BeanCurrentlyInCreationException(beanName);
    }

    // 检查 BeanDefinition 是否再当前的factory中， 如果不在则委托父类容器取查找
    // Check if bean definition exists in this factory.
    BeanFactory parentBeanFactory = getParentBeanFactory();
    if (parentBeanFactory != null && !containsBeanDefinition(beanName)) {
        // Not found -> check parent.
        String nameToLookup = originalBeanName(name);
        if (args != null) {
            // Delegation to parent with explicit args.
            // 委托父类容器取找(名字+参数)
            return (T) parentBeanFactory.getBean(nameToLookup, args);
        }
        else {
            // 委托父类容器取找(名称+类型)
            // No args -> delegate to standard getBean method.
            return parentBeanFactory.getBean(nameToLookup, requiredType);
        }
    }

    if (!typeCheckOnly) {
        // 标记 bean 被创建
        markBeanAsCreated(beanName);
    }

    // 根据bean名称获取 父类的 beanDefinition， 合并继承公共属性
    final RootBeanDefinition mbd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName);
    checkMergedBeanDefinition(mbd, beanName, args);

    // Guarantee initialization of beans that the current bean depends on.
    // 获取当前bean 所有依赖Bean 的集合
    String[] dependsOn = mbd.getDependsOn();
    if (dependsOn != null) {
        for (String dependsOnBean : dependsOn) {
            // 递归调用， 获取当前Bean的依赖Bean
            getBean(dependsOnBean);
            // 把依赖Bean注册给当前的Bean
            registerDependentBean(dependsOnBean, beanName);
        }
    }

    // Create bean instance.
    // 创建bean 实例
    if (mbd.isSingleton()) {
        // 创建 bean 实例对象， 并且注册给所依赖的对象
        sharedInstance = getSingleton(beanName, new ObjectFactory() {
            public Object getObject() throws BeansException {
                try {
                    // 创建一个指定bean 实例对象
                    return createBean(beanName, mbd, args);
                }
                catch (BeansException ex) {
                    // Explicitly remove instance from singleton cache: It might have been put there
                    // eagerly by the creation process, to allow for circular reference resolution.
                    // Also remove any beans that received a temporary reference to the bean.
                    // 清除该单例
                    destroySingleton(beanName);
                    throw ex;
                }
            }
        });
        bean = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, mbd);
    }

    else if (mbd.isPrototype()) {
        // It's a prototype -> create a new instance.
        Object prototypeInstance = null;
        try {
            beforePrototypeCreation(beanName);
            prototypeInstance = createBean(beanName, mbd, args);
        }
        finally {
            afterPrototypeCreation(beanName);
        }
        bean = getObjectForBeanInstance(prototypeInstance, name, beanName, mbd);
    }

    // 如果创建的bean 不是单例也不是原型， 则根据声明周期选择实例化bean的方法
    // 如 request session 等不同范围的实例
    else {
        String scopeName = mbd.getScope();
        final Scope scope = this.scopes.get(scopeName);
        // 如果 scope 是空， 则抛异常
        if (scope == null) {
            throw new IllegalStateException("No Scope registered for scope '" + scopeName + "'");
        }
        // 否则
        try {
            // 获取一个指定了scope的bean实例
            Object scopedInstance = scope.get(beanName, new ObjectFactory() {
                public Object getObject() throws BeansException {
                    beforePrototypeCreation(beanName);
                    try {
                        return createBean(beanName, mbd, args);
                    }
                    finally {
                        afterPrototypeCreation(beanName);
                    }
                }
            });
            bean = getObjectForBeanInstance(scopedInstance, name, beanName, mbd);
        }
        catch (IllegalStateException ex) {
            throw new BeanCreationException(beanName,
                    "Scope '" + scopeName + "' is not active for the current thread; " +
                    "consider defining a scoped proxy for this bean if you intend to refer to it from a singleton",
                    ex);
        }
    }
}

// Check if required type matches the type of the actual bean instance.
// 检查是否需要类型检测
if (requiredType != null && bean != null && !requiredType.isAssignableFrom(bean.getClass())) {
    throw new BeanNotOfRequiredTypeException(name, requiredType, bean.getClass());
}
return (T) bean;

}</pre>

总结以下它都做了什么事情:

根据传来的bean的name(有可能是别名)来获取真正的bean名称:beanName。
根据beanName获取单例实例，如果有直接获取到bean实例并返回，DI完成。
如果根据beanName没有获得到单例实例：

3.1 判断是不是原型实例，如果是，则抛出创建失败异常，如果不是，下一步。

3.2 检查BeanDefinition 是否在当前的容器中，如果不在那可能在父类容器中，所以委托父类容器查找，如果还没有，则再上一级容器…递归查找。

3.3 检查这个实例是否是为了类型检查而获取，而不是用来使用，如果是，标记这个bean已经被创建，如果不是，下一步。

3.4 根据beanName获取父类的BeanDefinition，并检查该对象类类型，比如不能是抽象类等。

3.5 根据beanName获取所有该bean依赖的Bean集合，如果该集合有值，则遍历DI(递归调用getBean())该bean集合里的bean，并把bean注册给当前的bean(维护了一个map来存放关系)。

3.6 如果3.4中获取的BeanDefinition是单例，则根据该单例对象和beanName和args创建一个实例对象；否则，判断BeanDefinition是否是原型，如果是则根据beanName,该对象,args创建一个实例；否则拿到3.4获取的BeanDefinition对象的生命周期Scope,然后根据scope来创建实例对象，参数(beanName,bd,args)。

3.7 检查是否需要类型检测

3.8 返回3.1-3.7生成的实例。

然后我们再看看 createBean()方法的实现。

3. AbstractAutowireCapableBeanFactory.java

if (logger.isDebugEnabled()) {
    logger.debug("Creating instance of bean '" + beanName + "'");
}
// Make sure bean class is actually resolved at this point.
// 解析和确定 bean 可以实例化
resolveBeanClass(mbd, beanName);

// Prepare method overrides.
// 准备方法覆盖
try {
    mbd.prepareMethodOverrides();
}
catch (BeanDefinitionValidationException ex) {
    throw new BeanDefinitionStoreException(mbd.getResourceDescription(),
            beanName, "Validation of method overrides failed", ex);
}

try {
    // Give BeanPostProcessors a chance to return a proxy instead of the target bean instance.
    // 给 Bean处理器 一个机会， 返回一个目标bean实例
    Object bean = resolveBeforeInstantiation(beanName, mbd);
    if (bean != null) {
        return bean;
    }
}
catch (Throwable ex) {
    throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName,
            "BeanPostProcessor before instantiation of bean failed", ex);
}

Object beanInstance = doCreateBean(beanName, mbd, args);
if (logger.isDebugEnabled()) {
    logger.debug("Finished creating instance of bean '" + beanName + "'");
}
return beanInstance;

}</pre>

总结以下它都做了什么:

确定beanName和RootBeanDefinition可以被实例化。
执行方法覆盖
看BeanPostProcessors能否再解析之前获取到bean，如果能则直接返回，否则下一步。
调用doCreateBean()方法，获取bean实例.

doCreateBean()方法也是该类中的。

<pre class="java5 prettyprint linenums" style="box-sizing: border-box; background: transparent !important; border: none !important; margin: 0px !important; width: auto !important; float: none !important; clear: none !important; overflow: visible !important; font-family: monospace; font-size: 14px !important; line-height: 24px !important; padding: 0px 5px !important; white-space: pre !important; box-shadow: rgba(0, 0, 0, 0) 0px 0px 0px !important; border-radius: 0px !important;">// 真正创建bean实例
protected Object doCreateBean(final String beanName, final RootBeanDefinition mbd, final Object[] args) {
// Instantiat|e the bean.
// 封装bean
BeanWrapper instanceWrapper = null;
if (mbd.isSingleton()) {
// 如果是单例模式的bean，从容器中获取同名bean
instanceWrapper = this.factoryBeanInstanceCache.remove(beanName);
}
// 如果没有同名bean，则创建bean实例
if (instanceWrapper == null) {
instanceWrapper = createBeanInstance(beanName, mbd, args);
}
// 如果有同名bean，则获取到封装实例
final Object bean = (instanceWrapper != null ? instanceWrapper.getWrappedInstance() : null);
// 获取实例化对象类型
Class beanType = (instanceWrapper != null ? instanceWrapper.getWrappedClass() : null);

// Allow post-processors to modify the merged bean definition.
// 调用后置处理器
synchronized (mbd.postProcessingLock) {
    if (!mbd.postProcessed) {
        applyMergedBeanDefinitionPostProcessors(mbd, beanType, beanName);
        mbd.postProcessed = true;
    }
}

// Eagerly cache singletons to be able to resolve circular references
// even when triggered by lifecycle interfaces like BeanFactoryAware.
boolean earlySingletonExposure = (mbd.isSingleton() && this.allowCircularReferences &&
        isSingletonCurrentlyInCreation(beanName));
if (earlySingletonExposure) {
    if (logger.isDebugEnabled()) {
        logger.debug("Eagerly caching bean '" + beanName +
                "' to allow for resolving potential circular references");
    }
    addSingletonFactory(beanName, new ObjectFactory() {
        public Object getObject() throws BeansException {
            return getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean);
        }
    });
}

// Initialize the bean instance.
// bean对象初始化， 依赖注入开始，exposedObject就是完成后的bean
Object exposedObject = bean;
try {
    // 将bean 实例封装， 并且 bean 定义中配置的属性值赋值给实例对象
    populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);
    // 初始化 bean对象
    exposedObject = initializeBean(beanName, exposedObject, mbd);
}
catch (Throwable ex) {
    if (ex instanceof BeanCreationException && beanName.equals(((BeanCreationException) ex).getBeanName())) {
        throw (BeanCreationException) ex;
    }
    else {
        throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName, "Initialization of bean failed", ex);
    }
}

// 如果指定名称bean已经注册单例模式
if (earlySingletonExposure) {
    Object earlySingletonReference = getSingleton(beanName, false);
    if (earlySingletonReference != null) {
        if (exposedObject == bean) {
            // 如果两个对象相等， bean初始化完成
            exposedObject = earlySingletonReference;
        }
        // 如果不相等， 则找出当前bean的依赖bean
        else if (!this.allowRawInjectionDespiteWrapping && hasDependentBean(beanName)) {
            String[] dependentBeans = getDependentBeans(beanName);
            Set<String> actualDependentBeans = new LinkedHashSet<String>(dependentBeans.length);
            for (String dependentBean : dependentBeans) {
                // 检查依赖bean （是否继承接口，是否是父子关系。。）
                if (!removeSingletonIfCreatedForTypeCheckOnly(dependentBean)) {
                    actualDependentBeans.add(dependentBean);
                }
            }
            if (!actualDependentBeans.isEmpty()) {
                throw new BeanCurrentlyInCreationException(beanName,
                        "Bean with name '" + beanName + "' has been injected into other beans [" +
                        StringUtils.collectionToCommaDelimitedString(actualDependentBeans) +
                        "] in its raw version as part of a circular reference, but has eventually been " +
                        "wrapped. This means that said other beans do not use the final version of the " +
                        "bean. This is often the result of over-eager type matching - consider using " +
                        "'getBeanNamesOfType' with the 'allowEagerInit' flag turned off, for example.");
            }
        }
    }
}

// Register bean as disposable.
// 注册完成依赖注入的bean
try {
    registerDisposableBeanIfNecessary(beanName, bean, mbd);
}
catch (BeanDefinitionValidationException ex) {
    throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName, "Invalid destruction signature", ex);
}

return exposedObject;

}</pre>

同样，总结以下它干的事情：

根据beanName获取beanWrapper对象。如果beanWrapper对象是空，则调用createBeanInstance()方法创建bean实例。否则，下一步
通过beanWrapper对象获取bean实例和class类型。
允许 postProcessors 调整组合BeanDefinition。
如果RootBeanDefinition是单例并且允许循环引用并且beanName正在进行单例创建，将beanName添加到单例工厂。
调用populateBean()方法给bean的属性值赋值，然后初始化bean对象并返回创建的bean实例，如果抛异常，则下一步。
如果该beanName对象已经注册单例模式，则从单例中获取，并判断获取到的bean实例(B)与BeanWrapper中的bean实例(A)是同一个实例，如果是，则返回A或者B，如果不是，则递归找出它的依赖bean。
返回1-6产生的bean实例。

我们首次获取bean实例的时候，bean工厂是肯定没有的，所以我们首次获取到的BeanWrapper应该是空对象，但是它调用了createBeanInstance()方法后，可以看到spring是很确定它能拿到对象，那么我们看看这个方法的实现。它仍然是这个类中的方法。

// 如果这个bean 不是public 修饰符或者不被允许公共访问， 抛出异常
if (beanClass != null && !Modifier.isPublic(beanClass.getModifiers()) && !mbd.isNonPublicAccessAllowed()) {
    throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName,
            "Bean class isn't public, and non-public access not allowed: " + beanClass.getName());
}

if (mbd.getFactoryMethodName() != null)  {
    // 通过工厂方法实例化
    return instantiateUsingFactoryMethod(beanName, mbd, args);
}

// Shortcut when re-creating the same bean...
// 是否有构造器
if (mbd.resolvedConstructorOrFactoryMethod != null && args == null) {
    if (mbd.constructorArgumentsResolved) {
        return autowireConstructor(beanName, mbd, null, null);
    }
    else {
        return instantiateBean(beanName, mbd);
    }
}

// Need to determine the constructor...
// 需要确认构造器
Constructor[] ctors = determineConstructorsFromBeanPostProcessors(beanClass, beanName);
if (ctors != null ||
        mbd.getResolvedAutowireMode() == RootBeanDefinition.AUTOWIRE_CONSTRUCTOR ||
        mbd.hasConstructorArgumentValues() || !ObjectUtils.isEmpty(args))  {
    // 自动装配，调用匹配的构造方法进行实例化
    return autowireConstructor(beanName, mbd, ctors, args);
}

// No special handling: simply use no-arg constructor.
// 使用默认无参构造
return instantiateBean(beanName, mbd);

}</pre>

这个类用来创建Bean实例，然后返回BeanWrapper对象。注释写的很详细了。其中有个instantiateBean()方法，当没有参数和构造方法的时候，就会调用该方法来实例化bean。

            public Object run() {
                return getInstantiationStrategy().instantiate(mbd, beanName, parent);
            }
        }, getAccessControlContext());
    }
    else {
        beanInstance = getInstantiationStrategy().instantiate(mbd, beanName, parent);
    }
    // 对实例化对象进行封装
    BeanWrapper bw = new BeanWrapperImpl(beanInstance);
    initBeanWrapper(bw);
    return bw;
}
catch (Throwable ex) {
    throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName, "Instantiation of bean failed", ex);
}

}</pre>

这个方法是使用默认无参构造方法实例化bean的，它的核心代码是getInstantiationStrategy().instantiate(mbd, beanName, parent);,因为它，我们可以得到一个bean实例对象，然后封装成BeanWrapper并返回。

4. SimpleInstantiationStrategy.java

用于BeanFactory的简单对象实例化策略。不支持方法注入，尽管它提供了子类的hook来覆盖以添加方法注入支持，例如通过重写方法。

// Don't override the class with CGLIB if no overrides.
// 如果beanDefinition 中没有方法覆盖， 就用jdk，否则用cglib
if (beanDefinition.getMethodOverrides().isEmpty()) {
    // 获取对象的构造方法和工厂方法
    Constructor constructorToUse = (Constructor) beanDefinition.resolvedConstructorOrFactoryMethod;

    if (constructorToUse == null) {
        // 如果 没有构造方法和工厂方法， 使用JDK反射， 判断实例化的bean是不是接口
        final Class clazz = beanDefinition.getBeanClass();
        if (clazz.isInterface()) {
            throw new BeanInstantiationException(clazz, "Specified class is an interface");
        }
        try {
            if (System.getSecurityManager() != null) {
                // 使用反射获取bean构造方法
                constructorToUse = AccessController.doPrivileged(new PrivilegedExceptionAction<Constructor>() {
                    public Constructor run() throws Exception {
                        return clazz.getDeclaredConstructor((Class[]) null);
                    }
                });
            } else {
                constructorToUse =  clazz.getDeclaredConstructor((Class[]) null);
            }
            beanDefinition.resolvedConstructorOrFactoryMethod = constructorToUse;
        }
        catch (Exception ex) {
            throw new BeanInstantiationException(clazz, "No default constructor found", ex);
        }
    }
    // 使用beanUtils实例化   构造方法.newInstance(arg) 来实例化
    return BeanUtils.instantiateClass(constructorToUse);
}
else {
    //如果 有覆盖或者重写， 则用CGLIB来实例化对象
    // Must generate CGLIB subclass.
    return instantiateWithMethodInjection(beanDefinition, beanName, owner);
}

}</pre>

总结它的步骤：

如果BeanDefinition的覆盖方法不为空，则交给CGLIB来实例化对象，否则获取构造方法和工厂方法，下一步。
如果没有构造方法和工厂方法，则使用JDK反射，判断实例化的bean是不是接口，如果是，抛出异常，如果不是，则使用反射来获取bean的构造方法，最后，用构造器.newInstance()的方法(BeanUtils.instantiateClass()方法底层实现)来实例化并返回。

那cglib是如何实例化呢，我们来看下instantiateWithMethodInjection(beanDefinition, beanName, owner);方法源码：

// Must generate CGLIB subclass.
return new CglibSubclassCreator(beanDefinition, owner).instantiate(null, null);

}</pre>

然后再跟进CglibSubclassCreator(beanDefinition, owner).instantiate(null, null);方法:

<pre class="java5 prettyprint linenums" style="box-sizing: border-box; background: transparent !important; border: none !important; margin: 0px !important; width: auto !important; float: none !important; clear: none !important; overflow: visible !important; font-family: monospace; font-size: 14px !important; line-height: 24px !important; padding: 0px 5px !important; white-space: pre !important; box-shadow: rgba(0, 0, 0, 0) 0px 0px 0px !important; border-radius: 0px !important;">// 使用cglib 来进行bean实例化
public Object instantiate(Constructor ctor, Object[] args) {
// cglib
Enhancer enhancer = new Enhancer();
// bean本身作为基类
enhancer.setSuperclass(this.beanDefinition.getBeanClass());
enhancer.setCallbackFilter(new CallbackFilterImpl());
enhancer.setCallbacks(new Callback[] {
NoOp.INSTANCE,
new LookupOverrideMethodInterceptor(),
new ReplaceOverrideMethodInterceptor()
});

// 生成实例对象
return (ctor == null) ? 
        enhancer.create() : 
        enhancer.create(ctor.getParameterTypes(), args);

}</pre>

从上面代码可以看到，这就是CGLIB动态代理中创建代理的过程代码，不熟悉的可以往前翻彻底搞懂动态代理章节的内容。

好了，到了这里，Spring就完成了bean实例的创建，但是此时就能拿着这个实例去使用吗，显然是不可以，因为属性还没有被赋入，下一章再继续介绍如何将属性依赖关系注入到Bean实例对象。

最后编辑于：2019.01.14 10:31:07

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道士缉凶录：失踪的卖姜人
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护林员之死
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活死人
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情欲美人皮
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代替公主和亲
正文我出身青楼，却偏偏与公主长得像，于是被迫代替她去往敌国和亲。传闻我的和亲对象是个残疾皇子，可洞房花烛夜当晚...
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那什么是依赖注入呢 Day53 2019-01-12

1. BeanFactory

2. AbstractBeanFactory

然后我们再看看 createBean()方法的实现。

3. AbstractAutowireCapableBeanFactory.java

4. SimpleInstantiationStrategy.java

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