彻底搞明白Spring中的自动装配和Autowired

一、自动装配

当Spring装配Bean属性时，有时候非常明确，就是需要将某个Bean的引用装配给指定属性。比如，如果我们的应用上下文中只有一个org.mybatis.spring.SqlSessionFactoryBean类型的Bean，那么任意一个依赖SqlSessionFactoryBean的其他Bean就是需要这个Bean。毕竟这里只有一个SqlSessionFactoryBean的Bean。

为了应对这种明确的装配场景，Spring提供了自动装配(autowiring)。与其显式的装配Bean属性，为何不让Spring识别出可以自动装配的场景。

当涉及到自动装配Bean的依赖关系时，Spring有多种处理方式。因此，Spring提供了4种自动装配策略。

public interface AutowireCapableBeanFactory{

	//无需自动装配
	int AUTOWIRE_NO = 0;

	//按名称自动装配bean属性
	int AUTOWIRE_BY_NAME = 1;

	//按类型自动装配bean属性
	int AUTOWIRE_BY_TYPE = 2;

	//按构造器自动装配
	int AUTOWIRE_CONSTRUCTOR = 3;

	//过时方法，Spring3.0之后不再支持
	@Deprecated
	int AUTOWIRE_AUTODETECT = 4;
}

Spring在AutowireCapableBeanFactory接口中定义了这几种策略。其中，AUTOWIRE_AUTODETECT被标记为过时方法，在Spring3.0之后已经不再支持。

1、byName

它的意思是，把与Bean的属性具有相同名字的其他Bean自动装配到Bean的对应属性中。听起来可能比较拗口，我们来看个例子。

首先，在User的Bean中有个属性Role myRole，再创建一个Role的Bean，它的名字如果叫myRole，那么在User中就可以使用byName来自动装配。

public class User{
	private Role myRole;
}
public class Role {
	private String id;	
	private String name;
}

上面是Bean的定义，再看配置文件。

<bean id="myRole" class="com.viewscenes.netsupervisor.entity.Role">
	<property name="id" value="1001"></property>
	<property name="name" value="管理员"></property>
</bean>

<bean id="user" class="com.viewscenes.netsupervisor.entity.User" autowire="byName"></bean>

如上所述，只要属性名称和Bean的名称可以对应，那么在user的Bean中就可以使用byName来自动装配。那么，如果属性名称对应不上呢？

2、byType

是的，如果不使用属性名称来对应，你也可以选择使用类型来自动装配。它的意思是，把与Bean的属性具有相同类型的其他Bean自动装配到Bean的对应属性中。

<bean class="com.viewscenes.netsupervisor.entity.Role">
	<property name="id" value="1001"></property>
	<property name="name" value="管理员"></property>
</bean>

<bean id="user" class="com.viewscenes.netsupervisor.entity.User" autowire="byType"></bean>

还是上面的例子，如果使用byType，Role Bean的ID都可以省去。

3、constructor

它是说，把与Bean的构造器入参具有相同类型的其他Bean自动装配到Bean构造器的对应入参中。值的注意的是，具有相同类型的其他Bean这句话说明它在查找入参的时候，还是通过Bean的类型来确定。

构造器中入参的类型为Role

public class User{
	private Role role;

	public User(Role role) {
		this.role = role;
	}
}

<bean id="user" class="com.viewscenes.netsupervisor.entity.User" autowire="constructor"></bean>

4、autodetect

它首先会尝试使用constructor进行自动装配，如果失败再尝试使用byType。不过，它在Spring3.0之后已经被标记为@Deprecated。

5、默认自动装配

默认情况下，default-autowire属性被设置为none，标示所有的Bean都不使用自动装配，除非Bean上配置了autowire属性。如果你需要为所有的Bean配置相同的autowire属性，有个办法可以简化这一操作。在根元素Beans上增加属性default-autowire="byType"。

<beans default-autowire="byType">

Spring自动装配的优点不言而喻。但是事实上，在Spring XML配置文件里的自动装配并不推荐使用，其中笔者认为最大的缺点在于不确定性。或者除非你对整个Spring应用中的所有Bean的情况了如指掌，不然随着Bean的增多和关系复杂度的上升，情况可能会很糟糕。

二、Autowired

从Spring2.5开始，开始支持使用注解来自动装配Bean的属性。它允许更细粒度的自动装配，我们可以选择性的标注某一个属性来对其应用自动装配。

Spring支持几种不同的应用于自动装配的注解。

Spring自带的@Autowired注解。
JSR-330的@Inject注解。
JSR-250的@Resource注解。

我们今天只重点关注Autowired注解，关于它的解析和注入过程，请参考笔者Spring源码系列的文章。Spring源码分析（二）bean的实例化和IOC依赖注入

使用@Autowired很简单，在需要注入的属性加入注解即可。

@Autowired
UserService userService;

不过，使用它有几个点需要注意。

1、强制性

默认情况下，它具有强制契约特性，其所标注的属性必须是可装配的。如果没有Bean可以装配到Autowired所标注的属性或参数中，那么你会看到NoSuchBeanDefinitionException的异常信息。

public Object doResolveDependency(DependencyDescriptor descriptor, String beanName,
			Set<String> autowiredBeanNames, TypeConverter typeConverter) throws BeansException {
	
	//查找Bean
	Map<String, Object> matchingBeans = findAutowireCandidates(beanName, type, descriptor);
	//如果拿到的Bean集合为空，且isRequired，就抛出异常。
	if (matchingBeans.isEmpty()) {
		if (descriptor.isRequired()) {
			raiseNoSuchBeanDefinitionException(type, "", descriptor);
		}
		return null;
	}
}

看到上面的源码，我们可以得到这一信息，Bean集合为空不要紧，关键isRequired条件不能成立，那么，如果我们不确定属性是否可以装配，可以这样来使用Autowired。

@Autowired(required=false)
UserService userService;

2、装配策略

我记得曾经有个面试题是这样问的：Autowired是按照什么策略来自动装配的呢？

关于这个问题，不能一概而论，你不能简单的说按照类型或者按照名称。但可以确定的一点的是，它默认是按照类型来自动装配的，即byType。

默认按照类型装配

关键点findAutowireCandidates这个方法。

protected Map<String, Object> findAutowireCandidates(
		String beanName, Class<?> requiredType, DependencyDescriptor descriptor) {
	
	//获取给定类型的所有bean名称，里面实际循环所有的beanName，获取它的实例
	//再通过isTypeMatch方法来确定
	String[] candidateNames = BeanFactoryUtils.beanNamesForTypeIncludingAncestors(
			this, requiredType, true, descriptor.isEager());
			
	Map<String, Object> result = new LinkedHashMap<String, Object>(candidateNames.length);
	
	//根据返回的beanName，获取其实例返回
	for (String candidateName : candidateNames) {
		if (!isSelfReference(beanName, candidateName) && isAutowireCandidate(candidateName, descriptor)) {
			result.put(candidateName, getBean(candidateName));
		}
	}
	return result;
}

按照名称装配

可以看到它返回的是一个列表，那么就表明，按照类型匹配可能会查询到多个实例。到底应该装配哪个实例呢？我看有的文章里说，可以加注解以此规避。比如@qulifier、@Primary等，实际还有个简单的办法。

比如，按照UserService接口类型来装配它的实现类。UserService接口有多个实现类，分为UserServiceImpl、UserServiceImpl2。那么我们在注入的时候，就可以把属性名称定义为Bean实现类的名称。

@Autowired
UserService UserServiceImpl2;

这样的话，Spring会按照byName来进行装配。首先，如果查到类型的多个实例，Spring已经做了判断。

public Object doResolveDependency(DependencyDescriptor descriptor, String beanName,
			Set<String> autowiredBeanNames, TypeConverter typeConverter) throws BeansException {
			
	//按照类型查找Bean实例
	Map<String, Object> matchingBeans = findAutowireCandidates(beanName, type, descriptor);
	//如果Bean集合为空，且isRequired成立就抛出异常
	if (matchingBeans.isEmpty()) {
		if (descriptor.isRequired()) {
			raiseNoSuchBeanDefinitionException(type, "", descriptor);
		}
		return null;
	}
	//如果查找的Bean实例大于1个
	if (matchingBeans.size() > 1) {
		//找到最合适的那个，如果没有合适的。。也抛出异常
		String primaryBeanName = determineAutowireCandidate(matchingBeans, descriptor);
		if (primaryBeanName == null) {
			throw new NoUniqueBeanDefinitionException(type, matchingBeans.keySet());
		}
		if (autowiredBeanNames != null) {
			autowiredBeanNames.add(primaryBeanName);
		}
		return matchingBeans.get(primaryBeanName);
	}	
}

可以看出，如果查到多个实例，determineAutowireCandidate方法就是关键。它来确定一个合适的Bean返回。其中一部分就是按照Bean的名称来匹配。

protected String determineAutowireCandidate(Map<String, Object> candidateBeans, 
				DependencyDescriptor descriptor) {
	//循环拿到的Bean集合
	for (Map.Entry<String, Object> entry : candidateBeans.entrySet()) {
		String candidateBeanName = entry.getKey();
		Object beanInstance = entry.getValue();
		//通过matchesBeanName方法来确定bean集合中的名称是否与属性的名称相同
		if (matchesBeanName(candidateBeanName, descriptor.getDependencyName())) {
			return candidateBeanName;
		}
	}
	return null;
}

最后我们回到问题上，得到的答案就是：@Autowired默认使用byType来装配属性，如果匹配到类型的多个实例，再通过byName来确定Bean。

3、主和优先级

上面我们已经看到了，通过byType可能会找到多个实例的Bean。然后再通过byName来确定一个合适的Bean，如果通过名称也确定不了呢？还是determineAutowireCandidate这个方法，它还有两种方式来确定。

protected String determineAutowireCandidate(Map<String, Object> candidateBeans, 
				DependencyDescriptor descriptor) {
	Class<?> requiredType = descriptor.getDependencyType();
	//通过@Primary注解来标识Bean
	String primaryCandidate = determinePrimaryCandidate(candidateBeans, requiredType);
	if (primaryCandidate != null) {
		return primaryCandidate;
	}
	//通过@Priority(value = 0)注解来标识Bean value为优先级大小
	String priorityCandidate = determineHighestPriorityCandidate(candidateBeans, requiredType);
	if (priorityCandidate != null) {
		return priorityCandidate;
	}
	return null;
}

Primary

它的作用是看Bean上是否包含@Primary注解，如果包含就返回。当然了，你不能把多个Bean都设置为@Primary，不然你会得到NoUniqueBeanDefinitionException这个异常。

protected String determinePrimaryCandidate(Map<String, Object> candidateBeans, Class<?> requiredType) {
	String primaryBeanName = null;
	for (Map.Entry<String, Object> entry : candidateBeans.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, candidateBeans.size(),
							"more than one 'primary' bean found among candidates: " + candidateBeans.keySet());
				}
				else if (candidateLocal) {
					primaryBeanName = candidateBeanName;
				}
			}
			else {
				primaryBeanName = candidateBeanName;
			}
		}
	}
	return primaryBeanName;
}

Priority

你也可以在Bean上配置@Priority注解，它有个int类型的属性value，可以配置优先级大小。数字越小的，就被优先匹配。同样的，你也不能把多个Bean的优先级配置成相同大小的数值，否则NoUniqueBeanDefinitionException异常照样出来找你。

protected String determineHighestPriorityCandidate(Map<String, Object> candidateBeans, 
									Class<?> requiredType) {
	String highestPriorityBeanName = null;
	Integer highestPriority = null;
	for (Map.Entry<String, Object> entry : candidateBeans.entrySet()) {
		String candidateBeanName = entry.getKey();
		Object beanInstance = entry.getValue();
		Integer candidatePriority = getPriority(beanInstance);
		if (candidatePriority != null) {
			if (highestPriorityBeanName != null) {
				//如果优先级大小相同
				if (candidatePriority.equals(highestPriority)) {
					throw new NoUniqueBeanDefinitionException(requiredType, candidateBeans.size(),
						"Multiple beans found with the same priority ('" + highestPriority + "') " +
							"among candidates: " + candidateBeans.keySet());
				}
				else if (candidatePriority < highestPriority) {
					highestPriorityBeanName = candidateBeanName;
					highestPriority = candidatePriority;
				}
			}
			else {
				highestPriorityBeanName = candidateBeanName;
				highestPriority = candidatePriority;
			}
		}
	}
	return highestPriorityBeanName;
}

最后，有一点需要注意。Priority的包在javax.annotation.Priority;，如果想使用它还要引入一个坐标。

<dependency>
	<groupId>javax.annotation</groupId>
	<artifactId>javax.annotation-api</artifactId>
	<version>1.2</version>
</dependency>

三、总结

本章节重点阐述了Spring中的自动装配的几种策略，又通过源码分析了Autowired注解的使用方式。在Spring3.0之后，有效的自动装配策略分为byType、byName、constructor三种方式。注解Autowired默认使用byType来自动装配，如果存在类型的多个实例就尝试使用byName匹配，如果通过byName也确定不了，可以通过Primary和Priority注解来确定。