Autowired的注入过程源码解析

一、案例场景

在使用 @Autowired 时，你或多或少都会遇过类似的错误：

required a single bean, but 2 were found

为了重现这个错误，我们可以先写一个案例来模拟下。

@RestController
@Slf4j
@Validated
public class StudentController {
   @Autowired
   DataService dataService;
   @RequestMapping(path = "students/{id}", method = RequestMethod.DELETE)
   public void deleteStudent(@PathVariable("id") @Range(min = 1,max = 100) int id) {
       dataService.deleteStudent(id);
   }
}

其中 DataService 是一个接口，其实现依托于 Oracle，代码示意如下：

public interface DataService {
   void deleteStudent(int id);
}
@Repository
@Slf4j
public class OracleDataService implements DataService {
   @Override
   public void deleteStudent(int id) {
       log.info("delete student info maintained by oracle");
   }
}

截止目前，运行并测试程序是毫无问题的。直到某天，我们接到节约成本的需求，希望把一些部分非核心的业务从 Oracle 迁移到社区版 Cassandra，所以我们自然会先添加上一个新的 DataService 实现，代码如下：

@Repository
@Slf4j
public class CassandraDataService implements DataService{
   @Override
   public void deleteStudent(int id) {
       log.info("delete student info maintained by cassandra");
   }
}

此时，程序就已经无法启动了，报错如下：

二、案例解析

首先，我们先来了解下 @Autowired 发生的位置和核心过程。当一个 Bean 被构建时，核心包括两个基本步骤：

• 执行 AbstractAutowireCapableBeanFactory#createBeanInstance 方法：通过构造器反射构造出这个 Bean，在此案例中相当于构建出 StudentController 的实例；

• 执行 AbstractAutowireCapableBeanFactory#populateBean 方法：填充（即设置）这个 Bean，在本案例中，相当于设置 StudentController 实例中被 @Autowired 标记的 dataService 属性成员。

在步骤 2 中，“填充”过程的关键就是执行各种 BeanPostProcessor 处理器，关键代码如下：

protected void populateBean(String beanName, RootBeanDefinition mbd, @Nullable BeanWrapper bw) {
 //省略非关键代码
 for (BeanPostProcessor bp : getBeanPostProcessors()) {
   if (bp instanceof InstantiationAwareBeanPostProcessor) {
     InstantiationAwareBeanPostProcessor ibp = (InstantiationAwareBeanPostProcessor) bp;
     PropertyValues pvsToUse = ibp.postProcessProperties(pvs, bw.getWrappedInstance(), beanName);
     //省略非关键代码
   }
 }
}

在上述代码执行过程中，因为 StudentController 含有标记为 Autowired 的成员属性 dataService，所以会使用到AutowiredAnnotationBeanPostProcessor（BeanPostProcessor 中的一种）来完成“装配”过程：找出合适的 DataService 的 bean 并设置给StudentController#dataService。如果深究这个装配过程，又可以细分为两个步骤：

• 寻找出所有需要依赖注入的字段和方法，参考 AutowiredAnnotationBeanPostProcessor#postProcessProperties 中的代码行：

InjectionMetadata metadata = findAutowiringMetadata(beanName, bean.getClass(), pvs);

• 根据依赖信息寻找出依赖并完成注入，以字段注入为例，参考 AutowiredFieldElement#inject 方法：

@Override
protected void inject(Object bean, @Nullable String beanName, @Nullable PropertyValues pvs) throws Throwable {
   Field field = (Field) this.member;
   Object value;
   //省略非关键代码
   DependencyDescriptor desc = new DependencyDescriptor(field, this.required);
   //寻找“依赖”，desc为"dataService"的DependencyDescriptor
   value = beanFactory.resolveDependency(desc, beanName, autowiredBeanNames, typeConverter);
   //省略非关键代码
   if (value != null) {
       ReflectionUtils.makeAccessible(field);
       //装配“依赖”
       field.set(bean, value);
   }
}

当我们根据 DataService 这个类型来找出依赖时，我们会找出 2 个依赖，分别为 CassandraDataService 和 OracleDataService。在这样的情况下，如果同时满足以下两个条件则会抛出本案例的错误：

• 调用 determineAutowireCandidate 方法来选出优先级最高的依赖，但是发现并没有优先级可依据。具体选择过程可参考DefaultListableBeanFactory#determineAutowireCandidate。

优先级的决策是先根据 @Primary 来决策，其次是 @Priority 决策，最后是根据 Bean 名字的严格匹配来决策。如果这些帮助决策优先级的注解都没有被使用，名字也不精确匹配，则返回 null，告知无法决策出哪种最合适。

• @Autowired 要求是必须注入的（即 required 保持默认值为 true），或者注解的属性类型并不是可以接受多个 Bean 的类型，例如数组、Map、集合。这点可以参考 DefaultListableBeanFactory#indicatesMultipleBeans 的实现。

三、问题修正

第一，我们可以通过使用标记 @Primary 的方式来让被标记的候选者有更高优先级，从而避免报错。

@Repository
@Primary
@Slf4j
public class OracleDataService implements DataService{
 //省略非关键代码
}

但是这种方式并不一定符合业务需求。

第二，我们可以使用下面的方式去修改：

@Autowired
DataService oracleDataService;

将属性名和 Bean 名字精确匹配，这样就可以让注入选择不犯难：需要 Oracle 时指定属性名为 oracleDataService，需要 Cassandra 时则指定属性名为 cassandraDataService。

第三，还可以采用 @Qualifier 来显式指定引用的是那种服务，例如采用下面的方式：

@Autowired
@Qualifier("cassandraDataService")
DataService dataService;

这种方式之所以能解决问题，在于它能让寻找出的 Bean 只有一个（即精确匹配），所以压根不会出现后面的决策过程，可以参考 DefaultListableBeanFactory#doResolveDependency。

public Object doResolveDependency(DependencyDescriptor descriptor, String beanName,
Set<String> autowiredBeanNames, TypeConverter typeConverter) throws BeansException {
   //...
   Object value = getAutowireCandidateResolver().getSuggestedValue(descriptor);
   //...
}

来源：https://juejin.cn/post/7138954173285924872