@Autowired 的实现原理

@Autowired 是 Spring 中最常用的依赖注入注解之一，它的底层实现涉及多个核心组件和机制。理解其源码实现有助于深入掌握 Spring 的 依赖注入（DI） 原理。

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🧠 一、@Autowired 的作用

✅ 功能概述：

• 自动装配 Bean
• 支持字段注入、构造器注入、Setter 注入
• 支持按类型匹配（默认）、结合 @Qualifier 按名称匹配

✅ 示例使用方式：

@Component
class A {@Autowiredprivate B b;
}@Component
class B {}

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🔄 二、@Autowired 的工作原理与流程

Spring 在创建 Bean 的过程中会解析 @Autowired 注解，并自动注入依赖对象。整个过程主要由以下组件协作完成：

类名	职责
AutowiredAnnotationBeanPostProcessor	处理 @Autowired、@Value 等注解
DefaultListableBeanFactory.resolveDependency()	解析依赖项（按类型查找匹配的 Bean）
InjectionMetadata	存储要注入的字段或方法信息
BeanWrapperImpl	实际进行属性赋值

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🔍 三、关键源码分析

📁 核心类路径：

• org.springframework.beans.factory.annotation.AutowiredAnnotationBeanPostProcessor
• org.springframework.beans.factory.annotation.InjectionMetadata
• org.springframework.beans.factory.support.DefaultListableBeanFactory

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1️⃣ AutowiredAnnotationBeanPostProcessor：主处理器

这个类是 BeanPostProcessor 的一个实现，负责在 Bean 创建前后处理 @Autowired 注解。

关键方法：

public class AutowiredAnnotationBeanPostProcessor implements MergedBeanDefinitionPostProcessor {// 找出类中所有带有 @Autowired 的字段/方法@Overridepublic void postProcessMergedBeanDefinition(RootBeanDefinition beanDefinition, Class<?> beanType, String beanName) {InjectionMetadata metadata = findAutowiringMetadata(beanName, beanType, null);metadata.checkConfigMembers(beanDefinition);}// 在 Bean 初始化之前注入依赖@Overridepublic Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) {try {InjectionMetadata metadata = findAutowiringMetadata(beanName, bean.getClass(), bean);metadata.inject(bean, beanName, null); // 执行注入} catch (Throwable ex) {throw new BeanCreationException(beanName, "Injection of autowired dependencies failed", ex);}return bean;}
}

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2️⃣ InjectionMetadata：存储注入元数据

该类封装了需要注入的字段或方法信息。

private InjectionMetadata(Class<?> targetClass, Collection<InjectedElement> elements) {this.targetClass = targetClass;this.injectedElements = elements;
}public void inject(Object target, @Nullable String beanName, @Nullable PropertyValues pvs) throws Throwable {for (InjectedElement element : this.injectedElements) {element.inject(target, beanName, pvs); // 对每个字段执行注入}
}

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3️⃣ AutowiredFieldElement：字段注入逻辑

针对字段注入的情况，Spring 使用 AutowiredFieldElement 来处理。

private class AutowiredFieldElement extends InjectionMetadata.InjectedElement {@Overrideprotected void inject(Object bean, String beanName, PropertyValues pvs) throws Throwable {Field field = getField();Object value = resolveFieldValue(field, bean, beanName); // 解析值if (value != null) {ReflectionUtils.makeAccessible(field);field.set(bean, value); // 使用反射设置字段值}}private Object resolveFieldValue(Field field, Object bean, String beanName) {DependencyDescriptor descriptor = new DependencyDescriptor(field, true);return getBeanFactory().resolveDependency(descriptor, beanName); // 解析依赖}
}

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4️⃣ DefaultListableBeanFactory.resolveDependency()：解析依赖

这是 Spring 依赖注入的核心方法，用于根据类型查找并返回合适的 Bean。

public Object resolveDependency(DependencyDescriptor descriptor, @Nullable String requestingBeanName) {// 获取目标类型Class<?> typeToMatch = descriptor.getDependencyType();// 查找所有匹配的 Bean 名称String[] candidateNames = getBeanNamesForType(typeToMatch);if (candidateNames.length == 1) {// 如果只有一个匹配项，直接返回return getBean(candidateNames[0]);} else if (candidateNames.length > 1) {// 如果有多个匹配项，尝试结合 @Qualifier 进行筛选Map<String, Object> candidates = new LinkedHashMap<>(candidateNames.length);for (String candidateName : candidateNames) {if (!isSelfReference(requestingBeanName, candidateName, descriptor)) {candidates.put(candidateName, getBean(candidateName));}}// 使用 Qualifier 或 Primary 来决定最终选择哪个 Beanreturn determinePrimaryCandidate(candidates, descriptor);} else {// 没有找到匹配的 Beanreturn null;}
}

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⚙️ 四、@Autowired 注入的关键机制

1. 依赖查找机制

• Spring 通过 getBeanNamesForType() 方法查找容器中所有符合指定类型的 Bean。
• 支持泛型注入（如 List<A>、Map<String, A>）

2. 多实例匹配问题

当有多个相同类型的 Bean 时，可以通过以下方式解决冲突：

• @Primary：标记首选 Bean
• @Qualifier("beanName")：指定具体 Bean 名称
• 结合自定义限定符注解（如 @MyQualifier）

3. 注入时机

• 字段注入发生在 postProcessBeforeInitialization() 阶段
• 构造器注入则在 Bean 实例化阶段就完成（通过 autowireConstructor()）

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🧱 五、支持的注入方式对比

注入方式	是否支持	说明
字段注入	✅	最常用，但不推荐用于生产代码（破坏封装）
Setter 注入	✅	推荐用于可选依赖
构造器注入	✅	推荐用于强制依赖，不可变对象更安全
方法注入（任意方法）	✅	如 @Autowired public void init(A a)

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❓六、常见问题 & 面试题（结合源码）

Q1: @Autowired 是如何实现的？

Spring 使用 AutowiredAnnotationBeanPostProcessor 在 Bean 初始化前扫描类中的 @Autowired 注解，然后通过反射注入对应的依赖对象。

Q2: @Autowired 和 @Resource 有什么区别？

特性	@Autowired	@Resource
来源	Spring	JDK（JSR-250）
默认行为	按类型注入	按名称注入
是否支持 required=false	✅	❌
是否支持 JSR-330 (@Inject)	❌	✅

Q3: 多个同类型 Bean 如何注入？

Spring 会抛出异常（NoUniqueBeanDefinitionException），可通过 @Primary 或 @Qualifier 明确指定注入哪一个 Bean。

Q4: @Autowired 可以用在哪些地方？

支持字段、构造器、Setter、任意方法上，甚至可以用于 List、Map、数组等集合类型。

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✅ 总结

特性	Spring @Autowired 实现
注解处理器	AutowiredAnnotationBeanPostProcessor
注入元数据	InjectionMetadata
字段注入	AutowiredFieldElement
构造器注入	autowireConstructor()
依赖解析	resolveDependency()
多 Bean 冲突	支持 @Primary, @Qualifier 解决
注入时机	postProcessBeforeInitialization() 阶段