Autowired无法正常注入的疑难杂症
前言
最近项目在整合shiro权限认证模块时，给自己挖了一个深坑，也是分析了好久才定位到问题的所在，根本原因还是对spring相关的技术点掌握的不够娴熟。本文基于springboot 2.1.5进行分析。下面会用简单的Demo去还原问题的场景。
示例
简单将遇到的问题还原一下，这段代码中ShiroProperties 始终注入不到TestController中去。也就是 shiroProperties 始终是null。
1@ConfigurationProperties(prefix = "test")
2@Data
3public class ShiroProperties {
4
5 private String name;
6 private List<String> chain;
7}
复制代码
1@Configuration
2@EnableConfigurationProperties(ShiroProperties.class)
3public class ShiroConfiguration {
4}
复制代码
1@Controller
2public class TestController {
3
4 @Autowired
5 private ShiroProperties shiroProperties;
6
7 @Bean
8 public Test test(){
9 System.out.println(shiroProperties);
10 return new Test();
11 }
12
13 @Bean
14 private TestProcessor testProcessor(){
15 return new TestProcessor();
16 }
17}
复制代码
1public class Test {
2}
复制代码
1public class TestProcessor implements
2 BeanFactoryPostProcessor, PriorityOrdered {
3
4 @Override
5 public void postProcessBeanFactory
6 (ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException {
7
8 }
9
10 @Override
11 public int getOrder() {
12 return 0;
13 }
14}
复制代码
配置文件application.properties：
test.name=mars test.chain[0]=aa test.chain[1]=bb
初始定位
最开始问题定位为ShiroProperties 没有注册到容器中，所以注入时通过getBean无法取到相应的bean。但是Debug也会发现ShiroProperties 的BeanDefinition已经在容器中持有，所以这个方向基本被排除了。
重定位
重新定位问题，暂时定位在 populateBean 属性注入时初始化ShiroProperties 失败。后面debug查看了一下 populateBean 时的TestController的BeanDefinition，发现ShiroProperties 这个属性根本没有在依赖注入的范围内。所以压根就没初始化。
propertyValues
属性中。
@Autowired注入流程
例如@Autowired注解的属性会通过类AutowiredAnnotationBeanPostProcessor去处理。咱们简单看一下AutowiredAnnotationBeanPostProcessor的构造函数。
实例化的时候就会将Autowired和Value给缓存在一个 autowiredAnnotationTypes 集合中。在后面进行BeanDefinition合并的时候，会遍历 autowiredAnnotationTypes 集合，取出注解对应的字段（例如Autowired和Value对应的字段），最后存放到BeanDefinition的 propertyValues 属性中，供后面的 populateBean 调用时进行属性的注入。具体调用方法如下图：
上面的方法主要干了两个活：
shiroProperties propertyValues
所以这里咱们需要把思路往前推一下，需要判断出了什么问题才会导致TestController的 propertyValues 属性为空。beanDefinition的合并发生在 doCreateBean 方法中。如下图：
通过这个方法进去，咱们将所有的BeanPostProcessor打印出来，结果如下图所示， 并没有AutowiredAnnotationBeanPostProcessor这个后置处理器。这也就能解释咱们的ShiroProperties为啥注入不进去了 ，虽然找到了原因，但是这不是一个正常的结果，正常情况下依赖注入都是没问题的，毕竟依赖注入是Spring的核心三大板块之一。
这里咱们深入分析一下AutowiredAnnotationBeanPostProcessor这个类是啥时候注册到Spring容器的。
众所周知，在容器初始化的过程中，有一个关键性的方法 refresh ，在 refresh 方法调用过程中，会调用 invokeBeanFactoryPostProcessors 方法，所有的后置处理器都在这里进行初始化。咱们看看一共有多少个BeanPostProcessor：
从上图可以观察到正常情况下所有的postProcessorNames都是会被注册到Spring容器中的。但是这里有个例外，从上面的图片可以看出还有个testProcessor也在其中，这个是咱们自定义的BeanPostProcessor。Spring在注册这些BeanPostProcessor时会按一种规则去注册：
- 先注册实现了PriorityOrdered接口的BeanPostProcessor。
- 再注册实现了Ordered接口的BeanPostProcessor。
- 最后注册无顺序的BeanPostProcessor。
所以TestProcessor会在AutowiredAnnotationBeanPostProcessor之前进行注册，而TestProcessor是在TestController中的，所以说TestController作为TestProcessor的 factoryBean ，当然要先进行初始化，这样最后导致TestController在初始化时无法正常使用AutowiredAnnotationBeanPostProcessor的功能，然后使得ShiroProperties无法正常注入。
到这里一切疑惑迎刃而解~，针对上述问题，咱们可以另起一个无需初始化的PostProcessorConfig类去专门处理类似的BeanPostProcessor即可。
科普PriorityOrdered接口
看一下Spring对于PriorityOrdered这个接口的注释
Note: {@code PriorityOrdered} post-processor beans are initialized in a special phase, ahead of other post-processor beans. This subtly affects their autowiring behavior: they will only be autowired against beans which do not require eager initialization for type matching.
其实官方也有给咱们提示这一点的，用了这个接口的后置处理器将会影响依赖注入的过程，推荐放在不需要初始化的bean中进行装配。
PS：当然，这种情况一般也遇不到，只是最近在整合shiro时，shiro有提供一个LifecycleBeanPostProcessor 处理器去管理相关bean的生命周期，需要注册到Spring容器。然后就导致上面的情况，和LifecycleBeanPostProcessor 在的同一个类的@Autowired，@Value声明的字段均无法正常注入。
下面是关于这个问题可能涉及到的一些源码的分析。
源码分析
一般情况下，有两种组合可以使用。
- @ConfigurationProperties与@EnableConfigurationProperties进行配合使用。
- @ConfigurationProperties与@Configuration进行配合使用。
两则实现的目的一致，都是将@ConfigurationProperties注解的类交由Spring容器进行托管，在容器中注册BeanDefinition，以供后期bean的装配和获取。
下面的内容将以第一种组合展开进行讲解。我们可以先看看@EnableConfigurationProperties这个注解。
1@Target(ElementType.TYPE)
2@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
3@Documented
4@Import(EnableConfigurationPropertiesImportSelector.class)
5public @interface EnableConfigurationProperties {
6
7 /**
8 * Convenient way to quickly register {@link ConfigurationProperties} annotated beans
9 * with Spring. Standard Spring Beans will also be scanned regardless of this value.
10 * @return {@link ConfigurationProperties} annotated beans to register
11 */
12 Class<?>[] value() default {};
13
14}
复制代码
这个注解上有@Import(EnableConfigurationPropertiesImportSelector.class)这样一个注解，对于@Import这个注解，感兴趣的朋友可以去看看ConfigurationClassParser中的 processImports 方法。大概流程就是调用EnableConfigurationPropertiesImportSelector中的 selectImports 方法，并将解析出来的所有类注册到容器中。
这里一共是将两个类注入到了容器中。他们都实现了ImportBeanDefinitionRegistrar接口，这个接口只有一个方法 registerBeanDefinitions ，看方法名也就略知一二了吧。
ConfigurationPropertiesBeanRegistrar
ConfigurationPropertiesBeanRegistrar这个类的主要目的是用来收集EnableConfigurationProperties 中value值指定的类，并将其注册到容器中。代码量并不多，我截取下关键性代码。
一共分为两步：
- getTypes:通过注解@EnableConfigurationProperties获取其value中的值。
- register:将上面获取的
Class[]注册到Spring容器中。
ConfigurationPropertiesBindingPostProcessorRegistrar
ConfigurationPropertiesBindingPostProcessorRegistrar这个类注册了两个后置处理器。
从代码不难看出，上面的逻辑在一个容器中有且只会执行一次。执行过程中会注册一个实现BeanPostProcessor的bean后置处理器，还会注册一个实现BeanFactoryPostProcessor的beanFactory后置处理器。
- ConfigurationBeanFactoryMetadata：将beanFactory中所有的beandefinition都保存一份到
beansFactoryMetadata集合中。 - ConfigurationPropertiesBindingPostProcessor：这个类是处理ConfigurationProperties的重点类，它将会帮我们解析配置文件里面的配置并赋值到bean中。
bind
方法中进行。解析过程略显复杂，这里不做过多说明。
触发点
前面介绍了两个ImportBeanDefinitionRegistrar接口的实现类，但是 registerBeanDefinitions 方法的触发点还未揭秘。了解过spring源码的同学想必对 refresh 这个方法应该不陌生。咱们从这里开始挖掘一波~
refresh中有一个方法 invokeBeanFactoryPostProcessors 。
这个是触发点的入口，一步步点进去，直到 PostProcessorRegistrationDelegate.invokeBeanFactoryPostProcessors 方法，这里面会执行一些定义好的BeanFactoryPostProcessor中的 postProcessBeanDefinitionRegistry 方法，
咱们要关注的就是 ConfigurationClassPostProcessor 这个类。这个类其实干了很多活，包括前面提到的对于@Import这个注解的处理等等。
归纳成为三步，每一步都内嵌在前一步中：
- this.reader.loadBeanDefinitions(configClasses);
- loadBeanDefinitionsForConfigurationClass(configClass, trackedConditionEvaluator);控制是否跳过一些bean的处理，例如咱们有时候会配置@ConditionalOnBean @ConditionalOnClass等等条件，若不满足，则直接跳过这些bean的处理。
- loadBeanDefinitionsFromRegistrars(configClass.getImportBeanDefinitionRegistrars());
1 private void loadBeanDefinitionsFromRegistrars(Map<ImportBeanDefinitionRegistrar, AnnotationMetadata> registrars) {
2 registrars.forEach((registrar, metadata) ->
3 registrar.registerBeanDefinitions(metadata, this.registry));
4 }
复制代码
这一块就是咱们的 registerBeanDefinitions 方法触发的地方了。也与前面一块的讲解也就串起来了。
总结
解决问题的同时也是对自己成长的一种促进，这次源码分析补充了前面很多 强行看源码 时的一些疑惑点。毕竟spring盘子太大了，不一定所有的使用注意事项都会在官方文档加以注释，碰见了搜索引擎解决不了的问题还是得自己手撸源码------>O(∩_∩)O哈哈~。
End
正文到此结束
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