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@Bean放入其引用Bean中初始化失败分析

2023-05-16

以下讨论的问题及术语均在SpringBoot框架下，问题十分小众，仅做整理记录。

1. 先说重点

  1. Bean依赖属性的注入顺序，与代码定义顺序无关；
  2. 最好是将@Bean注解配置的Bean放在@Configuration注解修饰的专门用于配置的类中；

2. 问题背景

为了方便，将使用注解（@Bean）方法生成的Bean的方法体定义在了使用此Bean的类中， 代码结构如下（为了描述方便，后文我们姑且将initBeanTestService叫做外层Bean，needInitBean叫做内层Bean）：
错误代码
编写单元测试，运行printInitBeanValue方法，并在方法体内打断点便于观察属性值，

单元测试：
单元测试
运行单元测试会发现，通过内层Bean的属性值needInitValue的值为null，而外层Bean的属性值needInitValue有值，说明在初始化needInitBean时，外层Bean的属性值initValue并未注入成功，

运行结果：
测试结果
简单理下思路，因为外层Bean的类通过@Service注解进行修饰，所以SpringBoot在启动时会扫描到此注解进行Bean的初始化，初始化时会发现此Bean依赖initValue和neeInitBean两个属性，读配置拿到initValue的值，然后去容器中查找是否有needInitBean存在，显然并不存在，于是要先初始化needInitBean，即内层Bean；内层bean的初始化，依赖于外层bean的initValue属性值，从现象来看，此时initValue无值，我们有以下疑问：

此initValue为什么没有值？外层Bean按理说应该已经初始化一半了。

3. 调用栈追踪

为了解释上述问题1，我们在@Bean注解修饰的方法体内打断点，从内层Bean的初始化开始，沿着断点处的调用栈倒着追踪，

  1. 首先是一些反射包下的方法；

  2. 一些BeanFactory初始化bean的方法；

  3. 找到AbstractBeanFactory中，发现此处开始创建needInitBean，那么上边的调用方就是初始化此Bean的触发点；

  4. 找到CommonAnnotationBeanPostProcessor，发现是此处为触发点；

  5. 在CommonAnnotationBeanPostProcessor一番游历，发现此处的逻辑是向外层Bean中注入依赖，找到319行，findResourceMetadata，此方法为找到需要注入的属性或方法的元数据，紧接着321行，为依赖注入逻辑（当然，若依赖是Bean，则去BeanFactory请求，找不到则进行初始化）；
    注入
    点进去findResourceMetadata方法看看他是咋找要注入的属性的，包了一层缓存，主要逻辑在buildResourceMetadata方法，这里我们会发现，他遍历了各个属性和方法，找到有特定注解的属性和方法，放到了待注入的列表。其中注解就包括了我们熟悉的，也是外层bean中needInitBean头上的@Resource。但是并没有发现我们同样熟悉的@Value和@Autowire；

    resource

  6. 继续跟着调用栈往下走，到AbstractAutowireCaptableBeanFactory中，发现有一个循环去遍历BeanPostProceccer, 并过滤出InstantiationAwareBeanPostProcessor，对创建中的Bean进行处理，展开BeanPostProceccer的列表，会发现我们上边看到的CommonAnnotationBeanPostProcessor后边还有个AutowiredAnnotationBeanPostProcessor，此类也继承自InstantiationAwareBeanPostProcessor， 所以也会遍历到，然后我们就会发现他与5中描述的逻辑类似，也是先找到需要注入的属性，然后执行注入。不同的是它解析@Value和@Autowire注解的属性为需要注入的属性；
    在这里插入图片描述

  7. 6中提到的遍历逻辑，是在对外层Bean进行依赖注入，即外层Bean的初始化过程，因为外层Bean是@Service注解修饰的，所以会在SpringBoot启动时扫描到进行初始化，所以我们再往下走没几步就到了SpringApplication.run

4. 问题出现逻辑梳理

  1. 应用启动，扫描@Service注解修饰的外层Bean，对其进行初始化；

  2. Bean的初始化由若干实现InstantiationAwareBeanPostProcessor接口的类在一个循环中依次对Bean进行处理；

  3. 循环中负责依赖注入的类CommonAnnotationBeanPostProcessor发现属性needInitBean有@Resource修饰，需要进行注入，此时BeanFactory中没有needInitBean这个Bean，故对其进行初始化，此时外层Bean的initValue还没有注入进来，所以内层Bean初始化needInitValue为null；

  4. 循环中负责依赖注入的类AutowiredAnnotationBeanPostProcessor发现属性initValue有@Value修饰，需要进行注入，执行注入；

  5. 完成外层Bean的创建；

5. 结论

通过上述追踪，我们可以得出出现我们最初问题的原因：由于@Value和@Resource在注入时并非用一个类进行注入，存在先后关系，故虽然外层Bean已经初始化一半去初始化内层Bean，initValue仍然没有值。

另外退一步说，如果我们使用的是@Autowire，而不是@Resource，@Autowire和@Value是由同一个BeanPostProceccer进行注入的，是不是@Value写在前面，本程序就能通呢？运行了一下是可以的，然而这并不严谨，因为就算是同一个BeanPostProceccer进行注入， 其属性的注入顺序是依赖反射包下的Class.getDeclaredFields方法获得的，而此方法注释明确写道，返回的数组是无序的。

所以我们尽量还是避免这种写法，将@Bean注解配置的Bean放在@Configuration注解修饰的专门用于配置的类中较为稳妥。

ps: 如果我们将initValue使用属性注入，而needInitBean使用@Autowire修饰setter注入，可以保证严谨，因为目前的实现都是先进行属性注入在进行方法注入，不提倡。

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Bean

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