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关于Spring中@Value注解使用和源码分析

作者：魔道不误砍柴功

通过深入分析@Value注解的使用和源码,本文详细解释了Spring如何解析@Value注解并为属性赋值,首先,Spring会解析并收集所有被@Value注解修饰的属性,这一过程依赖于AutowiredAnnotationBeanPostProcessor类

1、@Value 注解使用

先配置本地 application.properties 如下：

apple.name=abc

代码如下：

@PropertySource("application.properties")
public class Apple {
	@Value("${apple.name}")
	public String name;
}

@ComponentScan
public class AtValueTest {
	public static void main(String[] args) {
		AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AtValueTest.class);
		Apple bean = context.getBean(Apple.class);
		System.out.println("bean.name = " + bean.name);
	}
}

结果如下：

bean.name = abc

可以看到最终在 Apple 中可以获取到配置文件中的值，那么 Spring 是怎样解析获取到该值的呢？下面开始分析下。

2、@Value 注解源码分析

分析源码之前，我么可以简单思考下， Spring 会怎么样去处理这个 @Value 注解的？然后再带着我们的问题去看看 Spring 是不是和我们想的一样呢？

简单分析有三个步骤，如下：

  1. 首先 Spring 肯定要去解析收集该注解，找到被 @Value 注解修饰的所有属性，注意此时属性的值是一个占位符 ${apple.name}，并不是真正的值
  2. 然后加载一个资源文件，可以是本地 application.properties、也可以是其他，比如 Environment 、xml
  3. 最后去判断哪个类上的属性有 @Value 修饰，就把占位符替换成资源文件中配置的值

在脑海中有了大致思路，再去追踪源码就事半功倍了。

2.1、Spring 解析并收集 @Value 修饰的属性

Spring 解析收集 @Value 修饰的属性和解析收集 @Autowired 注解一模一样，懂这个，@Autowired 注解解析流程也就懂了。

Spring 提供很多 BeanFactoryPostProcessor、BeanPostProcessor 接口作为扩展，从而使 Spring 非常强大，因为我们属性赋值相当于是在实例化之后的事，所以这里的 @Value 解析就是 BeanPostProcessor 接口的应用啦！

一个大家非常熟悉的类 AutowiredAnnotationBeanPostProcessor，Spring 的 DI（依赖注入） 就是这个 BeanPostProcessor 完成的，接下来看 Spring 源码，如下：

可以看到 Spring 是在实例化之后开始去收集的，这个时序非常重要，一定要注意

然后进入 AutowiredAnnotationBeanPostProcessor 类核心部分，如下：

对过来的每个类进行筛选判断是否有被 @Value、@Autowired 修饰的方法或者属性，如果找到有，就会将这个类记录下来，放到一个 injectionMetadataCache 缓存中，为后续的 DI 依赖注作准备，注意哦，解析并收集到的结果最终放到 Spring 的 injectionMetadataCache 缓存中

进入 buildAutowiringMetadata() 方法内部，如下：

获取到这个类上所有的属性，然后遍历每个属性，判断是否有 @Value、@Autowired 修饰，如果有，直接封装成 AutowiredFieldElement 对象，然后保存到一个名为 currElements List 容器中

最后在封装到 InjectionMetadata 对象中，最终返回出去放到 injectionMetadataCache 缓存中保存，不用管他封装到哪个对象，反正这里就是扫描并解析到了哪些属性，或者方法后续需要做处理就可以了。

上面源码中 findAutowiredAnnotation() 方法内部逻辑如下：

在 AutowiredAnnotationBeanPostProcessor 类创建的时候，Spring 就默认往 autowiredAnnotationTypes 容器中添加两个元素，如下：

至此，解析收集 @Value 修饰的属性已经完成，最终将收集到的结果放到了 injectionMetadataCache 缓存中保存，后续需要使用直接可以从这个缓存中获取即可。

2.2、Spring 为 @Value 修饰属性赋值

上面通过 postProcessMergedBeanDefinition() 方法收集好了 @Value 注解修饰的属性，那么下面要做的就是去为这个属性进行赋值。

进入属性填充的方法，源码如下：

然后进入到 AutowiredAnnotationBeanPostProcessor 类中，源码如下：

注意此时的 injectionMetadataCache 缓存中早已经有值了，因为前面我们就已经收集完成了 @Value 修饰的属性，所以这里直接从缓存中就可以获取到。

然后进入 metadata.inject(bean, beanName, pvs) 代码内部，如下：

最终通过 resolveFieldValue() 方法获取到属性值，然后通过反射 field.set() 方法给这个属性赋值，如下：

至此，整个 @Value 的流程就算完成，下面就是对这个 resolveFieldValue() 方法进一步分析，看下是怎么获取到属性值的，是怎么样将 $ 符号替换成解析成真正的值的

2.3、Spring $ 占位符替换成真正的值

继续深入分析 resolveFieldValue() 方法，核心源码如下：

下面这段逻辑是去解析 ${apple.name} 占位符的，这里面为什么需要递归 parseStringValue()，因为怕你出现这种形式的占位符 ${ ${apple.name} }，最终获取到 key = apple.name，然后拿着这个 key 就去资源文件(xml、application.properties、Environment 等)中查找是否配置了这个 key 的值

注意这里是函数式写法，传入一个方法体 this::getPropertyAsRawString，后面会回调到这里。


当调用 resolvePlaceholder() 方法时，回调到 getPropertyAsRawString() 方法，源码如下：

可以看到最终会调用到 getProperty() 方法获取到对应 key = apple.name 的值

从 propertySources 资源中获取 key = apple.name 的值，只要在这里获取到一个值就直接 return 出去即可

propertySources 这里会有三个，如下所示：

PropertiesPropertySource：封装操作系统属性键值对SystemEnvironmentPropertySource：封装 JVM Environment 里面的键值对ResourcePropertySource：封装 application.properties、xml 中键值对

然后 debug 发现最终是从 ResourcePropertySource 资源对象中获取到 apple.name 对应的值 abc，最终将 ${apple.name} 替换成真正的值 abc，最终通过反射将该值 abc 赋值到 Apple 类中的 name 属性上。

那么这里肯定有很多人会有这样的疑问？这三个对象是从哪里来的呢？如果要想知道这个，需要下面一些知道做铺垫，那么继续往下看 ！

2.4、理解 PropertySource 和 MutablePropertySource

在 Spring 中需要加载一些额外的配置文件，比如操作系统相关的配置，JVM 环境变量相关的配置，自定义配置文件等等。那么这些文件加载到代码中可定要有一个类来封装它，这个类就是 PropertySource，先来看看 PropertySource 的源码如下：

public abstract class PropertySource<T> {

	protected final Log logger = LogFactory.getLog(getClass());
	
	// 给这个配置文件起个名字呗
	protected final String name;

    // 配置文件中所有的 key-value 键值对 
    // T 只要是 key-value 键值对即可，比如： Map、Properties 都可以
	protected final T source;

	public String getName() {
		return this.name;
	}

	public T getSource() {
		return this.source;
	}

    // 根据 name 获取到对应的配置文件
	@Nullable
	public abstract Object getProperty(String name);
}

看完这个 PropertySource 类的结构，我们看看上面三个类中封装的属性到底是啥？如下所示：

理解了 PropertySource 这个类之后，在来理解 MutablePropertySource 就非常容易。

先来看看 MutablePropertySource 的源码，如下：

public class MutablePropertySources {

	private final List<PropertySource<?>> propertySourceList = new CopyOnWriteArrayList<>();

}

从源码中可以看到，就是做了一个收集，将所有的 PropertySource 收集到一个 propertySourceList 容器中进行管理，至于为什么这样做呢？

个人理解是为了更方便的查找属性，将所有的资源文件汇集到一起，然后想要找一个 key = apple.name 就可以直接遍历一下所有的资源文件，看下这个 key 在哪个资源文件中能够找到，找到立即返回。

但是此时就会存在一个问题，那就是文件的加载顺序，可以发现最先加载 PropertiesPropertySource、其次 SystemEnvironmentPropertySource，最后才是自定义的配置文件 ResourcePropertySource！比如，我们在 application.properties 中配置 user.home=abc 如下所示：

user.home=abc
@Component
@PropertySource("application.properties")
public class Apple {
	@Value("${user.home}")
	public String name;
}

输出结果：

name = /Users/gongwm

并不是 abc，因为 PropertiesPropertySource 优先于 ResourcePropertySource 被加载。

下面这个源码是获取资源文件，可以发现只要获取到就会立即 return，所以最终决定权交给了往 propertySources 容器添加的顺序决定，那么我们来看看上面三个文件分别是在什么时候方进去的？

2.5、Spring 资源文件装载源码分析？

直接进入源码分析，如下：


然后再 StandardEnvironment 的构造方法中，隐式调用父类 AbstractEnvironment 的构造方法，源码如下：

可以发现在这里直接 new 创建了 MutablePropertySources 对象

最终可以发现这两个 systemProperties、systemEnvironment 资源文件都是在这里被加载的，添加到了 MutablePropertySources 对象中

对于自定义的配置文件在 ConfigurationClassPostProcessor 类中被加载，源码如下：

最终就是在这里被加载进去的，注意这个添加方法是 addLast() 也就是往后面追加，这个方法就体现了这些资源文件的加载顺序，那么有 addLast() ，必然有 addFirst() 等等 API，此时 propertySourceList 容器中就已经保存了三个资源文件，并且顺序是这样的PropertiesPropertySource（优先级最高） -> SystemEnvironmentPropertySource -> ResourcePropertySource （优先级最低）

最后有一点要注意，不要把 MutablePropertySources 和 MutablePropertyValues 搞混了，两完全不是一一码事！具体想看 MutablePropertyValues 是啥，可以转到另一篇文章！

2.6、在 Environment 中添加自定义属性

借助 BeanDefinitionRegistryPostProcessor 类来实现这个功能，如下所示：

@Component
public class AppendAttrToEnvironment implements BeanDefinitionRegistryPostProcessor, ResourceLoaderAware {

	private ResourceLoader resourceLoader;

	@Override
	public void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException {
		// 从容器中获取到 Environment 对象
		StandardEnvironment bean = (StandardEnvironment)beanFactory.getBean(Environment.class);
		// 然后再获取到 MutablePropertySources 资源文件管家(它会收集打包所有的资源文件)
		MutablePropertySources propertySources = bean.getPropertySources();

		// 创建第一个资源文件，其中有个属性 key666 值为 hangman
		Properties properties = new Properties();
		properties.put("key666", "hangman");
		PropertiesPropertySource propertiesSource = new PropertiesPropertySource("myPropertySource",properties);
		// 添加到 MutablePropertySources 资源文件管家中，注意使用 addLast() 添加的，也就是往后追加
        propertySources.addLast(propertiesSource);


		// 创建第二资源文件，看下面的 abc.properties 配置文件
		Resource resource = resourceLoader.getResource("abc.properties");
		ResourcePropertySource localResource = new ResourcePropertySource("myResourceSource",resource);
		// 添加到 MutablePropertySources 资源文件管家中，注意是添加到最前面了，这样就会被最先加载
		propertySources.addFirst(localResource);
	}

	@Override
	public void postProcessBeanDefinitionRegistry(BeanDefinitionRegistry registry) throws BeansException {}

	@Override
	public void setResourceLoader(ResourceLoader resourceLoader) {
		this.resourceLoader = resourceLoader;
	}
}

创建一个 abc.properties 配置文件如下所示：

key666 = 6666key777 = ggg

然后在一个 Apple 类中去获取对应的值，如下所示：

@Component
@PropertySource("application.properties")
public class Apple implements EnvironmentAware {
	@Value("${apple.name}")
	public String name;

	@Override
	public void setEnvironment(Environment environment) {
		String property = environment.getProperty("apple.name");
		String key666 = environment.getProperty("key666");
		String key777 = environment.getProperty("key777");
		System.out.println("key666 = " + key666);
		System.out.println("key777 = " + key777);
		System.out.println("name = " + name);
		System.out.println("property = " + property);
	}
}

输出结果如下：

key666 = 6666
key777 = ggg
name = abc
property = abc
bean.name = abc

这里会发现一个问题，key = key666 的这个键值对，在 propertiesSource 资源和 localResource 资源文件同时出现，最终因为 localResource 资源是通过 addFirst() 方法添加到 MutablePropertySources 管家容器最前面，优先生效。

总结

以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持脚本之家。

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