【源码】“@Value 注入失败”引发的一系列骚操作

项目里想用@Value注入一个字段，可没想到怎么都注入不成功，但换另一种方式就可以，于是就想了解一下@Value注解不成功的原因。

本文的代码是基于Spring的5.3.8版本

模拟`@Value`成功的场景

首先为了搞清楚@Value注解不成功的原理，我们先用最简单的代码模拟一下它注入成功的例子：

在resources文件夹下定义了application.yml，内容如下：
my:
  value: hello

定义一个配置类：
@Configuration
@Data
public class Config {
    @Value("${my.value}")
    private String myValue;
}

定义一个测试类：
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(Config.class);
        Config config = context.getBean(Config.class);
        System.out.println(config);
    }
}

输出：
Config(myValue=${my.value})

上面的代码做了几件事情：

在resources/application.yml文件中定义了my.value=hello
定义了一个Config类，利用@value注解将hello注入到字段myValue中
定义了一个Main类测试效果

测试类做了几件事情：

使用AnnotationConfigApplicationContext这个容器加载配置类
获取配置类Config
输出注入的字段myValue

从结果来看，并没有注入成功，我的第一感觉就是没有把我们的application.yml文件里的内容加载到environment里面，那我们就来看看environment里面都有什么内容，如下代码：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(Config.class);
        ConfigurableEnvironment environment = context.getEnvironment();
        System.out.println(environment);
    }
}

从结果来看：

environment并没有包含我们application.yml文件里的内容
但它包含了其他两个东西，分别是systemProperties和systemEnvironment

那我们就需要把application.yml文件里的内容加载到environment，需要考虑以下两个问题：

怎么解析yml文件的内容
怎么把解析的内容放到environment中

针对问题一：可以利用spring自带的YamlPropertySourceLoader这个类的load()方法，它会返回一个List<PropertySource<?>>

针对问题二：我们可以先来看一下默认的内容是怎么放进去的，看一下getEnvironment()的源码：

public abstract class AbstractApplicationContext extends DefaultResourceLoader
		implements ConfigurableApplicationContext {
	public ConfigurableEnvironment getEnvironment() {
		if (this.environment == null) {
			this.environment = createEnvironment();
		}
		return this.environment;
	}
	protected ConfigurableEnvironment createEnvironment() {
		return new StandardEnvironment();
	}
}

从上面可以看出默认创建的是一个StandardEnvironment，我们再来看一下它的初始化：

public class StandardEnvironment extends AbstractEnvironment {
	public static final String SYSTEM_ENVIRONMENT_PROPERTY_SOURCE_NAME = "systemEnvironment";

	public static final String SYSTEM_PROPERTIES_PROPERTY_SOURCE_NAME = "systemProperties";

	@Override
	protected void customizePropertySources(MutablePropertySources propertySources) {
		propertySources.addLast(
				new PropertiesPropertySource(SYSTEM_PROPERTIES_PROPERTY_SOURCE_NAME, getSystemProperties()));
		propertySources.addLast(
				new SystemEnvironmentPropertySource(SYSTEM_ENVIRONMENT_PROPERTY_SOURCE_NAME, getSystemEnvironment()));
	}
}

public abstract class AbstractEnvironment implements ConfigurableEnvironment {
	public AbstractEnvironment() {
		this(new MutablePropertySources());
	}

	protected AbstractEnvironment(MutablePropertySources propertySources) {
		this.propertySources = propertySources;
		this.propertyResolver = createPropertyResolver(propertySources);
		customizePropertySources(propertySources);
	}
}

从上面代码可以看出，在StandardEnvironment.customizePropertySources()的方法中，是通过propertySources.addLast()方法添加进去的，那我们可以照葫芦画瓢，如下：

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(Config.class);
        ConfigurableEnvironment environment = context.getEnvironment();
        System.out.println(environment);
        YamlPropertySourceLoader loader = new YamlPropertySourceLoader();
        List<PropertySource<?>> propertySources = loader.load("my-properties",
                new FileSystemResource("/Users/tiger/spring-boot-study/src/main/resources/application.yml"));
        environment.getPropertySources().addLast(propertySources.get(0));
        System.out.println(environment);
    }
}

从上面结果可以看出，我们已经成功把我们的application.yml文件内容放到environment中了

那我们把测试代码改成：

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(Config.class);
        YamlPropertySourceLoader loader = new YamlPropertySourceLoader();
        List<PropertySource<?>> propertySources = loader.load("my-properties",
                new FileSystemResource("/Users/tiger/spring-boot-study/src/main/resources/application.yml"));
        context.getEnvironment().getPropertySources().addLast(propertySources.get(0));
        Config config = context.getBean(Config.class);
        System.out.println(config);
    }
}

输出：
Config(myValue=${my.value})

从上面的结果可以看出，还是没有得到我们想要的结果，这是因为conig类会提前初始化，是在refresh()方法中的finishBeanFactoryInitialization()方法进行的，所以我们要在这一步之前把我们的内容放到environment中

翻了一翻refresh()这个方法，发现在prepareRefresh()这个方法里有一个initPropertySources()的方法，注释写着初始化一系列的资源，所以我们可以在这个方法里面加载我们的配置文件，于是变成：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(Config.class) {
            @SneakyThrows
            @Override
            public void initPropertySources() {
                YamlPropertySourceLoader loader = new YamlPropertySourceLoader();
                List<PropertySource<?>> propertySources = loader.load("my-properties",
                        new FileSystemResource("/Users/tiger/spring-boot-study/src/main/resources/application.yml"));
                getEnvironment().getPropertySources().addLast(propertySources.get(0));
            }
        };
        Config config = context.getBean(Config.class);
        System.out.println(config);
    }
}

输出：
Config(myValue=hello)

到目前为止，我们模拟了@Value注入成功的场景，项目里面应该不会出现这种资源没有加载的问题，因为这些事情spring boot都帮我们做好了

所以直接在@Configuration类下直接用@Value是没有问题的

模拟注入不成功的场景

现在我们就来模拟一下注入不成功的场景，配置类改成如下：

@Configuration
@Data
public class Config {
    @Value("${my.value}")
    private String myValue;

    @Bean
    public MyBeanFactoryPostProcessor myBeanFactoryPostProcessor() {
        return new MyBeanFactoryPostProcessor();
    }

    public static class MyBeanFactoryPostProcessor implements BeanFactoryPostProcessor {
        @Override
        public void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException {
        }
    }
}

输出结果：

Config(myValue=null)

这就是我项目上遇到的问题，在配置类中再生成一个BeanFactoryPostProcessor后，@Value就注入不成功了

但只要把这个方法写成static就可以了，如下：

@Configuration
@Data
public class Config {
    @Value("${my.value}")
    private String myValue;

    @Bean
    public static MyBeanFactoryPostProcessor myBeanFactoryPostProcessor() {
        return new MyBeanFactoryPostProcessor();
    }

    public static class MyBeanFactoryPostProcessor implements BeanFactoryPostProcessor {
        @Override
        public void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException {
        }
    }
}

输出结果：

Config(myValue=hello)

看看为什么没有注入成功

@Value是由AutowiredAnnotationBeanPostProcessor.postProcessProperties()处理的，所以我们就以这里为入口进行调试。

我们先把static去掉：

发现没有执行到上述方法，那我们再把static加上，看一下成功的情况：

可以看到，是可以到这个方法的，而且知道这个方法是被AbstractAutowireCapableBeanFactory.populateBean()调用的，我们再看一下这里的情况：

从上图可以看出，getBeanPostProcessorCache().instantiationAware是有AutowiredAnnotationBeanPostProcessor这个实例的

那我们再来看一下不加static这里的情况：

果然，没有注入成功的原因是在创建config实例的时候，还没有创建AutowiredAnnotationBeanPostProcessor实例

我们来看一下这个getBeanPostProcessorCache().instantiationAware是什么东西，又是如何生成的

发现只有在AbstractBeanFactory.getBeanPostProcessorCache()这个方法会将InstantiationAwareBeanPostProcessor添加到instantiationAware，如下：

public abstract class AbstractBeanFactory extends FactoryBeanRegistrySupport implements ConfigurableBeanFactory {
	BeanPostProcessorCache getBeanPostProcessorCache() {
		BeanPostProcessorCache bpCache = this.beanPostProcessorCache;
		if (bpCache == null) {
			bpCache = new BeanPostProcessorCache();
			for (BeanPostProcessor bp : this.beanPostProcessors) {
				if (bp instanceof InstantiationAwareBeanPostProcessor) {
					bpCache.instantiationAware.add((InstantiationAwareBeanPostProcessor) bp);
					if (bp instanceof SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor) {
						bpCache.smartInstantiationAware.add((SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor) bp);
					}
				}
				if (bp instanceof DestructionAwareBeanPostProcessor) {
					bpCache.destructionAware.add((DestructionAwareBeanPostProcessor) bp);
				}
				if (bp instanceof MergedBeanDefinitionPostProcessor) {
					bpCache.mergedDefinition.add((MergedBeanDefinitionPostProcessor) bp);
				}
			}
			this.beanPostProcessorCache = bpCache;
		}
		return bpCache;
	}
}

从上面的代码看出，本质还是从this.beanPostProcessors获取的，我们来看一下什么时候会把AutowiredAnnotationBeanPostProcessor添加到容器中，如下：

从上图可知：AutowiredAnnotationBeanPostProcessor是在refresh()方法中的registerBeanPostProcessors()方法注入的

我们再来看一下加static方法的config类是什么时候加载的：

再来看一下不加static方法的config类是什么时候加载的

我们来总结一下提到的方法在refresh()方法中的顺序：

invokeBeanFactoryPostProcessors(); ——> 不加static的时候，在这一步加载config类

registerBeanPostProcessors();  ——> 注册AutowiredAnnotationBeanPostProcessor

finishBeanFactoryInitialization(); 加static的时候，在这一步加载config类

所以我们就知道原因了：当不加static字段时候，加载config类的时候，我们的AutowiredAnnotationBeanPostProcessor还没有注册，所以就会不成功，而当加上static后，我们加载config类的时候，我们的AutowiredAnnotationBeanPostProcessor已经注册好了。

为什么加`static`和不加`static`的加载顺序是不一样的呢

spring容器会在invokeBeanFactoryPostProcessors()这一步会加载所有的BeanFactoryPostProcessor，如果用static修饰的话，则不会加载config类，反之会加载。原因如下：

上图已经给出了原因，如果生成bean的工厂方法是static方法就不会加载，反之会加载。

我们不加`static`，能不能也让它注入成功呢？

那无非就是在加载config类之前，把AutowiredAnnotationBeanPostProcessor提前加载到容器就可以了，那我们来看一下源码是怎么加载这个实例的：

我们同样可以依葫芦画瓢，看看在哪里提前加载比较合适，发现postProcessBeanFactory()这个方法比较合适，于是改成：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(Config.class) {
            @SneakyThrows
            @Override
            public void initPropertySources() {
                YamlPropertySourceLoader loader = new YamlPropertySourceLoader();
                List<PropertySource<?>> propertySources = loader.load("my-properties",
                        new FileSystemResource("/Users/tiger/spring-boot-study/src/main/resources/application.yml"));
                getEnvironment().getPropertySources().addLast(propertySources.get(0));
            }

            @Override
            protected void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) {
                String ppName = "org.springframework.context.annotation.internalAutowiredAnnotationProcessor";
                beanFactory.addBeanPostProcessor(getBean(ppName, BeanPostProcessor.class));
            }
        };
        Config config = context.getBean(Config.class);
        System.out.println(config);
    }
}

输出：
Config(myValue=${my.value})

从结果来看，还是没注入成功啊，经过一番调试，发现是在下面步骤中出了问题：

我们来看一下加载成功的情况：

embeddedValueResolver是在下面步骤中被添加进去的：

可以看出是在refresh()中的finishBeanFactoryInitialization()这个方法里面添加进去的，所以我们也要提前搞一下：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(Config.class) {
            @SneakyThrows
            @Override
            public void initPropertySources() {
                YamlPropertySourceLoader loader = new YamlPropertySourceLoader();
                List<PropertySource<?>> propertySources = loader.load("my-properties",
                        new FileSystemResource("/Users/tiger/spring-boot-study/src/main/resources/application.yml"));
                getEnvironment().getPropertySources().addLast(propertySources.get(0));
            }

            @Override
            protected void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) {
                String ppName = "org.springframework.context.annotation.internalAutowiredAnnotationProcessor";
                beanFactory.addBeanPostProcessor(getBean(ppName, BeanPostProcessor.class));
                beanFactory.addEmbeddedValueResolver(strVal -> getEnvironment().resolvePlaceholders(strVal));
            }
        };
        Config config = context.getBean(Config.class);
        System.out.println(config);
    }
}

输出：
Config(myValue=hello)

好了，大功告成！

看到这里，相信大家都知道@Value为什么加载不成功了吧，主要就是因为加载顺序的关系，可以看出最简单的方法就是在方法上加一个static，后面的探究主要是地对Spring容器加载顺序的理解

本文探究的是在配置类里存在BeanFactoryPostProcessor，如果换成BeanPostProcessor呢？同样会加载不成功吗？又是因为什么原因呢？其实也可以用同样的方法来测试，和本文讲的如出一辙，小伙伴们可自行探究一下。

有什么问题欢迎一起探讨~~~

模拟`@Value`成功的场景

模拟注入不成功的场景

看看为什么没有注入成功

为什么加`static`和不加`static`的加载顺序是不一样的呢

我们不加`static`，能不能也让它注入成功呢？

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