【小家Spring】Spring IoC是如何使用BeanWrapper和Java内省结合起来给Bean属性赋值的-阿里云开发者社区

【小家Spring】Spring IoC是如何使用BeanWrapper和Java内省结合起来给Bean属性赋值的
前言
书写此篇博文的缘由是出自一道面试题：面试题目大概如标题所述。
我个人认为这道面试题问得是非常有水平的，因为它涉及到的知识点既有深度，又有广度，可谓一举两得~~~因此在这里分享给大家。

为了给此文做铺垫，前面已经有两篇文章分别叙述了Java内省和BeanWrapper，而且还分析了底层接口：属性访问器(PropertyAccessor)。若对此部分还不是很了解的话，建议可以先出门左拐或者单击【相关阅读】里的链接~

Spring IoC和Java内省的依赖关系说明
Spring需要依赖注入就需要使用BeanWrapper，上章节说了BeanWrapperImpl的实现大都委托给了CachedIntrospectionResults去完成，而CachedIntrospectionResults它的核心说法就是Java内省机制。

从层层委托的依赖关系可以看出，Spring IoC的依赖注入（给属性赋值）是层层委托的最终给了Java内省机制，这是Spring框架设计精妙处之一。这也符合我上文所诉：BeanWrapper这个接口并不建议应用自己去直接使用~~~
那么本文就着眼于此，结合源码去分析Spring IoC容器它使用BeanWrapper完成属性赋值（依赖注入）之精华~

Spring IoC中使用BeanWrapper源码分析
Spring IoC我相信小伙伴并不陌生了，但IoC的细节不是本文的重点。为了便于分析，我把这个过程画一个时序图描述如下：
在这里插入图片描述
有了这个简略的时序图，接下来就一步一步的分析吧

doCreateBean() 创建Bean
任何创建Bean的过程，都得经历doCreateBean()。这句代码我们已经非常熟悉了，它在AbstractAutowireCapableBeanFactory里：

protected Object doCreateBean(final String beanName, final RootBeanDefinition mbd, final @Nullable Object[] args) throws BeanCreationException {
    BeanWrapper instanceWrapper = null;
    ...
    // 这一步简单的说：通过构造函数实例化Bean后，new BeanWrapperImpl(beanInstance)包装起来
    // 并且：initBeanWrapper(bw);  作用是注册ConversionService和registerCustomEditors() ...
    instanceWrapper = createBeanInstance(beanName, mbd, args);
    ...
    // 给属性赋值：此处会实施BeanWrapper的真正实力~~~~
    // 注意：此处第三个参数传入的是BeanWrapper，而不是源生beanduixiang~~~ 
    populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);
    exposedObject = initializeBean(beanName, exposedObject, mbd);
    ...
}

doCreateBean这个方法完成整个Bean的实例化、初始化。而这里面我们最为关注的自然就是populateBean()这个方法，它的作用是完成给属性赋值，从时序图中也可以看出这是一个入口

populateBean()：给Bean的属性赋值~

protected void populateBean(String beanName, RootBeanDefinition mbd, @Nullable BeanWrapper bw) {
    ...
    // 从Bean定义里面把准备好的值都拿出来~~~
    // 它是个MutablePropertyValues，持有N多个属性的值~~~
    PropertyValues pvs = (mbd.hasPropertyValues() ? mbd.getPropertyValues() : null);
    ...
    for (BeanPostProcessor bp : getBeanPostProcessors()) {
        ...
        // 此处会从后置处理，从里面把依赖的属性，值都拿到。比如大名鼎鼎的AutowiredAnnotationBeanPostProcessor就是在此处拿出值的~~~
        PropertyValues pvsToUse = ibp.postProcessProperties(pvs, bw.getWrappedInstance(), beanName);
        ...
        pvs = pvsToUse;
    }
    ...
    // 若存在属性pvs ，那就做赋值操作吧~~~（本处才是今天关心的重点~~~）
    if (pvs != null) {
        applyPropertyValues(beanName, mbd, bw, pvs);
    }
}

深入到方法内部，它完成了k-v值的准备工作，很多重要的BeanPostProcessor也在此处得到执行。对于最终给属性赋值的步骤，是交给了本类的applyPropertyValues()方法去完成~~~

其实到了此处，理论上小伙伴就应该就能猜到接下来的核心下文了~

applyPropertyValues()：完成属性赋值
这个方法的处理内容才是本文最应该关注的核心，它在处理数据解析、转换这一块还是存在不小的复杂度的~

// 本方法传入了beanName和bean定义信息，以及它对应的BeanWrapper和value值们~
protected void applyPropertyValues(String beanName, BeanDefinition mbd, BeanWrapper bw, PropertyValues pvs) {
    if (pvs.isEmpty()) {
        return;
    }
    ...
    MutablePropertyValues mpvs = null;
    List<PropertyValue> original;

    // 说明一下：为何这里还是要判断一下，虽然Spring对PropertyValues的内建实现只有MutablePropertyValues
    // 但是这个是调用者自己也可以实现逻辑的~~~so判断一下最佳~~~~
    if (pvs instanceof MutablePropertyValues) {
        mpvs = (MutablePropertyValues) pvs;
        // 此处有个短路处理：
        // 若该mpvs中的所有属性值都已经转换为对应的类型，则把mpvs设置到BeanWrapper中，返回
        if (mpvs.isConverted()) {
            // Shortcut: use the pre-converted values as-is.
            try {
                bw.setPropertyValues(mpvs);
                return;
            } catch (BeansException ex) {
                throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName, "Error setting property values", ex);
            }
        }
        // 否则，拿到里面的属性值们~~~
        original = mpvs.getPropertyValueList();
    } else {
        original = Arrays.asList(pvs.getPropertyValues());
    }

    // 显然，若调用者没有自定义转换器，那就使用BeanWrapper本身~~~（因为BeanWrapper实现了TypeConverter 接口~~）
    TypeConverter converter = getCustomTypeConverter();
    if (converter == null) {
        converter = bw;
    }
    
    // 获取BeanDefinitionValueResolver，该Bean用于将bean定义对象中包含的值解析为应用于目标bean实例的实际值。
    BeanDefinitionValueResolver valueResolver = new BeanDefinitionValueResolver(this, beanName, mbd, converter);

    // Create a deep copy, resolving any references for values.
    // 此处翻译成深度拷贝不合适，倒不如翻译成深度解析更为合理~~~~
    List<PropertyValue> deepCopy = new ArrayList<>(original.size());
    boolean resolveNecessary = false;

    // 遍历没有被解析的original属性值们~~~~
    for (PropertyValue pv : original) {
        if (pv.isConverted()) {
            deepCopy.add(pv);
        } else { // 那种还没被解析过的PropertyValue此处会一步步解析~~~~
            String propertyName = pv.getName(); // 属性名称
            Object originalValue = pv.getValue(); // 未经类型转换的值（注意：是未经转换的，可能还只是个字符串或者表达式而已~~~~）

            // 最为复杂的解析逻辑~~~
            Object resolvedValue = valueResolver.resolveValueIfNecessary(pv, originalValue);
            Object convertedValue = resolvedValue;

            // 属性可写 并且 不是嵌套（如foo.bar，java中用getFoo().getBar()表示）或者索引（如person.addresses[0]）属性
            boolean convertible = bw.isWritableProperty(propertyName) && !PropertyAccessorUtils.isNestedOrIndexedProperty(propertyName);
            if (convertible) {
                // 用类型转换器进行转换
                convertedValue = convertForProperty(resolvedValue, propertyName, bw, converter);
            }
            if (resolvedValue == originalValue) {
                if (convertible) {
                    pv.setConvertedValue(convertedValue);
                }
                deepCopy.add(pv);
            } else if (convertible && originalValue instanceof TypedStringValue &&
                    !((TypedStringValue) originalValue).isDynamic() &&
                    !(convertedValue instanceof Collection || ObjectUtils.isArray(convertedValue))) {
                pv.setConvertedValue(convertedValue);
                deepCopy.add(pv);
            }
            else {
                resolveNecessary = true;
                deepCopy.add(new PropertyValue(pv, convertedValue));
            }
        }
    }

    // 标记mpvs已经转换
    if (mpvs != null && !resolveNecessary) {
        mpvs.setConverted();
    }

    // Set our (possibly massaged) deep copy.
    // 使用转换后的值进行填充~~~~~~~~~~
    try {
        bw.setPropertyValues(new MutablePropertyValues(deepCopy));
    } catch (BeansException ex) {
        throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName, "Error setting property values", ex);
    }

}

// 属性值的转换
@Nullable
private Object convertForProperty(@Nullable Object value, String propertyName, BeanWrapper bw, TypeConverter converter) {
    // 需要特别注意的是：convertForProperty方法是BeanWrapperImpl的实例方法，并非接口方法
    // 这个方法内部就用到了CachedIntrospectionResults，从何就和Java内省搭上了关系~~~
    if (converter instanceof BeanWrapperImpl) {
        return ((BeanWrapperImpl) converter).convertForProperty(value, propertyName);
    } else { // 自定义转换器
        PropertyDescriptor pd = bw.getPropertyDescriptor(propertyName);
        MethodParameter methodParam = BeanUtils.getWriteMethodParameter(pd);
        return converter.convertIfNecessary(value, pd.getPropertyType(), methodParam);
    }
}

说明：BeanDefinitionValueResolver是Spring一个内建的非public类，它在上述步骤中承担了非常多的任务，具体可参考此处：BeanDefinitionValueResolver和PropertyValues

从命名中就能看出，它处理BeanDefinition的各式各样的情况，它主要是在xml配置时代起到了非常大的作用，形如这样：

<property name="referBeanName" ref="otherBeanName" />

因为我们知道在xml时代配置Bean非常的灵活：引用Bean、Map、List甚至支持SpEL等等，这一切权得益于BeanDefinitionValueResolver这个类来处理各种case~

其实在现在注解大行其道的今天，配置Bean我们大都使用@Bean来配置，它是一种工厂方法的实现，因此这个处理类的作用就被弱化了很多。但是，但是，但是，它仍旧是我们实施定制化BeanDefinition的一个有力武器~

applyPropertyValues()这一步完成之后，就彻底完成了对Bean实例属性的赋值。从中可以看到最终的赋值操作，核心依赖的就是这么一句话：

bw.setPropertyValues(new MutablePropertyValues(deepCopy))
并且从转换的逻辑我们也需要知道的是：IoC并不是100%得使用BeanWrapper的，若我们是自定义了一个转换器，其实是可以不经过Java内省机制，而是直接通过反射来实现的，当然并不建议这么去做~

总结
BeanWrapper体系相比于 Spring 中其他体系是比较简单的，它作为BeanDefinition向 Bean转换过程中的中间产物，承载了 bean 实例的包装、类型转换、属性的设置以及访问等重要作用（请不要落了访问这个重要能力）。

关于此面试题怎么去回答，如果是我主考我会这么评价回答：

能答到populateBean()这里算是对这块知识入门了
能答到applyPropertyValues()这里，那基本对此回答就比较满意了
当然若能答到：通过自定义实现一个转换器+反射实现作为实现，而绕过Java内省机制。那势必就可以加分了~