深入分析 Spring 中 Bean 名称的加载机制

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前言

通过前文：《深入分析-Spring BeanDefinition构造元信息》一文我们可以了解到：Spring Framework共有三种方式可以定义Bean，分别为：XML配置文件、注解、Java配置类， 从Spring Framework 3.0（2019年12月发布）版本开始推荐使用注解来定义Bean，而不是XML配置文件，因此，本文的重点是放在探索Spring Framework如何从使用注解定义的Bean元数据中获取到Bean的名称。

AnnotationBeanNameGenerator类的介绍

作用

AnnotationBeanNameGenerator在Spring Framework中用于生成基于注解的Bean名称，其主要作用是根据指定的注解信息，生成符合规范的Bean名称。它在Spring容器初始化时，通过扫描注解配置的组件类，并且根据其定义的命名规则生成Bean名称，然后将这些名称与对应的Bean实例关联起来。

如：你在工程中使用@Service注解定义了一个HelloService的Bean，那么你在启动SpringBoot工程后，该Bean会以beanName为“helloService”注入到Spring容器中。

/**
 * @author 公众号：种棵代码技术树
 */
@Service
public class HelloService {

    private final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(HelloService.class);

    private final HelloAsyncService helloAsyncService;

    /**
     * Instantiates a new Hello service.
     *
     * @param helloAsyncService the hello async service
     */
    public HelloService(HelloAsyncService helloAsyncService) {
        this.helloAsyncService = helloAsyncService;
    }
}

计算代码中用于返回Bean名称的StringUtils.uncapitalizeAsProperty(shortClassName);即可得到:

同时还可以看到上一篇文章：《深入分析-Spring BeanDefinition构造元信息》中有关BeanDefinition的内容，如：Bean的全限定类名和作用域。

继承关系

AnnotationBeanNameGenerator是BeanNameGenerator接口的实现类，该接口的主要功能是为给定的Bean生成唯一的名称。目前，BeanNameGenerator接口有两个实现，除了本篇文章介绍的AnnotationBeanNameGenerator外，还有默认实现类DefaultBeanNameGenerator，DefaultBeanNameGenerator主要用于处理通过XML文件定义的Bean，为其自动生成名称。FullyQualifiedAnnotationBeanNameGenerator继承自AnnotationBeanNameGenerator，同样属于BeanNameGenerator接口的实现类，该类覆写了AnnotationBeanNameGenerator的buildDefaultBeanName()方法，作用是使用注解类型和注解元数据，结合其他信息（例如类名、包名等），生成带有完全限定名的Bean名称。

源码结构

1. 类声明部分：定义了AnnotationBeanNameGenerator类，并实现了BeanNameGenerator接口。
2. 日志处理部分：定义了一个静态的Log对象logger，用于记录日志信息。
3. Bean名称生成方法：实现了generateBeanName()方法，用于根据给定的Bean定义生成Bean名称。如果Bean定义是一个带注解的Bean定义，会调用determineBeanNameFromAnnotation()方法来基于注解生成Bean名称；否则会使用默认的Bean名称生成策略buildDefaultBeanName()方法来生成Bean名称。
4. 注解处理部分：定义了determineBeanNameFromAnnotation()方法和isStereotypeWithNameValue()方法，用于判断是否需要处理注解元数据，从中获取Bean名称。
5. 默认Bean名称生成策略部分：实现了buildDefaultBeanName()方法和getComponentAnnotation()方法，用于生成默认的Bean名称。
6. 其他辅助方法：例如isStereotypeWithNameValue()方法和getComponentAnnotation()方法，用于支持上述方法的实现。

当@value配置值时：

@Service(value = "HelloService")

实现原理

@Override
public String generateBeanName(BeanDefinition definition, BeanDefinitionRegistry registry) {
    if (definition instanceof AnnotatedBeanDefinition) {
        String beanName = determineBeanNameFromAnnotation((AnnotatedBeanDefinition) definition);
        if (StringUtils.hasText(beanName)) {
            // Explicit bean name found.
            return beanName;
        }
    }
    // Fallback: generate a unique default bean name.
    return buildDefaultBeanName(definition, registry);
}

如果当前BeanDefinition是AnnotationBeanNameGenerator类型，则尝试从注解中获取Bean的名称，如果找了BeanName，则直接返回。

	/**
	 * Derive a bean name from one of the annotations on the class.
	 * @param annotatedDef the annotation-aware bean definition
	 * @return the bean name, or {@code null} if none is found
	 */
	@Nullable
	protected String determineBeanNameFromAnnotation(AnnotatedBeanDefinition annotatedDef) {
		AnnotationMetadata amd = annotatedDef.getMetadata();
		Set<String> types = amd.getAnnotationTypes();
		String beanName = null;
		for (String type : types) {
			AnnotationAttributes attributes = AnnotationConfigUtils.attributesFor(amd, type);
			if (attributes != null) {
				Set<String> metaTypes = this.metaAnnotationTypesCache.computeIfAbsent(type, key -> {
					Set<String> result = amd.getMetaAnnotationTypes(key);
					return (result.isEmpty() ? Collections.emptySet() : result);
				});
				if (isStereotypeWithNameValue(type, metaTypes, attributes)) {
					Object value = attributes.get("value");
					if (value instanceof String) {
						String strVal = (String) value;
						if (StringUtils.hasLength(strVal)) {
							if (beanName != null && !strVal.equals(beanName)) {
								throw new IllegalStateException("Stereotype annotations suggest inconsistent " +
										"component names: '" + beanName + "' versus '" + strVal + "'");
							}
							beanName = strVal;
						}
					}
				}
			}
		}
		return beanName;
	}

从某个注解中获取Bean名称，该方法是主要的BeanName获取逻辑，其大体逻辑为：

1. 从Bean的元注解获取数据，遍历源数据中的数据。
2. 获取元数据的类型，如果元数据已被注入到容器池中，则直接返回结果。
3. 如果注解是否允许通过@Value注解来获取bean名称，如果可以通过@Value注解获取Bean名称，则使用元数据中@Value定义的信息为Bean名称，最后返回，放入如果元数据中未配置@Value相关数据，则返回null。
4. 当然，@Value中是可以不配置信息的，此时执行fallBack，即调用 buildDefaultBeanName 方法生成一个默认的 Bean 名称，并返回。

	/**
	 * Derive a default bean name from the given bean definition.
	 * <p>The default implementation delegates to {@link #buildDefaultBeanName(BeanDefinition)}.
	 * @param definition the bean definition to build a bean name for
	 * @param registry the registry that the given bean definition is being registered with
	 * @return the default bean name (never {@code null})
	 */
	protected String buildDefaultBeanName(BeanDefinition definition, BeanDefinitionRegistry registry) {
		return buildDefaultBeanName(definition);
	}


	/**
	 * Derive a default bean name from the given bean definition.
	 * <p>The default implementation simply builds a decapitalized version
	 * of the short class name: e.g. "mypackage.MyJdbcDao" -> "myJdbcDao".
	 * <p>Note that inner classes will thus have names of the form
	 * "outerClassName.InnerClassName", which because of the period in the
	 * name may be an issue if you are autowiring by name.
	 * @param definition the bean definition to build a bean name for
	 * @return the default bean name (never {@code null})
	 */
	protected String buildDefaultBeanName(BeanDefinition definition) {
		String beanClassName = definition.getBeanClassName();
		Assert.state(beanClassName != null, "No bean class name set");
		String shortClassName = ClassUtils.getShortName(beanClassName);
		return Introspector.decapitalize(shortClassName);
	}

该方法的作用是：从给定的 Bean 定义派生缺省 Bean 名称。

默认实现只是构建短类名的去大写版本：例如“mypackage.MyJdbcDao“ -> ”myJdbcDao”。

经过以上代码，每个Bean均会获得其对应的BeanName。

总结

AnnotationBeanNameGenerator 的优点有：

1. 自动生成唯一的 Bean 名称，避免了手动命名时出现重名的情况；
2. 提高了代码可读性和可维护性，因为通过注解来指定 Bean 名称可以更直观地表达 Bean 的含义；
3. 灵活性较高，支持多种类型的注解，例如 @Service、@Component、@Repository 等。

AnnotationBeanNameGenerator 的缺点则是：

1. 如果注解中未指定 Bean 名称，该生成器会默认使用类名作为 Bean 名称，这可能导致出现多个类名相同的 Bean，需要特别注意；
2. 由于生成的 Bean 名称是自动生成的，因此有时可能不太符合开发者的命名习惯，需要手动修改 Bean 的名称。

AnnotationBeanNameGenerator 在实际开发中可以帮助开发者快速生成唯一的 Bean 名称，提高代码的可读性和可维护性，但需要特别注意类名重复以及自动生成的名称是否符合需求。

后续内容文章持续更新中…

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