注入FactoryBean失败分析+解决方案
如果有朋友 遇到Spring疑难杂症，小弟愿意帮忙分析及提出解决方案。
通过spring注入FactoryBean时可能会遇到找不到依赖的异常“Caused by: org.springframework.beans.factory.NoSuchBeanDefinitionException:”，但是很多朋友会说明明我配置了，怎么找不到呢？或者如果直接从Spring容器去getBean是能拿到的，为什么注入不行呢？所以此处给大家分析一下原因，希望解决一些朋友的的疑惑。
假设：
A {
@Autowired B b;
}
B implements FactoryBean {
}
假设我们有两个类：
1、都是单例Bean；
2、A依赖于B； B是一个FactoryBean；
3、A先于B加载，否则就没有问题了。
分析：
1、容器启动时默认会预初始化单例Bean，初始化顺序是无序的，因为在Spring容器内部使用Map存储Bean定义；当然也可以开启如lazy-init，不过还是无序。
1.1、比如DefaultListableBeanFactory，使用preInstantiateSingletons方法进行预初始化单例Bean；如果是ClasspathXmlApplicationContext会在其如refresh时调用此方法进行预初始化单例Bean；
1.2、如果是FactoryBean，并且（非SmartFactoryBean且eagerInit=false），那么默认只实例化FactoryBean，不会调用getObject去获取其具体的Bean；如下所示
if (!bd.isAbstract() && bd.isSingleton() && !bd.isLazyInit()) {
if (isFactoryBean(beanName)) {
final FactoryBean<?> factory = (FactoryBean<?>) getBean(FACTORY_BEAN_PREFIX + beanName);
boolean isEagerInit;
if (System.getSecurityManager() != null && factory instanceof SmartFactoryBean) {
isEagerInit = AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<Boolean>() {
public Boolean run() {
return ((SmartFactoryBean<?>) factory).isEagerInit();
}
}, getAccessControlContext());
}
else {
isEagerInit = (factory instanceof SmartFactoryBean &&
((SmartFactoryBean<?>) factory).isEagerInit());
}
if (isEagerInit) {
getBean(beanName);
}
}
else {
getBean(beanName);
}
}
如果是SmartFactoryBean且是EagerInit（true），那么调用getBean得到FactoryBean对应的具体Bean，即调用FactoryBean.getObject获取； 否则只实例化FactoryBean，不会返回具体的Bean； 此处需要注意的是：FactoryBean会完成实例化、依赖注入、初始化整个逻辑，而不是后边咱们提到的只调用部分逻辑。
2、当容器实例化A后，开始注入B；因为我们通过@Autowired注入B；所以Spring使用的是AutowiredAnnotationBeanPostProcessor注入：
具体可参考我之前写的《Spring开闭原则的表现-BeanPostProcessor扩展点》。
3、AutowiredAnnotationBeanPostProcessor使用内部的AutowiredFieldElement进行注入，具体调用了beanFactory的如下代码：
value = beanFactory.resolveDependency(descriptor, beanName, autowiredBeanNames, typeConverter);
4、 在我们的场景中会使用resolveDependency中的如下代码（部分）去查找候选Bean：
Map<String, Object> matchingBeans = findAutowireCandidates(beanName, type, descriptor);
if (matchingBeans.isEmpty()) {
if (descriptor.isRequired()) {
raiseNoSuchBeanDefinitionException(type, "", descriptor);
}
return null;
}
if (matchingBeans.size() > 1) {
String primaryBeanName = determinePrimaryCandidate(matchingBeans, descriptor);
if (primaryBeanName == null) {
throw new NoUniqueBeanDefinitionException(type, matchingBeans.keySet());
}
if (autowiredBeanNames != null) {
autowiredBeanNames.add(primaryBeanName);
}
return matchingBeans.get(primaryBeanName);
}
// We have exactly one match.
Map.Entry<String, Object> entry = matchingBeans.entrySet().iterator().next();
if (autowiredBeanNames != null) {
autowiredBeanNames.add(entry.getKey());
}
return entry.getValue();
}
大家可以看到，使用findAutowireCandidates去发现候选Bean：
1、如果没有找到，抛出之前说的没有找到Bean异常；
2、如果发现多个，但是需要一个，抛出发现多于一个Bean的异常；
3、否则注入一个。
5、此时需要去分析findAutowireCandidates方法，在此方法内其使用如下代码去查找候选Bean的名字，而且递归查找父BeanFactory中的：
String[] candidateNames = BeanFactoryUtils.beanNamesForTypeIncludingAncestors( this, requiredType, true, descriptor.isEager());
6、findAutowireCandidates委托给如下代码去查找：
String[] result = lbf.getBeanNamesForType(type, includeNonSingletons, allowEagerInit);
7、接着委托给如下代码 接着去查找匹配的Bean名字：
try {
RootBeanDefinition mbd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName);
// Only check bean definition if it is complete.
if (!mbd.isAbstract() && (allowEagerInit ||
((mbd.hasBeanClass() || !mbd.isLazyInit() || this.allowEagerClassLoading)) &&
!requiresEagerInitForType(mbd.getFactoryBeanName()))) {
// In case of FactoryBean, match object created by FactoryBean.
boolean isFactoryBean = isFactoryBean(beanName, mbd);
boolean matchFound = (allowEagerInit || !isFactoryBean || containsSingleton(beanName)) &&
(includeNonSingletons || isSingleton(beanName)) && isTypeMatch(beanName, type);
if (!matchFound && isFactoryBean) {
// In case of FactoryBean, try to match FactoryBean instance itself next.
beanName = FACTORY_BEAN_PREFIX + beanName;
matchFound = (includeNonSingletons || mbd.isSingleton()) && isTypeMatch(beanName, type);
}
if (matchFound) {
result.add(beanName);
}
}
}
因为我们的B是一个FactoryBean，而且B还未实例化，所以走：
if (!matchFound && isFactoryBean) {
// In case of FactoryBean, try to match FactoryBean instance itself next.
beanName = FACTORY_BEAN_PREFIX + beanName;
matchFound = (includeNonSingletons || mbd.isSingleton()) && isTypeMatch(beanName, type);
}
8、此时具体要看isTypeMatch方法了：代码比较多，此时我只贴将执行的代码片段：
// Check bean class whether we're dealing with a FactoryBean.
if (FactoryBean.class.isAssignableFrom(beanClass)) {
if (!BeanFactoryUtils.isFactoryDereference(name)) {
// If it's a FactoryBean, we want to look at what it creates, not the factory class.
Class<?> type = getTypeForFactoryBean(beanName, mbd);
return (type != null && typeToMatch.isAssignableFrom(type));
}
else {
return typeToMatch.isAssignableFrom(beanClass);
}
}
此处会调用Class<?> type = getTypeForFactoryBean(beanName, mbd); 去获取FactoryBean的类型。getTypeForFactoryBean方法的核心代码如下所示：
FactoryBean<?> fb = (mbd.isSingleton() ?
getSingletonFactoryBeanForTypeCheck(beanName, mbd) :
getNonSingletonFactoryBeanForTypeCheck(beanName, mbd));
if (fb != null) {
// Try to obtain the FactoryBean's object type from this early stage of the instance.
objectType.value = getTypeForFactoryBean(fb);
if (objectType.value != null) {
return objectType.value;
}
}
// No type found - fall back to full creation of the FactoryBean instance.
return super.getTypeForFactoryBean(beanName, mbd);
9、如果是单例Bean，执行getSingletonFactoryBeanForTypeCheck(beanName, mbd)获取FactoryBean：
private FactoryBean getSingletonFactoryBeanForTypeCheck(String beanName, RootBeanDefinition mbd) {
synchronized (getSingletonMutex()) {
BeanWrapper bw = this.factoryBeanInstanceCache.get(beanName);
if (bw != null) {
return (FactoryBean) bw.getWrappedInstance();
}
if (isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
return null;
}
Object instance = null;
try {
// Mark this bean as currently in creation, even if just partially.
beforeSingletonCreation(beanName);
// Give BeanPostProcessors a chance to return a proxy instead of the target bean instance.
instance = resolveBeforeInstantiation(beanName, mbd);
if (instance == null) {
bw = createBeanInstance(beanName, mbd, null);
instance = bw.getWrappedInstance();
}
}
finally {
// Finished partial creation of this bean.
afterSingletonCreation(beanName);
}
FactoryBean fb = getFactoryBean(beanName, instance);
if (bw != null) {
this.factoryBeanInstanceCache.put(beanName, bw);
}
return fb;
}
}
从如上代码可以看到的是，只执行实例化，没有执行依赖注入和初始化。
10、接着调用objectType.value = getTypeForFactoryBean(fb);获取FactoryBean包装的具体类型：
return factoryBean.getObjectType();
即通过getObjectType获取具体的类型。
结论
如上是整个注入FactoryBean的代码分析，即FactoryBean在实例化/依赖注入时做了特殊处理，所以会造成问题：
1、在容器初始化时，如果FactoryBean是单例Bean，默认只实例化、依赖注入和初始化FactoryBean，不会自动调用getObject返回具体Bean；
2、如果A依赖的FactoryBean B还没有创建，那么执行依赖注入时：只执行FactoryBean B的实例化，不执行执行依赖注入和初始化。
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接着看一下ProxyFactoryBean可能会遇到的问题。
问题1：ProxyBean
请参考《Spring 3.2.2 AOP引入方式集成测试的问题》
<context:component-scan base-package="com.myapp.aop.introduce" />
<bean id="forumService" class="org.springframework.aop.framework.ProxyFactoryBean"
p:interfaces="com.myapp.aop.introduce.Monitorable" p:target-ref="forumServiceTarget"
p:interceptorNames="pmonitor" p:proxyTargetClass="true" />
@RunWith(SpringJUnit4ClassRunner.class)
@ContextConfiguration(locations = { "/aop/introduce/applicationContext.xml" })
public class ForumServiceTest{
@Autowired
@Qualifier(value = "forumService")
ForumService forumService;
@Test
public void test() {
forumService.removeForum(10);
forumService.removeTopic(1022);
Monitorable moniterable = (Monitorable)forumService;
moniterable.setMonitorActive(true);
forumService.removeForum(10);
forumService.removeTopic(1022);
}
}
抛出org.springframework.beans.factory.NoSuchBeanDefinitionException的异常，指向forumService不存在
分析：
1、首先此处spring容器会加载配置文件并先完成初始化，此时会实例化、依赖注入及初始化forumService这个ProxyFactoryBean（即是FactoryBean）；即符合之前提到的结论中的【1】；所以此时forumService这个FactoryBean已经初始化完成了；但因为没有调用getObject 所以还未实例化具体的Bean；
2、当进行ForumServiceTest的依赖注入时（ForumService forumService;），此时会按照如上提到的步骤执行，当执行到第【9】步时，因为之前已经完成了ProxyFactoryBean的初始化，所以此时直接返回factoryBeanInstanceCache中的FactoryBean；
3、接着会调用其getObjectType得到具体Bean的类型：
public Class<?> getObjectType() {
synchronized (this) {
if (this.singletonInstance != null) {
return this.singletonInstance.getClass();
}
}
Class[] ifcs = getProxiedInterfaces();
if (ifcs.length == 1) {
return ifcs[0];
}
else if (ifcs.length > 1) {
return createCompositeInterface(ifcs);
}
else if (this.targetName != null && this.beanFactory != null) {
return this.beanFactory.getType(this.targetName);
}
else {
return getTargetClass();
}
}
3.1、首先判断singletonInstance是否已经创建了，此时因为没有调用getObject，所以还是null；
3.2、因此到了此步骤，getProxiedInterfaces会得到之前在配置文件中注入的“com.myapp.aop.introduce.Monitorable”，因此会返回这个；
所以spring容器断定你的Bean类型是“com.myapp.aop.introduce.Monitorable”，因此和你的ForumService不兼容，因此赋值是失败的。
解决方案：
1、使用depends-on，如<bean class="a" depends-on="forumService"/>，这样会在实例化a时，先实例化forumService，因为获取依赖时使用getBean(dependsOnBean);，即走的是完成流程，也不会有问题；
2、注入ApplicationContext，然后手工ctx.getBean("forumService", ForumService.class); 这样会造成FactoryBean调用getObject返回具体Bean，即ForumService的代理，也是没问题的；
3、再写一个ProxyFactoryBean，实现SmartFactoryBean，且getEarlyInit()方法返回true也是可以解决这个问题的，不过比较麻烦，直接使用1/2即可。
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接下来分析下 spring data jpa+shiro Realm时的问题吧，这个估计用过的都会遇到这个问题。
比如我写的：UserRealm依赖UserService，UserService依赖UserRepository接口。
1、此处假设先实例化UserRealm，此时会去查找并实例化UserService依赖，然后UserService接着去查找UserRepository依赖；
2、UserRealm查找依赖UserService没有问题，但是UserService查找UserRepository会有问题；
分析：
1、假设spring data jpa配置是spring-config.xml：
<jpa:repositories
base-package="com.sishuok.es.**.repository"
entity-manager-factory-ref="entityManagerFactory"
transaction-manager-ref="transactionManager">
</jpa:repositories>
那么spring data jpa 会在容器启动时使用org.springframework.data.jpa.repository.config.JpaRepositoryNameSpaceHandler去扫描com.sishuok.es.**.repository包下的所有继承org.springframework.data.repository.Repository的接口；这个大家可以去看下org.springframework.data.jpa.repository.config.JpaRepositoryNameSpaceHandler实现；
2、扫描后默认使用org.springframework.data.jpa.repository.support.JpaRepositoryFactoryBean，当然也可以在jpa:repositories中使用factory-class="com.sishuok.es.common.repository.support.SimpleBaseRepositoryFactoryBean" 注册自己的FactoryBean，
3、其内部getObjectType为：
public Class<? extends T> getObjectType() {
return (Class<? extends T>) (null == repositoryInterface ? Repository.class : repositoryInterface);
}
但是此时repositoryInterface并没有注入，参见第【9】步，所以返回的是Repository.class；
4、因此会注入失败。
解决方案和第一个一样：
1、使用depends-on，如<bean class="userRealm" depends-on="userRepository"/>，这样会在实例化userRealm时，先实例化userRepository，因为获取依赖时使用getBean(dependsOnBean);，即走的是完成流程，也不会有问题；可以参见UserService的历史版本；（在UserRealm或UserService上都行，这个没有影响）
2、注入ApplicationContext，然后手工ctx.getBean("userRepository", UserRepository.class); 这样会造成FactoryBean调用getObject返回具体Bean，也是没问题的；
因为我的UserRealm可能依赖的比较多，所以直接：ctx.getBeansOfType(SimpleBaseRepositoryFactoryBean.class); 可以解决依赖多个的问题，不需要每次加新的后加depends-on。
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所以总的结论是：
如上是整个注入FactoryBean的代码分析，即FactoryBean在实例化/依赖注入时做了特殊处理，所以会造成问题：
1、在容器初始化时，如果FactoryBean是单例Bean，默认只实例化、依赖注入和初始化FactoryBean，不会自动调用getObject返回具体Bean；
2、如果A依赖的FactoryBean B还没有创建，那么执行依赖注入时：只执行FactoryBean B的实例化，不执行执行依赖注入和初始化。
总的解决方案是：
- 使用depends-on，如<bean class="userRealm" depends-on="userRepository"/>，这样会在实例化userRealm时，先实例化userRepository，因为获取依赖时使用getBean(dependsOnBean);，即走的是完成流程，也不会有问题；可以参见UserService的历史版本；（在UserRealm或UserService上都行，这个没有影响）
- 注入ApplicationContext，然后手工ctx.getBean("userRepository", UserRepository.class); 这样会造成FactoryBean调用getObject返回具体Bean，也是没问题的；
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