1.从Spring2.0以后的版本中，Spring也引入了基于注解(Annotation)方式的配置，注解(Annotation)是JDK1.5中引入的一个新特性，用于简化Bean的配置，某些场合可以取代XML配置文件。开发人员对注解(Annotation)的态度也是萝卜青菜各有所爱，个人认为注解可以大大简化配置，提高开发速度，同时也不能完全取代XML配置方式，XML 方式更加灵活，并且发展的相对成熟，这种配置方式为大多数 Spring 开发者熟悉；注解方式使用起来非常简洁，但是尚处于发展阶段，XML配置文件和注解(Annotation)可以相互配合使用。
应某些人员的要求，本文章就分析Spring对注解(Annotation)的解析过程，如果你对注解还不熟悉，请参考：http://blog.csdn.net/chjttony/archive/2010/11/22/6026079.aspx中8以后的对于注解的简单介绍和前一篇博客中转载的对Spring注解基本知识介绍：http://blog.csdn.net/chjttony/archive/2011/03/29/6286144.aspx.
Spring IoC容器对于类级别的注解和类内部的注解分以下两种处理策略：
(1).类级别的注解：如@Component、@Repository、@Controller、@Service以及JavaEE6的@ManagedBean和@Named注解，都是添加在类上面的类级别注解，Spring容器根据注解的过滤规则扫描读取注解Bean定义类，并将其注册到Spring IoC容器中。
(2).类内部的注解：如@Autowire、@Value、@Resource以及EJB和WebService相关的注解等，都是添加在类内部的字段或者方法上的类内部注解，Spring IoC容器通过Bean后置注解处理器解析Bean内部的注解。
下面将根据这两种处理策略，分别分析Spring处理注解相关的源码。
2.AnnotationConfigApplicationContext对注解Bean初始化：
Spring中，管理注解Bean定义的容器有两个：AnnotationConfigApplicationContext 和AnnotationConfigWebApplicationContex。这两个类是专门处理Spring注解方式配置的容器，直接依赖于注解作为容器配置信息来源的IoC容器。AnnotationConfigWebApplicationContext是AnnotationConfigApplicationContext的web版本，两者的用法以及对注解的处理方式几乎没有什么差别，因此本文将以AnnotationConfigApplicationContext为例进行讲解。
AnnotationConfigApplicationContext的源码如下：
public class AnnotationConfigApplicationContext extends GenericApplicationContext {
//创建一个读取注解的Bean定义读取器，并将其设置到容器中
private final AnnotatedBeanDefinitionReader reader = new AnnotatedBeanDefinitionReader(this);
//创建一个扫描指定类路径中注解Bean定义的扫描器，并将其设置到容器中
private final ClassPathBeanDefinitionScanner scanner = new ClassPathBeanDefinitionScanner(this);
//默认构造函数，初始化一个空容器，容器不包含任何 Bean 信息，需要在稍后通过调用其register() //方法注册配置类，并调用refresh()方法刷新容器，触发容器对注解Bean的载入、解析和注册过程
public AnnotationConfigApplicationContext() {
}
//最常用的构造函数，通过将涉及到的配置类传递给该构造函数，以实现将相应配置类中的Bean
//自动注册到容器中
public AnnotationConfigApplicationContext(Class<?>... annotatedClasses) {
register(annotatedClasses);
refresh();
}
//该构造函数会自动扫描以给定的包及其子包下的所有类，并自动识别所有的Spring Bean，将其
//注册到容器中
public AnnotationConfigApplicationContext(String... basePackages) {
scan(basePackages);
refresh();
}
//为容器的注解Bean读取器和注解Bean扫描器设置Bean名称产生器
public void setBeanNameGenerator(BeanNameGenerator beanNameGenerator) {
this.reader.setBeanNameGenerator(beanNameGenerator);
this.scanner.setBeanNameGenerator(beanNameGenerator);
}
//为容器的注解Bean读取器和注解Bean扫描器设置作用范围元信息解析器
public void setScopeMetadataResolver(ScopeMetadataResolver scopeMetadataResolver) {
this.reader.setScopeMetadataResolver(scopeMetadataResolver);
this.scanner.setScopeMetadataResolver(scopeMetadataResolver);
}
//为容器注册一个要被处理的注解Bean，新注册的Bean，必须手动调用容器的
//refresh()方法刷新容器，触发容器对新注册的Bean的处理
public void register(Class<?>... annotatedClasses) {
this.reader.register(annotatedClasses);
}
//扫描指定包路径及其子包下的注解类，为了使新添加的类被处理，必须手动调用
//refresh()方法刷新容器
public void scan(String... basePackages) {
this.scanner.scan(basePackages);
}
}
通过对AnnotationConfigApplicationContext的源码分析，我们了解到Spring对注解的处理分为两种方式：
(1).直接将注解Bean注册到容器中：
可以在初始化容器时注册；也可以在容器创建之后手动调用注册方法向容器注册，然后通过手动刷新容器，使得容器对注册的注解Bean进行处理。
(2).通过扫描指定的包及其子包下的所有类：
在初始化注解容器时指定要自动扫描的路径，如果容器创建以后向给定路径动态添加了注解Bean，则需要手动调用容器扫描的方法，然后手动刷新容器，使得容器对所注册的Bean进行处理。
接下来，将会对两种处理方式详细分析其实现过程。
3.AnnotationConfigApplicationContext注册注解Bean：
当创建注解处理容器时，如果传入的初始参数是具体的注解Bean定义类时，注解容器读取并注册。
(1).AnnotationConfigApplicationContext通过调用注解Bean定义读取器AnnotatedBeanDefinitionReader的register方法向容器注册指定的注解Bean，注解Bean定义读取器向容器注册注解Bean的源码如下：
//注册多个注解Bean定义类
public void register(Class<?>... annotatedClasses) {
for (Class<?> annotatedClass : annotatedClasses) {
registerBean(annotatedClass);
}
}
//注册一个注解Bean定义类
public void registerBean(Class<?> annotatedClass) {
registerBean(annotatedClass, null, (Class<? extends Annotation>[]) null);
}
//Bean定义读取器注册注解Bean定义的入口方法
public void registerBean(Class<?> annotatedClass, Class<? extends Annotation>... qualifiers) {
registerBean(annotatedClass, null, qualifiers);
}
//Bean定义读取器向容器注册注解Bean定义类
public void registerBean(Class<?> annotatedClass, String name, Class<? extends Annotation>... qualifiers) {
//根据指定的注解Bean定义类，创建Spring容器中对注解Bean的封装的数据结构
AnnotatedGenericBeanDefinition abd = new AnnotatedGenericBeanDefinition(annotatedClass);
//解析注解Bean定义的作用域，若@Scope("prototype")，则Bean为原型类型；
//若@Scope("singleton")，则Bean为单态类型
ScopeMetadata scopeMetadata = this.scopeMetadataResolver.resolveScopeMetadata(abd);
//为注解Bean定义设置作用域
abd.setScope(scopeMetadata.getScopeName());
//为注解Bean定义生成Bean名称
String beanName = (name != null ? name : this.beanNameGenerator.generateBeanName(abd, this.registry));
//处理注解Bean定义中的通用注解
AnnotationConfigUtils.processCommonDefinitionAnnotations(abd);
//如果在向容器注册注解Bean定义时，使用了额外的限定符注解，则解析限定符注解。
//主要是配置的关于autowiring自动依赖注入装配的限定条件，即@Qualifier
//注解，Spring自动依赖注入装配默认是按类型装配，如果使用@Qualifier则按名称
if (qualifiers != null) {
for (Class<? extends Annotation> qualifier : qualifiers) {
//如果配置了@Primary注解，设置该Bean为autowiring自动依赖注入装//配时的首选
if (Primary.class.equals(qualifier)) {
abd.setPrimary(true);
}
//如果配置了@Lazy注解，则设置该Bean为非延迟初始化，如果没有配置，
//则该Bean为预实例化
else if (Lazy.class.equals(qualifier)) {
abd.setLazyInit(true);
}
//如果使用了除@Primary和@Lazy以外的其他注解，则为该Bean添加一
//个autowiring自动依赖注入装配限定符，该Bean在进autowiring
//自动依赖注入装配时，根据名称装配限定符指定的Bean
else {
abd.addQualifier(new AutowireCandidateQualifier(qualifier));
}
}
}
//创建一个指定Bean名称的Bean定义对象，封装注解Bean定义类数据
BeanDefinitionHolder definitionHolder = new BeanDefinitionHolder(abd, beanName);
//根据注解Bean定义类中配置的作用域，创建相应的代理对象
definitionHolder = AnnotationConfigUtils.applyScopedProxyMode(scopeMetadata, definitionHolder, this.registry);
//向IoC容器注册注解Bean类定义对象 BeanDefinitionReaderUtils.registerBeanDefinition(definitionHolder, this.registry);
}
从上面的源码我们可以看出，注册注解Bean定义类的基本步骤：
a，需要使用注解元数据解析器解析注解Bean中关于作用域的配置。
b，使用AnnotationConfigUtils的processCommonDefinitionAnnotations方法处理注解Bean定义类中通用的注解。
c，使用AnnotationConfigUtils的applyScopedProxyMode方法创建对于作用域的代理对象。
d，通过BeanDefinitionReaderUtils向容器注册Bean。
下面我们继续分析这3步的具体实现过程
(2).AnnotationScopeMetadataResolver解析作用域元数据：
AnnotationScopeMetadataResolver通过processCommonDefinitionAnnotations方法解析注解Bean定义类的作用域元信息，即判断注册的Bean是原生类型(prototype)还是单态(singleton)类型，其源码如下：
//解析注解Bean定义类中的作用域元信息
public ScopeMetadata resolveScopeMetadata(BeanDefinition definition) {
ScopeMetadata metadata = new ScopeMetadata();
if (definition instanceof AnnotatedBeanDefinition) {
AnnotatedBeanDefinition annDef = (AnnotatedBeanDefinition) definition;
//从注解Bean定义类的属性中查找属性为”Scope”的值，即@Scope注解的值
// annDef.getMetadata().getAnnotationAttributes方法将Bean
//中所有的注解和注解的值存放在一个map集合中
Map<String, Object> attributes =
annDef.getMetadata().getAnnotationAttributes(this.scopeAnnotationType.getName());
//将获取到的@Scope注解的值设置到要返回的对象中
if (attributes != null) {
metadata.setScopeName((String) attributes.get("value"));
//获取@Scope注解中的proxyMode属性值，在创建代理对象时会用到
ScopedProxyMode proxyMode = (ScopedProxyMode) attributes.get("proxyMode");
//如果@Scope的proxyMode属性值为null、DEFAULT或者NO
if (proxyMode == null || proxyMode == ScopedProxyMode.DEFAULT) {
//设置proxyMode为NO
proxyMode = this.defaultProxyMode;
}
//为返回的元数据设置proxyMode
metadata.setScopedProxyMode(proxyMode);
}
}
//返回解析的作用域元信息对象
return metadata;
}
上述代码中的annDef.getMetadata().getAnnotationAttributes方法就是获取对象中指定类型的注解的值。
(3).AnnotationConfigUtils处理注解Bean定义类中的通用注解：
AnnotationConfigUtils类的processCommonDefinitionAnnotations在向容器注册Bean之前，首先对注解Bean定义类中的通用Spring注解进行处理，源码如下：
(4).AnnotationConfigUtils根据注解Bean定义类中配置的作用域为其应用相应的代理策略：
AnnotationConfigUtils类的applyScopedProxyMode方法根据注解Bean定义类中配置的作用域@Scope注解的值，为Bean定义应用相应的代理模式，主要是在Spring面向切面编程(AOP)中使用。源码如下：
//根据作用域为Bean应用引用的代码模式
static BeanDefinitionHolder applyScopedProxyMode(
ScopeMetadata metadata, BeanDefinitionHolder definition, BeanDefinitionRegistry registry) {
//获取注解Bean定义类中@Scope注解的proxyMode属性值
ScopedProxyMode scopedProxyMode = metadata.getScopedProxyMode();
//如果配置的@Scope注解的proxyMode属性值为NO，则不应用代理模式
if (scopedProxyMode.equals(ScopedProxyMode.NO)) {
return definition;
}
//获取配置的@Scope注解的proxyMode属性值，如果为TARGET_CLASS，则返
//回true，如果为INTERFACES，则返回false
boolean proxyTargetClass = scopedProxyMode.equals(ScopedProxyMode.TARGET_CLASS);
//为注册的Bean创建相应模式的代理对象
return ScopedProxyCreator.createScopedProxy(definition, registry, proxyTargetClass);
}
这段为Bean引用创建相应模式的代理，如果在Spring面向切面编程(AOP)中涉及到再详细分析，这里不做深入的分析。
(5).BeanDefinitionReaderUtils向容器注册Bean：
BeanDefinitionReaderUtils向容器注册载入的Bean我们在第4篇博客中已经分析过，主要是校验Bean定义，然后将Bean添加到容器中一个管理Bean定义的HashMap中，这里就不做分析。
4.AnnotationConfigApplicationContext扫描指定包及其子包下的注解Bean：
当创建注解处理容器时，如果传入的初始参数是注解Bean定义类所在的包时，注解容器将扫描给定的包及其子包，将扫描到的注解Bean定义载入并注册。
(1).Spring中常用的注解：
a.Component注解：
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface Component {
String value() default "";
}
b.Service注解：
@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Component
public @interface Service {
String value() default "";
}
c.Controller注解：
@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Component
public @interface Controller {
String value() default "";
}
d.Repository注解：
@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Component
public @interface Repository {
String value() default "";
}
通过分析Spring这4个常用的注解源码，我们看到：@Service、@Controller和@Repository注解都添加了一个@Component注解，因此他们都属于@Component
注解。
(2).ClassPathBeanDefinitionScanner扫描给定的包及其子包：
AnnotationConfigApplicationContext通过调用类路径Bean定义扫描器ClassPathBeanDefinitionScanner扫描给定包及其子包下的所有类，主要源码如下：
类路径Bean定义扫描器ClassPathBeanDefinitionScanner主要通过findCandidateComponents方法调用其父类ClassPathScanningCandidateComponentProvider类来扫描获取给定包及其子包下的类。
(3).ClassPathScanningCandidateComponentProvider扫描给定包及其子包的类：
ClassPathScanningCandidateComponentProvider类的findCandidateComponents方法具体实现扫描给定类路径包的功能，主要源码如下：
public class ClassPathScanningCandidateComponentProvider implements ResourceLoaderAware {
//保存过滤规则要包含的注解，即Spring默认的@Component、@Repository、@Service、//@Controller注解的Bean，以及JavaEE6的@ManagedBean和JSR-330的@Named注解
private final List<TypeFilter> includeFilters = new LinkedList<TypeFilter>();
//保存过滤规则要排除的注解
private final List<TypeFilter> excludeFilters = new LinkedList<TypeFilter>();
//构造方法，该方法在子类ClassPathBeanDefinitionScanner的构造方法中被调用
public ClassPathScanningCandidateComponentProvider(boolean useDefaultFilters) {
//如果使用Spring默认的过滤规则，则向容器注册过滤规则
if (useDefaultFilters) {
registerDefaultFilters();
}
}
//向容器注册过滤规则
protected void registerDefaultFilters() {
//向要包含的过滤规则中添加@Component注解类，注意Spring中@Repository
//@Service和@Controller都是Component，因为这些注解都添加了@Component注解
this.includeFilters.add(new AnnotationTypeFilter(Component.class));
//获取当前类的类加载器
ClassLoader cl = ClassPathScanningCandidateComponentProvider.class.getClassLoader();
try {
//向要包含的过滤规则添加JavaEE6的@ManagedBean注解
this.includeFilters.add(new AnnotationTypeFilter(
((Class<? extends Annotation>) cl.loadClass("javax.annotation.ManagedBean")), false));
logger.info("JSR-250 'javax.annotation.ManagedBean' found and supported for component scanning");
}
catch (ClassNotFoundException ex) {
// JSR-250 1.1 API (as included in Java EE 6) not available - simply skip.
}
try {
//向要包含的过滤规则添加@Named注解
this.includeFilters.add(new AnnotationTypeFilter(
((Class<? extends Annotation>) cl.loadClass("javax.inject.Named")), false));
logger.info("JSR-330 'javax.inject.Named' annotation found and supported for component scanning");
}
catch (ClassNotFoundException ex) {
// JSR-330 API not available - simply skip.
}
}
//扫描给定类路径的包
public Set<BeanDefinition> findCandidateComponents(String basePackage) {
//创建存储扫描到的类的集合
Set<BeanDefinition> candidates = new LinkedHashSet<BeanDefinition>();
try {
//解析给定的包路径，this.resourcePattern=” **/*.class”，
//ResourcePatternResolver.CLASSPATH_ALL_URL_PREFIX=“classpath:”
//resolveBasePackage方法将包名中的”.”转换为文件系统的”/”
String packageSearchPath = ResourcePatternResolver.CLASSPATH_ALL_URL_PREFIX +
resolveBasePackage(basePackage) + "/" + this.resourcePattern;
//将给定的包路径解析为Spring资源对象
Resource[] resources = this.resourcePatternResolver.getResources(packageSearchPath);
boolean traceEnabled = logger.isTraceEnabled();
boolean debugEnabled = logger.isDebugEnabled();
//遍历扫描到的资源
for (Resource resource : resources) {
if (traceEnabled) {
logger.trace("Scanning " + resource);
}
if (resource.isReadable()) {
try {
//为指定资源获取元数据读取器，元信息读取器通过汇编(ASM)读//取资源元信息
MetadataReader metadataReader = this.metadataReaderFactory.getMetadataReader(resource);
//如果扫描到的类符合容器配置的过滤规则
if (isCandidateComponent(metadataReader)) {
//通过汇编(ASM)读取资源字节码中的Bean定义元信息
ScannedGenericBeanDefinition sbd = new ScannedGenericBeanDefinition(metadataReader);
//设置Bean定义来源于resource
sbd.setResource(resource);
//为元数据元素设置配置资源对象
sbd.setSource(resource);
//检查Bean是否是一个可实例化的对象
if (isCandidateComponent(sbd)) {
if (debugEnabled) {
logger.debug("Identified candidate component class: " + resource);
}
candidates.add(sbd);
}
else {
if (debugEnabled) {
logger.debug("Ignored because not a concrete top-level class: " + resource);
}
}
}
else {
if (traceEnabled) {
logger.trace("Ignored because not matching any filter: " + resource);
}
}
}
catch (Throwable ex) {
throw new BeanDefinitionStoreException(
"Failed to read candidate component class: " + resource, ex);
}
}
else {
if (traceEnabled) {
logger.trace("Ignored because not readable: " + resource);
}
}
}
}
catch (IOException ex) {
throw new BeanDefinitionStoreException("I/O failure during classpath scanning", ex);
}
return candidates;
}
//判断元信息读取器读取的类是否符合容器定义的注解过滤规则
protected boolean isCandidateComponent(MetadataReader metadataReader) throws IOException {
//如果读取的类的注解在排除注解过滤规则中，返回false
for (TypeFilter tf : this.excludeFilters) {
if (tf.match(metadataReader, this.metadataReaderFactory)) {
return false;
}
}
//如果读取的类的注解在包含的注解的过滤规则中，则返回ture
for (TypeFilter tf : this.includeFilters) {
if (tf.match(metadataReader, this.metadataReaderFactory)) {
return true;
}
}
//如果读取的类的注解既不在排除规则，也不在包含规则中，则返回false
return false;
}
……
}
4.AnnotationConfigWebApplicationContext载入注解Bean定义：
AnnotationConfigWebApplicationContext是AnnotationConfigApplicationContext的Web版，它们对于注解Bean的注册和扫描是基本相同的，但是AnnotationConfigWebApplicationContext对注解Bean定义的载入稍有不同，AnnotationConfigWebApplicationContext注入注解Bean定义源码如下：
//载入注解Bean定义资源
protected void loadBeanDefinitions(DefaultListableBeanFactory beanFactory) {
//为容器设置注解Bean定义读取器
AnnotatedBeanDefinitionReader reader = new AnnotatedBeanDefinitionReader(beanFactory);
//为容器设置类路径Bean定义扫描器
ClassPathBeanDefinitionScanner scanner = new ClassPathBeanDefinitionScanner(beanFactory);
//获取容器的Bean名称生成器
BeanNameGenerator beanNameGenerator = getBeanNameGenerator();
//获取容器的作用域元信息解析器
ScopeMetadataResolver scopeMetadataResolver = getScopeMetadataResolver();
//为注解Bean定义读取器和类路径扫描器设置Bean名称生成器
if (beanNameGenerator != null) {
reader.setBeanNameGenerator(beanNameGenerator);
scanner.setBeanNameGenerator(beanNameGenerator);
}
//为注解Bean定义读取器和类路径扫描器设置作用域元信息解析器
if (scopeMetadataResolver != null) {
reader.setScopeMetadataResolver(scopeMetadataResolver);
scanner.setScopeMetadataResolver(scopeMetadataResolver);
}
//获取容器定义的Bean定义资源路径
String[] configLocations = getConfigLocations();
//如果定位的Bean定义资源路径不为空
if (configLocations != null) {
for (String configLocation : configLocations) {
try {
//使用当前容器的类加载器加载定位路径的字节码类文件
Class<?> clazz = getClassLoader().loadClass(configLocation);
if (logger.isInfoEnabled()) {
logger.info("Successfully resolved class for [" + configLocation + "]");
}
reader.register(clazz);
}
catch (ClassNotFoundException ex) {
if (logger.isDebugEnabled()) {
logger.debug("Could not load class for config location [" + configLocation +
"] - trying package scan. " + ex);
}
//如果容器类加载器加载定义路径的Bean定义资源失败，则启用
//容器类路径扫描器扫描给定路径包及其子包中的类
int count = scanner.scan(configLocation);
if (logger.isInfoEnabled()) {
if (count == 0) {
logger.info("No annotated classes found for specified class/package [" + configLocation + "]");
}
else {
logger.info("Found " + count + " annotated classes in package [" + configLocation + "]");
}
}
}
}
}
}