@Autowired注解的实现过程，其实就是Spring Bean的自动装配过程。通过看@Autowired源码注释部分我们可以看到@Autowired的实现是通过AutowiredAnnotationBeanPostProcessor后置处理器中实现的。

AutowiredAnnotationBeanPostProcessor 类图

PriorityOrdered：确认 AutowiredAnnotationBeanPostProcessor 后置处理器的执行优先级
BeanFactoryAware：使得AutowiredAnnotationBeanPostProcessor 可以直接通过BeanFactory获取容器中的Bean
BeanPostProcessor：在 Bean 初始化前后执行的后置处理器
InstantiationAwareBeanPostProcessor：在 Bean 实例化前后和Bean设置属性值时执行的后置处理器
SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor：智能实例化Bean的后处理器，如预测Bean的类型和确认Bean的构造函数等。
MergedBeanDefinitionPostProcessor：合并Bean的定义信息。

在分析自动装配前我们先来介绍一下上面的这些后置处理器。

后置处理器介绍

BeanPostProcessor

BeanPostProcessor有两个方法，postProcessBeforeInitialization和postProcessAfterInitialization。它们分别在任何bean初始化回调之前或之后执行（例如InitializingBean的afterPropertiesSet方法或自定义init-method方法之前或者之后），在这个时候该bean的属性值已经填充完成了，并且我们返回的bean实例可能已经是原始实例的包装类型了。例如返回一个FactoryBean。

InstantiationAwareBeanPostProcessor

InstantiationAwareBeanPostProcessor继承自BeanPostProcessor接口。主要多提供了以下三个方法。

postProcessBeforeInstantiation

该方法是在Bean实例化目标对象之前调用，返回的Bean对象可以代理目标，从而有效的阻止了目标Bean的默认实例化。

1protected Object resolveBeforeInstantiation(String beanName, RootBeanDefinition mbd) {
2	Object bean = null;
3	if (!Boolean.FALSE.equals(mbd.beforeInstantiationResolved)) {
4		// Make sure bean class is actually resolved at this point.
5		if (!mbd.isSynthetic() && hasInstantiationAwareBeanPostProcessors()) {
6			Class<?> targetType = determineTargetType(beanName, mbd);
7			if (targetType != null) {
8				bean = applyBeanPostProcessorsBeforeInstantiation(targetType, beanName);
9				if (bean != null) {
10					// 如果此方法返回一个非null对象，则Bean创建过程将被短路。
11					// 唯一应用的进一步处理是来自已配置BeanPostProcessors的postProcessAfterInitialization回调
12					bean = applyBeanPostProcessorsAfterInitialization(bean, beanName);
13				}
14			}
15		}
16		mbd.beforeInstantiationResolved = (bean != null);
17	}
18	return bean;
19}
20
21protected Object applyBeanPostProcessorsBeforeInstantiation(Class<?> beanClass, String beanName) {
22	for (BeanPostProcessor bp : getBeanPostProcessors()) {
23		if (bp instanceof InstantiationAwareBeanPostProcessor) {
24			InstantiationAwareBeanPostProcessor ibp = (InstantiationAwareBeanPostProcessor) bp;
25			// 执行Bean实例化目标对象之前的后置处理方法
26			Object result = ibp.postProcessBeforeInstantiation(beanClass, beanName);
27			if (result != null) {
28				return result;
29			}
30		}
31	}
32	return null;
33}

跟进源码我们可以看出，如果此方法返回一个非null对象，则Bean创建过程将被短路。唯一应用的进一步处理是来自已配置BeanPostProcessors的postProcessAfterInitialization回调。

postProcessAfterInstantiation

该方法执行在通过构造函数或工厂方法在实例化bean之后但在发生Spring属性填充（通过显式属性或自动装配）之前执行操作。这是在Spring的自动装配开始之前对给定的bean实例执行自定义字段注入的理想回调。如果该方法返回false，那么它会阻断后续InstantiationAwareBeanPostProcessor后置处理器的执行，并且会阻止后续属性填充的执行逻辑。

postProcessPropertyValues

在工厂将给定属性值应用于给定bean之前，对它们进行后处理。允许检查是否满足所有依赖关系，例如基于bean属性设置器上的“ Required”注解。还允许替换要应用的属性值，通常是通过基于原始PropertyValues创建新的MutablePropertyValues实例，添加或删除特定值来实现。

SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor

智能实例化Bean的后处理器，主要提供了三个方法。

predictBeanType

预测从此处理器的postProcessBeforeInstantiation回调最终返回的bean的类型。

determineCandidateConstructors

确定使用实例化Bean的构造函数。

getEarlyBeanReference

获取提早暴露的Bean的引用，提早暴露的Bean就是只完成了实例化，还未完成属性赋值和初始化的Bean。

MergedBeanDefinitionPostProcessor

postProcessMergedBeanDefinition

合并Bean的定义信息的后处理方法，该方法是在Bean的实例化之后设置值之前调用。

自动装配的实现

找到需要自动装配的元素

AutowiredAnnotationBeanPostProcessor后置处理器主要负责对添加了@Autowired和@Value注解的元素实现自动装配。所以找到需要自动装配的元素，其实就是对@Autowired和@Value注解的解析。

AutowiredAnnotationBeanPostProcessor后置处理器，找出需要自动装配的元素是在MergedBeanDefinitionPostProcessor.postProcessMergedBeanDefinition这个方法中实现的，调用链路如下：

1doWith:445, AutowiredAnnotationBeanPostProcessor$2 (org.springframework.beans.factory.annotation)
2doWithLocalFields:657, ReflectionUtils (org.springframework.util)
3buildAutowiringMetadata:433, AutowiredAnnotationBeanPostProcessor (org.springframework.beans.factory.annotation)
4findAutowiringMetadata:412, AutowiredAnnotationBeanPostProcessor (org.springframework.beans.factory.annotation)
5postProcessMergedBeanDefinition:235, AutowiredAnnotationBeanPostProcessor (org.springframework.beans.factory.annotation)
6applyMergedBeanDefinitionPostProcessors:1000, AbstractAutowireCapableBeanFactory (org.springframework.beans.factory.support)
7doCreateBean:523, AbstractAutowireCapableBeanFactory (org.springframework.beans.factory.support)
8createBean:483, AbstractAutowireCapableBeanFactory (org.springframework.beans.factory.support)
9getObject:312, AbstractBeanFactory$1 (org.springframework.beans.factory.support)
10getSingleton:230, DefaultSingletonBeanRegistry (org.springframework.beans.factory.support)
11doGetBean:308, AbstractBeanFactory (org.springframework.beans.factory.support)
12getBean:197, AbstractBeanFactory (org.springframework.beans.factory.support)
13preInstantiateSingletons:761, DefaultListableBeanFactory (org.springframework.beans.factory.support)
14finishBeanFactoryInitialization:867, AbstractApplicationContext (org.springframework.context.support)
15refresh:543, AbstractApplicationContext (org.springframework.context.support)
16<init>:84, AnnotationConfigApplicationContext (org.springframework.context.annotation)

从链路上我们可以看到，找到需要自动装配的元素是在findAutowiringMetadata方法中实现的，该方法会去调用buildAutowiringMetadata方法构建元数据信息。如果注解被加载属性上将会被封装成AutowiredFieldElement对象；如果注解加在方法上，那么元素会被封装成AutowiredMethodElement对象。这里两个对象的inject方法将最后完成属性值的注入，主要区别就是使用反射注入值的方式不一样。源码如下：

1private InjectionMetadata buildAutowiringMetadata(final Class<?> clazz) {
2	LinkedList<InjectionMetadata.InjectedElement> elements = new LinkedList<InjectionMetadata.InjectedElement>();
3	Class<?> targetClass = clazz;
4
5	do {
6		// 存放我们找到的元数据信息
7		final LinkedList<InjectionMetadata.InjectedElement> currElements =
8				new LinkedList<InjectionMetadata.InjectedElement>();
9		
10		// 通过反射找出对应Class对象的所有Field
11		ReflectionUtils.doWithLocalFields(targetClass, new ReflectionUtils.FieldCallback() {
12			@Override
13			public void doWith(Field field) throws IllegalArgumentException, IllegalAccessException {
14				// 通过反射找到该字段上所有的注解信息，并判断是否有@Autowired和@Value注解，如果有就将该字段封成AutowiredFieldElement对象
15				AnnotationAttributes ann = findAutowiredAnnotation(field);
16				if (ann != null) {
17					if (Modifier.isStatic(field.getModifiers())) {
18						if (logger.isWarnEnabled()) {
19							logger.warn("Autowired annotation is not supported on static fields: " + field);
20						}
21						return;
22					}
23					boolean required = determineRequiredStatus(ann);、
24					// 将该字段封成AutowiredFieldElement对象，并放到缓存中
25					currElements.add(new AutowiredFieldElement(field, required));
26				}
27			}
28		});
29
30		// 通过反射找出对应Class对象的所有Method
31		ReflectionUtils.doWithLocalMethods(targetClass, new ReflectionUtils.MethodCallback() {
32			@Override
33			public void doWith(Method method) throws IllegalArgumentException, IllegalAccessException {
34				Method bridgedMethod = BridgeMethodResolver.findBridgedMethod(method);
35				if (!BridgeMethodResolver.isVisibilityBridgeMethodPair(method, bridgedMethod)) {
36					return;
37				}
38				// 通过反射找到该字段上所有的注解信息，并判断是否有@Autowired和@Value注解，如果有就将该字段封成AutowiredMethodElement对象
39				AnnotationAttributes ann = findAutowiredAnnotation(bridgedMethod);
40				if (ann != null && method.equals(ClassUtils.getMostSpecificMethod(method, clazz))) {
41					if (Modifier.isStatic(method.getModifiers())) {
42						if (logger.isWarnEnabled()) {
43							logger.warn("Autowired annotation is not supported on static methods: " + method);
44						}
45						return;
46					}
47					if (method.getParameterTypes().length == 0) {
48						if (logger.isWarnEnabled()) {
49							logger.warn("Autowired annotation should only be used on methods with parameters: " +
50									method);
51						}
52					}
53					boolean required = determineRequiredStatus(ann);
54					PropertyDescriptor pd = BeanUtils.findPropertyForMethod(bridgedMethod, clazz);
55					// 将该字段封成AutowiredMethodElement对象
56					currElements.add(new AutowiredMethodElement(method, required, pd));
57				}
58			}
59		});
60
61		elements.addAll(0, currElements);
62		targetClass = targetClass.getSuperclass();
63	}
64	// 循环处理父类需要自动装配的元素
65	while (targetClass != null && targetClass != Object.class);
66	// 将需要自动装配的元素封装成InjectionMetadata对象,最后合并到Bean定义中
67	return new InjectionMetadata(clazz, elements);
68}

寻找需要自动装配过程：

根据Class对象，通过反射获取所有的Field和```Method````对象
通过反射获取Field和Method上的注解，并判断是否有@Autowired和@Value注解
将注解了@Autowired和@Value的Field和Method封装成AutowiredFieldElement和AutowiredMethodElement对象，等待下一步的自动装配。
循环处理父类需要自动装配的元素
将需要自动装配的元素封装成InjectionMetadata对象，最后合并到Bean定义的externallyManagedConfigMembers属性中

注入属性值

AutowiredAnnotationBeanPostProcessor后置处理器注入属性值是在postProcessPropertyValues方法中实现的。源码如下：

1public void inject(Object target, String beanName, PropertyValues pvs) throws Throwable {
2	// 获取需要自动装配的元数据信息（这里实在缓存中取）
3	Collection<InjectedElement> elementsToIterate =
4			(this.checkedElements != null ? this.checkedElements : this.injectedElements);
5	if (!elementsToIterate.isEmpty()) {
6		boolean debug = logger.isDebugEnabled();
7		for (InjectedElement element : elementsToIterate) {
8			if (debug) {
9				logger.debug("Processing injected element of bean '" + beanName + "': " + element);
10			}
11			// 调用AutowiredFieldElement或AutowiredMethodElement对象的inject方法注入属性值
12			element.inject(target, beanName, pvs);
13		}
14	}
15}

AutowiredFieldElement#inject

1@Override
2protected void inject(Object bean, String beanName, PropertyValues pvs) throws Throwable {
3	Field field = (Field) this.member;
4	Object value;
5	if (this.cached) {
6		value = resolvedCachedArgument(beanName, this.cachedFieldValue);
7	}
8	else {
9		DependencyDescriptor desc = new DependencyDescriptor(field, this.required);
10		desc.setContainingClass(bean.getClass());
11		Set<String> autowiredBeanNames = new LinkedHashSet<String>(1);
12		TypeConverter typeConverter = beanFactory.getTypeConverter();
13		try {
14			// 在容器中获取需要装配的Bean
15			value = beanFactory.resolveDependency(desc, beanName, autowiredBeanNames, typeConverter);
16		}
17		...
18	}
19	if (value != null) {
20		// 通过反射设置属性值
21		ReflectionUtils.makeAccessible(field);
22		field.set(bean, value);
23	}
24}

AutowiredMethodElement#inject

1@Override
2protected void inject(Object bean, String beanName, PropertyValues pvs) throws Throwable {
3	if (checkPropertySkipping(pvs)) {
4		return;
5	}
6	Method method = (Method) this.member;
7	Object[] arguments;
8	if (this.cached) {
9		// Shortcut for avoiding synchronization...
10		arguments = resolveCachedArguments(beanName);
11	}
12	else {
13		Class<?>[] paramTypes = method.getParameterTypes();
14		arguments = new Object[paramTypes.length];
15		DependencyDescriptor[] descriptors = new DependencyDescriptor[paramTypes.length];
16		Set<String> autowiredBeans = new LinkedHashSet<String>(paramTypes.length);
17		TypeConverter typeConverter = beanFactory.getTypeConverter();
18		for (int i = 0; i < arguments.length; i++) {
19			MethodParameter methodParam = new MethodParameter(method, i);
20			DependencyDescriptor currDesc = new DependencyDescriptor(methodParam, this.required);
21			currDesc.setContainingClass(bean.getClass());
22			descriptors[i] = currDesc;
23			try {
24				// 在容器中获取需要装配的Bean
25				Object arg = beanFactory.resolveDependency(currDesc, beanName, autowiredBeans, typeConverter);
26				if (arg == null && !this.required) {
27					arguments = null;
28					break;
29				}
30				arguments[i] = arg;
31			}
32			catch (BeansException ex) {
33				throw new UnsatisfiedDependencyException(null, beanName, new InjectionPoint(methodParam), ex);
34			}
35		}
36		...
37	}
38	if (arguments != null) {
39		try {
40			// 通过反射调用方法设置元素值
41			ReflectionUtils.makeAccessible(method);
42			method.invoke(bean, arguments);
43		}
44		...
45	}
46}

从这里的源码我们可以看出AutowiredFieldElement和AutowiredMethodElement完成自动装配都是先去容器中找对应的Bean，然后通过反射将获取到的Bean设置到目标对象中，来完成Bean的自动装配。

总结

我们可以看出Spring Bean的自动装配过程就是：

根据Class对象，通过反射获取所有的Field和Method信息
通反射获取Field和Method的注解信息，并根据注解类型，判断是否需要自动装配
将需要自动装配的元素，封装成AutowiredFieldElement或AutowiredMethodElement对象
调用AutowiredFieldElement或AutowiredMethodElement的inject方法，唤起后续步骤
通过调用容器的getBean()方法找到需要注入的源数据Bean
通过反射将找到的源数据Bean注入到目标Bean中

在自动装配过程中还涉及循环依赖的问题，有兴趣的可以看下这篇文章Spring 源码（八）循环依赖

注意：注解注入将在XML注入之前执行；因此，对于通过这两种方法注入的属性，XML注入将覆盖注解注入。

Spring 源码（九）@Autowired注解实现原理（Spring Bean的自动装配）