SpringBoot -- 过滤器注入Bean报异常 NullPointException问题分析及解决

前不久在弄 spring security + jjwt 认证过滤器的时候，需要给 UsernamePasswordAuthenticationToken 类的构造方法传入 Collection authorities 作为后续的 身份(role)验证。

UsernamePasswordAuthenticationToken 类提供了两个重载的构造方法：
UsernamePasswordAuthenticationToken(Object principal, Object credentials) => 生成无需身份验证的令牌
UsernamePasswordAuthenticationToken(Object principal, Object credentials,Collection authorities) => 生成可信的未经身份验证的真实身份验证令牌

但是 我通过 @Autowired 自动注入的 bean 无法生效，一直显示为 null，并抛出空指针异常。

首先检查扫描包路径没问题。最终确定容器加载顺序引发的问题。各个元素的执行顺序是这样的，context-param–>listener–>filter–>servlet 可以看出在Spring MVC 的dispatcherservlet初始化之前过滤器就已经加载好了,所以注入的是null。

总结一句话：filter过滤器是servlet规范中定义的，并不归spring容器管理，也无法直接注入spring中的bean

在做开发的时候，并不是说在每一个地方都能将Bean注入到我们想要的地方去，比如在Utils使用到dao, 过滤器中使用 到 service，我们就不能直接注入了，这个时候就是我们需要封装 SpringContextUtils 的时候了，而 ApplicationContextAware 就起了关键性的作用。

SpringContextUtils 上下文工具类代码如下：

import org.springframework.beans.BeansException;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.ApplicationContextAware;


@Component
public class SpringContextUtils implements ApplicationContextAware {

    private static ApplicationContext applicationContext;

    @Override
    public void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException {
        SpringContextUtils.applicationContext=applicationContext;

    }
    public static ApplicationContext getApplicationContext() {
        return applicationContext;
    }
    @SuppressWarnings("unchecked")
    public static  T getBean(String name) throws BeansException {
        if (applicationContext == null){
            return null;
        }
        return (T)applicationContext.getBean(name);
    }
}

使用如下：

①、Spring有两个核心接口：BeanFactory和ApplicationContext，其中ApplicationContext是BeanFactory的子接口。他们都可代表Spring容器，Spring容器是生成Bean实例的工厂，并且管理容器中的Bean。

②、Bean是Spring管理的基本单位，在基于Spring的Java EE应用中，所有的组件都被当成Bean处理，包括数据源、Hibernate的SessionFactory、事务管理器等。在Spring中，Bean的是一个非常广义的概念，任何的Java对象、Java组件都被当成Bean处理。

③、而且应用中的所有组件，都处于Spring的管理下，都被Spring以Bean的方式管理，Spring负责创建Bean实例，并管理他们的生命周期。Bean在Spring容器中运行，无须感受Spring容器的存在，一样可以接受Spring的依赖注入，包括Bean属性的注入，协作者的注入、依赖关系的注入等。

④、Spring容器负责创建Bean实例，所以需要知道每个Bean的实现类，Java程序面向接口编程，无须关心Bean实例的实现类；但是Spring容器必须能够精确知道每个Bean实例的实现类，因此Spring配置文件必须精确配置Bean实例的实现类。

Spring容器最基本的接口就是BeanFactor。BeanFactory负责配置、创建、管理Bean，他有一个子接口：ApplicationContext，因此也称之为Spring上下文。Spring容器负责管理Bean与Bean之间的依赖关系。

BeanFactory接口包含以下几个基本方法：

Ø Boolean containBean(String name):判断Spring容器是否包含id为name的Bean实例。
Ø getBean(Class requiredTypr):获取Spring容器中属于requiredType类型的唯一的Bean实例。
Ø Object getBean(String name)：返回Sprin容器中id为name的Bean实例。
Ø T getBean(String name,Class requiredType)：返回容器中id为name,并且类型为requiredType的Bean
Ø Class getType(String name)：返回容器中指定Bean实例的类型。

调用者只需使用getBean()方法即可获得指定Bean的引用，无须关心Bean的实例化过程。即Bean实例的创建过程完全透明。

在使用BeanFactory接口时，我们一般都是使用这个实现类：org.springframework.beans.factory.xml.XmlBeanFactory。然而ApplicationContext 作为 BeanFactory的子接口，使用它作为Spring容器会更加方便。它的实现类有：FileSystemXmlApplicationContext、ClassPathXmlApplicationContext、AnnotationConfigApplicationContext。

创建Spring容器实例时，必须提供Spring容器管理的Bean的详细配置信息。Spring的配置信息通常采用xml配置文件来设置，因此，创建BeanFactory实例时，应该提供XML配置文件作为参数。

简单的介绍了Spring容器。在Spring中我们可以使用Spring容器中getBean()方法来获取Spring容器中的Bean实例。在这样的访问模式下，程序中总是持有Spring容器的引用。但是在实际的应用中，Spring容器通常是采用声明式方式配置产生：开发者只要在web.xml文件中配置一个Listener，该Listener将会负责初始化Spring容器。在这种情况下，容器中Bean处于容器管理下，无须主动访问容器，只需要接受容器的注入管理即可。同时Bean实例的依赖关系通常也是由容器自动注入，无须Bean实例主动请求。 Spring容器中Bean通常不会需要访问容器中其他的Bean—采用依赖注入，让Spring把被依赖的Bean注入到依赖的Bean中即可。

ApplicationContextAware 通过它Spring容器会自动把上下文环境对象调用ApplicationContextAware接口中的setApplicationContext方法。 我们在ApplicationContextAware的实现类中，就可以通过这个上下文环境对象得到Spring容器中的Bean。

实现ApplicationContextAware接口:

import org.springframework.beans.BeansException;
import org.springframework.beans.factory.InitializingBean;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.ApplicationContextAware;

public class RpcServer implements ApplicationContextAware{
    private ApplicationContext context;
    
    @Override
    public void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext)
            throws BeansException {
        // TODO Auto-generated method stub
        context = applicationContext;       
    }   
     // 获得applicationContext
    public static ApplicationContext getApplicationContext() {
        return context;
    }    
    //获取Bean
    public static  T getBean(Class requiredType){
        //assertContextInjected();
        return (T) getApplicationContext().getBean(requiredType);
    }
    @SuppressWarnings("unchecked")
    public static  T getBean(String name){
        assertContextInjected();
        return (T) getApplicationContext().getBean(name);
    }    
}