SpringBoot的核心注解及自动配置原理 |
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SpringBoot的核心注解及自动配置原理
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文章目录
1. 前言2. SpringBoot的核心注解3. SpringBoot的自动配置3.1 @AutoConfigurationPackage注解3.2 @Import注解
4. 按需开启自动配置4.1 以AopAutoConfiguration为例4.2 以BatchAutoConfiguration为例
5. 总结
1. 前言
SpringBoot的自动配置原理是一个令人头疼的问题，经过一下午的学习写下这篇文章供大家参考，如果有雷同纯属巧合。文章中如果出现错误，欢迎大家指出，本人会随时修改。 SpringBoot版本：2.7.5（注意版本号，不然跟文章中调试结果可能不一致）。 2. SpringBoot的核心注解 @SpringBootApplication public class DemoApplication { public static void main(String[] args) { SpringApplication.run(DemoApplication.class, args); } }我们在创建的springboot项目时都会写一个主启动类，每次启动项目时只要运行主启动类中的main方法即可。标注在主启动类上的 @SpringBootApplication注解就是springboot的核心注解，但该注解是一个合成注解，主要由下面三个注解组成： @SpringBootConfiguration @EnableAutoConfiguration @ComponentScan( excludeFilters = {@Filter( type = FilterType.CUSTOM, classes = {TypeExcludeFilter.class} ), @Filter( type = FilterType.CUSTOM, classes = {AutoConfigurationExcludeFilter.class} )} )@SpringBootConfiguration @SpringBootConfiguration注解的作用是标注该类是一个配置类。它与@Configuration注解的功能一致，区别是@SpringBootConfiguration是springboot中的注解，而@Configuration注解是spring中的注解。由下面的代码可以看出@SpringBootConfiguration是@Configuration的一个派生注解。 @Documented @Configuration @Indexed public @interface SpringBootConfiguration { @AliasFor( annotation = Configuration.class ) boolean proxyBeanMethods() default true; }@ComponentScan @ComponentScan注解的作用是扫描指定包及其子包中所有的类，将满村过滤器条件的类作为bean注册到spring容器中。默认情况下会扫描主启动类所在的包及其子包中所有的类。 @EnableAutoConfiguration @EnableAutoConfiguration注解的作用是开启自动配置功能。加上该注解，程序会加载META-INF/spring.factories文件中注册的各种AutoConfiguration类，当某个AutoConfiguration类满足指定的生效条件时，实例化AutoConfiguration类中定义的bean，最后注入到Spring容器中，这样就完成了依赖框架的自动配置。接下来的自动配置的讲解都是通过该注解进行展开。 3. SpringBoot的自动配置@EnableAutoConfiguration: @Target({ElementType.TYPE}) @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) @Documented @Inherited @AutoConfigurationPackage @Import({AutoConfigurationImportSelector.class}) public @interface EnableAutoConfiguration { String ENABLED_OVERRIDE_PROPERTY = "spring.boot.enableautoconfiguration"; Class[] exclude() default {}; String[] excludeName() default {}; }@EnableAutoConfiguration注解主要由@AutoConfigurationPackage、@Import这两个注解组成。 3.1 @AutoConfigurationPackage注解 @Target(ElementType.TYPE) @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) @Documented @Inherited @Import(AutoConfigurationPackages.Registrar.class) public @interface AutoConfigurationPackage { }Registrar类： static class Registrar implements ImportBeanDefinitionRegistrar, DeterminableImports { @Override public void registerBeanDefinitions(AnnotationMetadata metadata, BeanDefinitionRegistry registry) { register(registry, new PackageImports(metadata).getPackageNames().toArray(new String[0])); } @Override public Set determineImports(AnnotationMetadata metadata) { return Collections.singleton(new PackageImports(metadata)); } } @AutoConfigurationPackage注解在底层使用@Import注解将Registrar导入到容器中。而Registrar类的作用是以编程的形式注册自动配置包名称，以记录包扫描的入口。那获取的是哪个包名呢？ 我们查看@EnableAutoConfiguration注解中第二个重要的注解@Import。其作用是将AutoConfigurationImportSelector类作为一个组件导入容器中。接下来我们对AutoConfigurationImportSelector类进行分析一下。 @Override public String[] selectImports(AnnotationMetadata annotationMetadata) { if (!isEnabled(annotationMetadata)) { return NO_IMPORTS; } AutoConfigurationEntry autoConfigurationEntry = getAutoConfigurationEntry(annotationMetadata); return StringUtils.toStringArray(autoConfigurationEntry.getConfigurations()); }selectImports方法返回的数组中有哪些组件，那么程序就会导入哪些组件。组件的信息获取是通过getAutoConfigurationEntry方法进行获取的。 protected AutoConfigurationEntry getAutoConfigurationEntry(AnnotationMetadata annotationMetadata) { if (!isEnabled(annotationMetadata)) { return EMPTY_ENTRY; } AnnotationAttributes attributes = getAttributes(annotationMetadata); List configurations = getCandidateConfigurations(annotationMetadata, attributes); configurations = removeDuplicates(configurations); Set exclusions = getExclusions(annotationMetadata, attributes); checkExcludedClasses(configurations, exclusions); configurations.removeAll(exclusions); configurations = getConfigurationClassFilter().filter(configurations); fireAutoConfigurationImportEvents(configurations, exclusions); return new AutoConfigurationEntry(configurations, exclusions); }通过对getAutoConfigurationEntry方法进行分析，我们可以看出该方法还是要调用getCandidateConfigurations方法来获取数据，然后移除重复的组件等一系列操作后在返回给selectImports方法，接下来我们继续分析getCandidateConfigurations方法。 protected List getCandidateConfigurations(AnnotationMetadata metadata, AnnotationAttributes attributes) { List configurations = new ArrayList( SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames(getSpringFactoriesLoaderFactoryClass(), getBeanClassLoader())); ImportCandidates.load(AutoConfiguration.class, getBeanClassLoader()).forEach(configurations::add); Assert.notEmpty(configurations, "No auto configuration classes found in META-INF/spring.factories nor in META-INF/spring/org.springframework.boot.autoconfigure.AutoConfiguration.imports. If you " + "are using a custom packaging, make sure that file is correct."); return configurations; } public static List loadFactoryNames(Class factoryType, @Nullable ClassLoader classLoader) { ClassLoader classLoaderToUse = classLoader; if (classLoader == null) { classLoaderToUse = SpringFactoriesLoader.class.getClassLoader(); } String factoryTypeName = factoryType.getName(); return (List)loadSpringFactories(classLoaderToUse).getOrDefault(factoryTypeName, Collections.emptyList()); } private static Map loadSpringFactories(ClassLoader classLoader) { Map result = (Map)cache.get(classLoader); if (result != null) { return result; } else { Map result = new HashMap(); try { Enumeration urls = classLoader.getResources("META-INF/spring.factories"); while(urls.hasMoreElements()) { URL url = (URL)urls.nextElement(); UrlResource resource = new UrlResource(url); Properties properties = PropertiesLoaderUtils.loadProperties(resource); Iterator var6 = properties.entrySet().iterator(); while(var6.hasNext()) { Map.Entry entry = (Map.Entry)var6.next(); String factoryTypeName = ((String)entry.getKey()).trim(); String[] factoryImplementationNames = StringUtils.commaDelimitedListToStringArray((String)entry.getValue()); String[] var10 = factoryImplementationNames; int var11 = factoryImplementationNames.length; for(int var12 = 0; var12 return new ArrayList(); })).add(factoryImplementationName.trim()); } } } 为了不讲废话了，直接将所有代码粘出来一起分析。整体逻辑就是getCandidateConfigurations方法调用loadFactoryNames方法，然后loadFactoryNames方法调用loadSpringFactories方法得到的，我们直接分析loadSpringFactories即可。 我们从loadSpringFactories方法的第8行可以知道，组件的获取是扫描META-INF文件夹下的spring.factories得到的。 结果： spring.factories文件： 上面讲解了springboot如何加载所有的自动配置类，但在实际上，并不会加载所有的自动配置类，而是按需加载。如何按需加载呢，我们举两个例子。 4.1 以AopAutoConfiguration为例 @AutoConfiguration @ConditionalOnProperty(prefix = "spring.aop", name = "auto", havingValue = "true", matchIfMissing = true) public class AopAutoConfiguration { @Configuration(proxyBeanMethods = false) @ConditionalOnClass(Advice.class) static class AspectJAutoProxyingConfiguration { @Configuration(proxyBeanMethods = false) @EnableAspectJAutoProxy(proxyTargetClass = false) @ConditionalOnProperty(prefix = "spring.aop", name = "proxy-target-class", havingValue = "false") static class JdkDynamicAutoProxyConfiguration { } @Configuration(proxyBeanMethods = false) @EnableAspectJAutoProxy(proxyTargetClass = true) @ConditionalOnProperty(prefix = "spring.aop", name = "proxy-target-class", havingValue = "true", matchIfMissing = true) static class CglibAutoProxyConfiguration { } } @Configuration(proxyBeanMethods = false) @ConditionalOnMissingClass("org.aspectj.weaver.Advice") @ConditionalOnProperty(prefix = "spring.aop", name = "proxy-target-class", havingValue = "true", matchIfMissing = true) static class ClassProxyingConfiguration { @Bean static BeanFactoryPostProcessor forceAutoProxyCreatorToUseClassProxying() { return (beanFactory) -> { if (beanFactory instanceof BeanDefinitionRegistry) { BeanDefinitionRegistry registry = (BeanDefinitionRegistry) beanFactory; AopConfigUtils.registerAutoProxyCreatorIfNecessary(registry); AopConfigUtils.forceAutoProxyCreatorToUseClassProxying(registry); } }; } } }在AopAutoConfiguration类上面加上了@ConditionalOnProperty注解，表明配置文件中如果存在spring.aop.auto=true,那么则加载该配置类，matchIfMissing = true表示就算配置文件没有配置，该配置类也生效。 上面的第5行代码（@ConditionalOnClass(Advice.class)）表示如果Advice类存在，那么AspectJAutoProxyingConfiguration配置类则生效；上面第20行代码（@ConditionalOnMissingClass(“org.aspectj.weaver.Advice”)）表示Advice类不存在则ClassProxyingConfiguration配置类生效。 由此可知，当没有导入aspectj相关的jar包时，springboot中AOP默认使用JDK动态代理来实现。 4.2 以BatchAutoConfiguration为例 @AutoConfiguration(after = HibernateJpaAutoConfiguration.class) @ConditionalOnClass({ JobLauncher.class, DataSource.class }) @ConditionalOnBean(JobLauncher.class) @EnableConfigurationProperties(BatchProperties.class) @Import({ BatchConfigurerConfiguration.class, DatabaseInitializationDependencyConfigurer.class }) public class BatchAutoConfiguration { }如上面的代码（第二第三行代码），当JobLauncher类存在且JobLauncher对应的bean存在于容器时，该配置类才会生效，否则不会开启该配置。 总结：在springboot中默认会加载所有的配置类且开启按需自动配置类，自动配置功能是通过@ConditionalOnClass、@ConditionalOnProperty和@ConditionalOnMissingClass等一系列注解实现的。 5. 总结 SpringBoot中的核心注解是@SpringBootApplication，不过该注解是一个合成注解，主要是由@SpringBootConfiguration、@EnableAutoConfiguration和@ComponentScan等三个注解组成。SpringBoot的自动配置是通过扫描spring-boot-configuration中META-INF文件夹下的spring.factories文件，然后加载对应的配置类来实现的。SpringBoot的自动配置不会加载所有的配置类，而是按需配置，主要是通过@ConditionalOnClass、@ConditionalOnProperty和@ConditionalOnMissingClass等一系列注解实现的。注意：在以前的版本中，SpringBoot会扫描META-INF文件夹下的spring.factories文件，在SpringBoot2.7.5（从哪个版本开始不知道）中改成了spring文件夹下的org.springframework.boot.autoconfigure.AutoConfiguration.imports文件。 参考：【尚硅谷】SpringBoot2零基础入门教程 |
我们看registerBeanDefinitions方法中的metadata参数（该参数表示注解元信息），其中包括注解的位置等信息，而注解的位置正是在启动类上面，所以获取的包名正是启动类所在的包。看上面的图，该代码计算出来的结果就是主启动类所在的包。 很多人在这里就有疑问了，启动类上面的注解是@SpringbootApplication，为什么能够获取该包名？其实metadata元信息中的注解位置指的是@AutoConfigurationPackage位置，而@SpringbootApplication是合成注解，里面包括了@EnableAutoConfiguration注解，而@EnableAutoConfiguration注解又包括了@AutoConfigurationPackage注解，所以metadata中的包名就是主启动类的包名。
configuration数量： 
哈哈哈，是不是发现一个新的问题。。。没错，spring.factories文件中远远没有144个。经过我的努力，终于找到了问题所在。在springboot2.7.5的版本中，需要加载的自动配类已经放到META-INF/spring/org.springframework.boot.autoconfigure.AutoConfiguration.imports中，而不是写在spring.factories文件中。 官网原文： 
在这个文件中刚好有144条需要加载的配置类。【本文地址】
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