springboot自动配置原理以及spring.factories文件的作用详解
作者：工人最光荣
一、springboot 自动配置原理
先说说我们自己的应用程序中Bean加入容器的办法：
package com.ynunicom.dc.dingdingcontractapp;
import com.alibaba.druid.spring.boot.autoconfigure.DruidDataSourceAutoConfigure;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
/**
* @author jinye.Bai
*/
@SpringBootApplication(
scanBasePackages ={"com.ynunicom.dc.dingdingcontractapp"}
)
public class DingdingContractAppApplication {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(DingdingContractAppApplication.class, args);
}
}
我们在应用程序的入口设置了 @SpringBootApplication标签，默认情况下他会扫描所有次级目录。
如果增加了 scanBasePackages属性，就会扫描所有被指定的路径及其次级目录。
那么它在扫描的是什么东西呢？
是这个：@Component
所有被扫描到的 @Component，都会成为一个默认的singleton（单例，即一个容器里只有一个对象实体）加入到容器中。
认识到以上这点，便于我们理解springboot自动配置的机制。
接下来让我们看看在自己的应用程序中实现配置的方法。
如图：
package com.ynunicom.dc.dingdingcontractapp.configuration;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;
/**
* @author: jinye.Bai
* @date: 2020/5/22 15:51
*/
@Configuration
public class RestTemplateConfig {
@Bean
public RestTemplate restTemplate(){
return new RestTemplate();
}
}
这里我们设置了一个配置，往容器中加入了一个RestTemplate。
首先说 @Configuration，这个标签继承了 @Component标签，我们可以在标签内容看到：
//
// Source code recreated from a .class file by IntelliJ IDEA
// (powered by Fernflower decompiler)
//
package org.springframework.context.annotation;
import java.lang.annotation.Documented;
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;
import org.springframework.core.annotation.AliasFor;
import org.springframework.stereotype.Component;
@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Component
public @interface Configuration {
@AliasFor(
annotation = Component.class
)
String value() default "";
}
可以看到其中是有 @Component标签的，所以，@Configuration会被 @SpringBootApplication扫描到，进而把它和它下面的 @Bean加入容器，于是我们 RestTemplate的内容就配置完成了，在后续的使用中，我们就可以直接从容器中拿出RestTemplate使用它。
对于在maven中引用的其他外部包加入容器的过程，需要用到spring.factories。
二、spring.factories文件的作用
在springboot运行时，SpringFactoriesLoader 类会去寻找
public static final String FACTORIES_RESOURCE_LOCATION = "META-INF/spring.factories";
我们以mybatis-plus为例。
首先我们引入：
<dependency>
<groupId>com.baomidou</groupId>
<artifactId>mybatis-plus-boot-starter</artifactId>
<version>3.3.2</version>
</dependency>
然后去maven的依赖里看它的自动配置类MybatisPlusAutoConfiguration
@Configuration
@ConditionalOnClass({SqlSessionFactory.class, SqlSessionFactoryBean.class})
@ConditionalOnSingleCandidate(DataSource.class)
@EnableConfigurationProperties({MybatisPlusProperties.class})
@AutoConfigureAfter({DataSourceAutoConfiguration.class, MybatisPlusLanguageDriverAutoConfiguration.class})
public class MybatisPlusAutoConfiguration implements InitializingBean {
可以看到有上文提到的 @Configuration，还有从application.yml载入自动配置的 @EnableConfigurationProperties({MybatisPlusProperties.class})
这个注解的具体内容请查看我另一篇博文，对其进行了解释：
迅速学会@ConfigurationProperties的使用
也就是说，springboot只要能扫描到MybatisPlusAutoConfiguration类的 @Configuration注解，其中的所有配置就能自动加入到容器中，这一过程由上面提到的SpringFactoriesLoader 起作用，它会去寻找 “META-INF/spring.factories” 文件，我们可以在 mybatis-plus的依赖中找到它：
SpringFactoriesLoader为什么要读取它呢？因为它内部是这样的
org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration=\ com.baomidou.mybatisplus.autoconfigure.MybatisPlusLanguageDriverAutoConfiguration,\ com.baomidou.mybatisplus.autoconfigure.MybatisPlusAutoConfiguration
spring.factories用键值对的方式记录了所有需要加入容器的类，EnableAutoConfigurationImportSelector的selectImports方法返回的类名，来自spring.factories文件内的配置信息，这些配置信息的key等于EnableAutoConfiguration，因为spring boot应用启动时使用了EnableAutoConfiguration注解，所以EnableAutoConfiguration注解通过import注解将EnableAutoConfigurationImportSelector类实例化，并且将其selectImports方法返回的类名实例化后注册到spring容器。
以上内容是springboot获得这些类的方式，如果你想要实现自己的自动配置，就将你的类通过键值对的方式写在你的spring.factories即可，注意，值是你的自动配置类，键必须是org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration
spring.factories 的妙用
现象
在阅读 Spring-Boot 相关源码时，常常见到 spring.factories 文件，里面写了自动配置（AutoConfiguration）相关的类名，因此产生了一个疑问：“明明自动配置的类已经打上了 @Configuration 的注解，为什么还要写 spring.factories 文件？
用过 Spring Boot 的都知道
@ComponentScan 注解的作用是扫描 @SpringBootApplication 所在的 Application 类所在的包（basepackage）下所有的 @component 注解（或拓展了 @component 的注解）标记的 bean，并注册到 spring 容器中。
那么问题来了
在 Spring Boot 项目中，如果你想要被 Spring 容器管理的 bean 不在 Spring Boot 包扫描路径下，怎么办？
解决 Spring Boot 中不能被默认路径扫描的配置类的方式，有 2 种：
（1）在 Spring Boot 主类上使用 @Import 注解
（2）使用 spring.factories 文件
以下是对 使用 spring.factories 文件的简单理解
Spring Boot 的扩展机制之 Spring Factories
Spring Boot 中有一种非常解耦的扩展机制：Spring Factories。这种扩展机制实际上是仿照Java中的SPI扩展机制来实现的。
什么是 SPI 机制？
SPI 的全名为 Service Provider Interface.大多数开发人员可能不熟悉，因为这个是针对厂商或者插件的。在java.util.ServiceLoader的文档里有比较详细的介绍。
简单的总结下 java SPI 机制的思想。我们系统里抽象的各个模块，往往有很多不同的实现方案，比如日志模块的方案，xml解析模块、jdbc模块的方案等。面向的对象的设计里，我们一般推荐模块之间基于接口编程，模块之间不对实现类进行硬编码。一旦代码里涉及具体的实现类，就违反了可拔插的原则，如果需要替换一种实现，就需要修改代码。为了实现在模块装配的时候能不在程序里动态指明，这就需要一种服务发现机制。
java SPI 就是提供这样的一个机制：为某个接口寻找服务实现的机制。有点类似IOC的思想，就是将装配的控制权移到程序之外，在模块化设计中这个机制尤其重要。
Spring Boot 中的 SPI 机制
在 Spring 中也有一种类似与 Java SPI 的加载机制。它在 resources/META-INF/spring.factories 文件中配置接口的实现类名称，然后在程序中读取这些配置文件并实例化。
在 Spring 中也有一种类似与 Java SPI 的加载机制。它在 resources/META-INF/spring.factories 文件中配置接口的实现类名称，然后在程序中读取这些配置文件并实例化。
这种自定义的SPI机制是 Spring Boot Starter 实现的基础。
Spring Factories 实现原理是什么？
spring-core 包里定义了 SpringFactoriesLoader 类，这个类实现了检索 META-INF/spring.factories 文件，并获取指定接口的配置的功能。在这个类中定义了两个对外的方法：
loadFactories 根据接口类获取其实现类的实例，这个方法返回的是对象列表。 loadFactoryNames 根据接口获取其接口类的名称，这个方法返回的是类名的列表。
上面的两个方法的关键都是从指定的 ClassLoader 中获取 spring.factories 文件，并解析得到类名列表，具体代码如下
public final class SpringFactoriesLoader {
public static final String FACTORIES_RESOURCE_LOCATION = "META-INF/spring.factories";
private static final Log logger = LogFactory.getLog(SpringFactoriesLoader.class);
private static final Map<ClassLoader, MultiValueMap<String, String>> cache = new ConcurrentReferenceHashMap();
private SpringFactoriesLoader() {}
public static <T> List<T> loadFactories(Class<T> factoryClass, @Nullable ClassLoader classLoader) {
Assert.notNull(factoryClass, "'factoryClass' must not be null");
ClassLoader classLoaderToUse = classLoader;
if (classLoader == null) {
classLoaderToUse = SpringFactoriesLoader.class.getClassLoader();
}
List<String> factoryNames = loadFactoryNames(factoryClass, classLoaderToUse);
if (logger.isTraceEnabled()) {
logger.trace("Loaded [" + factoryClass.getName() + "] names: " + factoryNames);
}
List<T> result = new ArrayList(factoryNames.size());
Iterator var5 = factoryNames.iterator();
while(var5.hasNext()) {
String factoryName = (String)var5.next();
result.add(instantiateFactory(factoryName, factoryClass, classLoaderToUse));
}
AnnotationAwareOrderComparator.sort(result);
return result;
}
public static List<String> loadFactoryNames(Class<?> factoryClass, @Nullable ClassLoader classLoader) {
String factoryClassName = factoryClass.getName();
return (List)loadSpringFactories(classLoader).getOrDefault(factoryClassName, Collections.emptyList());
}
private static Map<String, List<String>> loadSpringFactories(@Nullable ClassLoader classLoader) {
MultiValueMap<String, String> result = (MultiValueMap)cache.get(classLoader);
if (result != null) {
return result;
} else {
try {
Enumeration<URL> urls = classLoader != null ? classLoader.getResources("META-INF/spring.factories") : ClassLoader.getSystemResources("META-INF/spring.factories");
LinkedMultiValueMap result = new LinkedMultiValueMap();
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()) {
Entry<?, ?> entry = (Entry)var6.next();
String factoryClassName = ((String)entry.getKey()).trim();
String[] var9 = StringUtils.commaDelimitedListToStringArray((String)entry.getValue());
int var10 = var9.length;
for(int var11 = 0; var11 < var10; ++var11) {
String factoryName = var9[var11];
result.add(factoryClassName, factoryName.trim());
}
}
}
cache.put(classLoader, result);
return result;
} catch (IOException var13) {
throw new IllegalArgumentException("Unable to load factories from location [META-INF/spring.factories]", var13);
}
}
}
private static <T> T instantiateFactory(String instanceClassName, Class<T> factoryClass, ClassLoader classLoader) {
try {
Class<?> instanceClass = ClassUtils.forName(instanceClassName, classLoader);
if (!factoryClass.isAssignableFrom(instanceClass)) {
throw new IllegalArgumentException("Class [" + instanceClassName + "] is not assignable to [" + factoryClass.getName() + "]");
} else {
return ReflectionUtils.accessibleConstructor(instanceClass, new Class[0]).newInstance();
}
} catch (Throwable var4) {
throw new IllegalArgumentException("Unable to instantiate factory class: " + factoryClass.getName(), var4);
}
}
}
从代码中我们可以知道，在这个方法中会遍历整个 spring-boot 项目的 classpath 下 ClassLoader 中所有 jar 包下的 spring.factories文件。也就是说我们可以在自己的 jar 中配置 spring.factories 文件，不会影响到其它地方的配置，也不会被别人的配置覆盖。
Spring Factories 在 Spring Boot 中的应用
在 Spring Boot 的很多包中都能够找到 spring.factories 文件，接下来我们以 spring-boot-autoconfigure 包为例进行介绍
# Initializers org.springframework.context.ApplicationContextInitializer=\ org.springframework.boot.autoconfigure.SharedMetadataReaderFactoryContextInitializer,\ org.springframework.boot.autoconfigure.logging.ConditionEvaluationReportLoggingListener # Application Listeners org.springframework.context.ApplicationListener=\ org.springframework.boot.autoconfigure.BackgroundPreinitializer # Auto Configuration Import Listeners org.springframework.boot.autoconfigure.AutoConfigurationImportListener=\ org.springframework.boot.autoconfigure.condition.ConditionEvaluationReportAutoConfigurationImportListener # Auto Configuration Import Filters org.springframework.boot.autoconfigure.AutoConfigurationImportFilter=\ org.springframework.boot.autoconfigure.condition.OnBeanCondition,\ org.springframework.boot.autoconfigure.condition.OnClassCondition,\ org.springframework.boot.autoconfigure.condition.OnWebApplicationCondition # Auto Configure org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration=\ org.springframework.boot.autoconfigure.admin.SpringApplicationAdminJmxAutoConfiguration,\ org.springframework.boot.autoconfigure.aop.AopAutoConfiguration,\ org.springframework.boot.autoconfigure.amqp.RabbitAutoConfiguration,\ org.springframework.boot.autoconfigure.batch.BatchAutoConfiguration,\ org.springframework.boot.autoconfigure.cache.CacheAutoConfiguration
结合前面的内容，可以看出 spring.factories 文件可以将 spring-boot 项目包以外的 bean（即在 pom 文件中添加依赖中的 bean）注册到 spring-boot 项目的 spring 容器。
由于@ComponentScan 注解只能扫描 spring-boot 项目包内的 bean 并注册到 spring 容器中，因此需要 @EnableAutoConfiguration 注解来注册项目包外的bean。
而 spring.factories 文件，则是用来记录项目包外需要注册的bean类名。
以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持脚本之家。