SpringBoot自动配置原理分析

2022-08-16 08:54:59 作者：宁在春

这篇文章主要介绍了SpringBoot自动配置原理分析，SpringBoot是我们经常使用的框架，那么你能不能针对SpringBoot实现自动配置做一个详细的介绍。如果可以的话，能不能画一下实现自动配置的流程图。牵扯到哪些关键类，以及哪些关键点

前言

SpringBoot是我们经常使用的框架，那么你能不能针对SpringBoot实现自动配置做一个详细的介绍。如果可以的话，能不能画一下实现自动配置的流程图。牵扯到哪些关键类，以及哪些关键点。

下面我们一起来看看吧！！

阅读完本文：

你能知道 SpringBoot 启动时的自动配置的原理知识
你能知道 SpringBoot 启动时的自动配置的流程
以及对于 SpringBoot 一些常用注解的了解

一步一步 debug 从浅到深。

注意：本文的 SpringBoot 版本为 2.5.2

一、启动类

前言什么的，就不说了,大家都会用的，我们直接从 SpringBoot 启动类说起。

@SpringBootApplication
public class Hello {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(Hello.class);
    }
}

@SpringBootApplication 标注在某个类上说明这个类是 SpringBoot 的主配置类， SpringBoot 就应该运行这个类的main方法来启动 SpringBoot 应用；是我们研究的重点！！！它的本质是一个组合注解，我们点进去，看看javadoc上是怎么写的，分析从浅到深，从粗略到详细。

我们点进去看：

@Inherited
@SpringBootConfiguration
@EnableAutoConfiguration
@ComponentScan(excludeFilters = { @Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = TypeExcludeFilter.class),
		@Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = AutoConfigurationExcludeFilter.class) })
public @interface SpringBootApplication {}

Javadoc上是这么写的

表示声明一个或多个@Bean方法并触发 auto-configuration 和 component scanning 的 configuration 类。 这是一个方便的注解，相当于声明了 @Configuration 、 @EnableAutoConfiguration 和@ComponentScan 。

---为什么它能集成这么多的注解的功能呢？

是在于它上面的 @Inherited 注解, @Inherited 表示自动继承注解类型。

这里的最重要的两个注解是 @SpringBootConfiguration 和 @EnableAutoConfiguration。

1.1、@SpringBootConfiguration

我们先点进去看看 @SpringBootConfiguration注解：

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Configuration
@Indexed
public @interface SpringBootConfiguration {}。

1.2、@EnableAutoConfiguration

再看看 @EnableAutoConfiguration.

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
@AutoConfigurationPackage
@Import(AutoConfigurationImportSelector.class)
public @interface EnableAutoConfiguration {}

1.3、@ComponentScan

@ComponentScan：配置用于 Configuration 类的组件扫描指令。提供与 Spring XML 的 <context:component-scan> 元素并行的支持。可以 basePackageClasses 或basePackages （或其别名value ）来定义要扫描的特定包。如果没有定义特定的包，将从声明该注解的类的包开始扫描。

作为了解，不是本文重点。

1.4、探究方向

主要探究图中位于中间部分那条主线，其他只会稍做讲解。

二、@SpringBootConfiguration

我们刚刚已经简单看了一下 @SpringBootConfiguration 啦。

@Configuration
@Indexed
public @interface SpringBootConfiguration {}

它是 springboot 的配置类，标注在某个类上，表示这是一个 springboot的配置类。

我们在这看到 @Configuration ,这个注解我们在 Spring 中就已经看到过了，它的意思就是将一个类标注为 Spring 的配置类，相当于之前 Spring 中的 xml 文件,可以向容器中注入组件。

不是探究重点。

三、@EnableAutoConfiguration

我们来看看这玩意，它的字面意思就是：自动导入配置。

@Inherited 
@AutoConfigurationPackage  ////自动导包
@Import(AutoConfigurationImportSelector.class) ////自动配置导入选择
public @interface EnableAutoConfiguration {}

从这里顾名思义就能猜到这里肯定是跟自动配置有关系的。

我们接着来看看这上面的两个注解 @AutoConfigurationPackage 和 @Import(AutoConfigurationImportSelector.class) ，这两个才是我们研究的重点。

3.1、@AutoConfigurationPackage

点进去一看：

@Inherited
@Import(AutoConfigurationPackages.Registrar.class)
public @interface AutoConfigurationPackage {}

@Import 为 spring 的注解，导入一个配置文件，在 springboot 中为给容器导入一个组件，而导入的组件由 AutoConfigurationPackages.Registrar.class 执行逻辑来决定的。

往下👇看：Registrar

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<Object> determineImports(AnnotationMetadata metadata) {
        return Collections.singleton(new PackageImports(metadata));
    }
}

在这个地方我们可以打个断点，看看 new PackageImports(metadata).getPackageNames().toArray(new String[0]) 它是一个什么值。

我们用 Evaluate 计算 new PackageImports(metadata).getPackageNames().toArray(new String[0]) 出来可以看到就是 com.crush.hello ,当前启动类所在的包。

继续往下看的话就是和 Spring 注册相关了，更深入 xdm 可以继续 debug。

在这里我们可以得到一个小小的结论：

@AutoConfigurationPackage 这个注解本身的含义就是将主配置类（@SpringBootApplication 标注的类）所在的包下面所有的组件都扫描到 spring 容器中。

如果将一个 Controller 放到 com.crush.hello 以外就不会被扫描到了,就会报错。

3.2、@Import(AutoConfigurationImportSelector.class)

AutoConfigurationImportSelector 开启自动配置类的导包的选择器(导入哪些组件的选择器)

我们点进 AutoConfigurationImportSelector 类来看看，有哪些重点知识,这个类中存在方法可以帮我们获取所有的配置

public class AutoConfigurationImportSelector implements DeferredImportSelector, BeanClassLoaderAware,
		ResourceLoaderAware, BeanFactoryAware, EnvironmentAware, Ordered {

    /**选择需要导入的组件 ,*/
	@Override
	public String[] selectImports(AnnotationMetadata annotationMetadata) {
		if (!isEnabled(annotationMetadata)) {
			return NO_IMPORTS;
		}
		AutoConfigurationEntry autoConfigurationEntry = getAutoConfigurationEntry(annotationMetadata);
		return StringUtils.toStringArray(autoConfigurationEntry.getConfigurations());
	}
    //根据导入的@Configuration类的AnnotationMetadata返回AutoConfigurationImportSelector.AutoConfigurationEntry 。
	protected AutoConfigurationEntry getAutoConfigurationEntry(AnnotationMetadata annotationMetadata) {
		if (!isEnabled(annotationMetadata)) {
			return EMPTY_ENTRY;
		}
		AnnotationAttributes attributes = getAttributes(annotationMetadata);
        // 可以在这打个断点，看看 返回的数据
		List<String> configurations = getCandidateConfigurations(annotationMetadata, attributes);
        //删除重复项
		configurations = removeDuplicates(configurations);
		// 排除依赖
        Set<String> exclusions = getExclusions(annotationMetadata, attributes);
		//检查
        checkExcludedClasses(configurations, exclusions);
		//删除需要排除的依赖
        configurations.removeAll(exclusions);
        configurations = getConfigurationClassFilter().filter(configurations);
		fireAutoConfigurationImportEvents(configurations, exclusions);
		return new AutoConfigurationEntry(configurations, exclusions);
	}
}

我们看看这个断点，configurations 数组长度为131，并且文件后缀名都为 **AutoConfiguration

这里的意思是将所有需要导入的组件以全类名的方式返回，并添加到容器中，最终会给容器中导入非常多的自动配置类（xxxAutoConfiguration），给容器中导入这个场景需要的所有组件，并配置好这些组件。有了自动配置，就不需要我们自己手写了。

3.2.1、getCandidateConfigurations（）

我们还需要思考一下，这些配置都从 getCandidateConfigurations 方法中获取，这个方法可以用来获取所有候选的配置，那么这些候选的配置又是从哪来的呢？

一步一步点进去：

protected List<String> getCandidateConfigurations(AnnotationMetadata metadata, AnnotationAttributes attributes) {
   // 这里有个 loadFactoryNames 方法 执行的时候还传了两个参数，一个是BeanClassLoader ，另一个是 getSpringFactoriesLoaderFactoryClass() 我们一起看看
    List<String> configurations = SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames(getSpringFactoriesLoaderFactoryClass(),
                                                                         getBeanClassLoader());
    Assert.notEmpty(configurations, "No auto configuration classes found in META-INF/spring.factories. If you "
                    + "are using a custom packaging, make sure that file is correct.");
    return configurations;
}

看一下getSpringFactoriesLoaderFactoryClass() 方法，这里传过去的是

protected Class<?> getSpringFactoriesLoaderFactoryClass() {
    return EnableAutoConfiguration.class;
}

这个 EnableAutoConfiguration 是不是特别眼熟，（我们探究的起点 @EnableAutoConfiguration ，有没有感觉自己离答案越来越近啦）

我们再看看 loadFactoryNames() 方法带着它去做了什么处理：

先是将 EnableAutoConfiguration.class 传给了 factoryType ，然后 .getName( ) ，所以factoryTypeName 值为 EnableAutoConfiguration。

3.2.2、loadSpringFactories（）

接下里又开始调用 loadSpringFactories 方法

这里的 FACTORIES_RESOURCE_LOCATION 在上面有定义：

public static final String FACTORIES_RESOURCE_LOCATION = "META-INF/spring.factories";

我们再回到 getCandidateConfigurations 方法处。

Assert.notEmpty(configurations, "No auto configuration classes found in META-INF/spring.factories. If you "
      + "are using a custom packaging, make sure that file is correct.");

这句断言的意思是：“在 META-INF/spring.factories 中没有找到自动配置类。如果您使用自定义包装，请确保该文件是正确的。“

这个 META-INF/spring.factories 在哪里呢？

里面的内容：

我们日常用到的，基本上都有一个配置类。

比如 webmvc，

我们点进 WebMvcProperties 类中去看一下：

那这里到底是要干什么呢？

这里的意思首先是把这个文件的 urls 拿到之后并把这些 urls 每一个遍历，最终把这些文件整成一个properties 对象，loadProperties方法

然后再从 properties 对象里边获取一些我们需要的值，把这些获取到的值来加载我们最终要返回的这个结果，结果 result 为 map 集合，然后返回到loadFactoryNames方法中。

然后我们再回到 loadSpringFactories(classLoaderToUse).getOrDefault(factoryTypeName, Collections.emptyList()); 的调用处。

这个 factoryTypeName 值为 EnableAutoConfiguration

因为 loadFactoryNames 方法携带过来的第一个参数为 EnableAutoConfiguration.class，所以 factoryType 值也为 EnableAutoConfiguration.class，那么 factoryTypeName 值为 EnableAutoConfiguration。

那么map集合中 getOrDefault 方法为什么意思呢？意思就是当 Map 集合中有这个 key 时，就使用这个 key值，如果没有就使用默认值 defaultValue (第二个参数)，所以是判断是否包含 EnableAutoConfiguration

看下图，这不就是嘛？

所以就是把 spring-boot-autoconfigure-2.5.2.jar/META-INF/spring.factories 这个文件下的EnableAutoConfiguration 下面所有的组件，每一个 xxxAutoConfiguration 类都是容器中的一个组件，都加入到容器中。加入到容器中之后的作用就是用它们来做自动配置，这就是Springboot自动配置开始的地方。

只有这些自动配置类进入到容器中以后，接下来这个自动配置类才开始进行启动

那 spring.factories 中存在那么多的配置，每次启动时都是把它们全部加载吗？

是全部加载嘛？不可能的哈，这谁都知道哈，全部加载启动一个项目不知道要多久去了。它是有选择的。

我们随便点开一个类,都有这个 @ConditionalOnXXX 注解

@Conditional 其实是 spring 底层注解，意思就是根据不同的条件，来进行自己不同的条件判断，如果满足指定的条件，那么整个配置类里边的配置才会生效。

所以在加载自动配置类的时候，并不是将 spring.factories 的配置全部加载进来，而是通过这个注解的判断，如果注解中的类都存在，才会进行加载。

这就是SpringBoot的自动配置啦.

四、小结

简单总结起来就是：

启动类中有一个 @SpringBootApplication 注解，包含了 @SpringBootConfiguration、 @EnableAutoConfiguration ， @EnableAutoConfiguration 代表开启自动装配，注解会去 spring-boot-autoconfigure 工程下寻找 META-INF/spring.factories 文件，此文件中列举了所有能够自动装配类的清单，然后自动读取里面的自动装配配置类清单。因为有 @ConditionalOn 条件注解，满足一定条件配置才会生效，否则不生效。如： @ConditionalOnClass(某类.class) 工程中必须包含一些相关的类时，配置才会生效。所以说当我们的依赖中引入了一些对应的类之后，满足了自动装配的条件后，自动装配才会被触发。

到此这篇关于SpringBoot自动配置原理分析的文章就介绍到这了,更多相关SpringBoot自动配置内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！