配置类需要标注@Configuration却不知原因?那这次就不能给你涨薪喽

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配置类需要标注@Configuration却不知原因?那这次就不能给你涨薪喽_第1张图片

前言

各位小伙伴大家好,我是A哥。这是继上篇文章:真懂Spring的@Configuration配置类?你可能自我感觉太良好 的原理/源码解释篇。按照本公众号的定位,原理一般跑不了,虽然很枯燥,但还得做,毕竟做难事必有所得,真的掌握了才有底气谈涨薪嘛。

Tips:鉴于经常有些同学无法区分某个功能/某项能力属于Spring Framework的还是Spring Boot,你可以参考文章里的【版本约定】目录,那里会说明本文的版本依赖,也就是功能所属喽。比如本文内容它就属于Spring Framework,和Spring Boot木有关系。


版本约定

本文内容若没做特殊说明,均基于以下版本:

  • JDK:1.8
  • Spring Framework:5.2.2.RELEASE

正文

Spring的IoC就像个“大熔炉”,什么都当作Bean放在里面。然而,虽然它们都放在了一起,但是实际在功能上是有区别的,比如我们熟悉的BeanPostProcessor就属于后置处理器功能的Bean,还有本文要讨论的@Configuration配置Bean也属于一种特殊的组件。

判断一个Bean是否是Bean的后置处理器很方便,只需看它是否实现了BeanPostProcessor接口即可;那么如何去确定一个Bean是否是@Configuration配置Bean呢?若是,如何区分是Full模式还是Lite模式呢?这便就是本文将要讨论的内容。


如何判断一个组件是否是@Configuration配置?

首先需要明确:@Configuration配置前提必须是IoC管理的一个组件(也就是常说的Bean)。Spring使用BeanDefinitionRegistry注册中心管理着所有的Bean定义信息,那么对于这些Bean信息哪些属于@Configuration配置呢,这是需要甄选出来的。

判断一个Bean是否是@Configuration配置类这个逻辑统一交由ConfigurationClassUtils这个工具类去完成。


ConfigurationClassUtils工具类

见名之意,它是和配置有关的一个工具类,提供几个静态工具方法供以使用。它是Spring 3.1新增,对于它的作用,官方给的解释是:用于标识@Configuration类的实用程序(Utilities)。它主要提供了一个方法:checkConfigurationClassCandidate()用于检查给定的Bean定义是否是配置类的候选对象(或者在配置/组件类中声明的嵌套组件类),并做相应的标记


checkConfigurationClassCandidate()

它是一个public static工具方法,用于判断某个Bean定义是否是@Configuration配置。

ConfigurationClassUtils:

    public static boolean checkConfigurationClassCandidate(BeanDefinition beanDef, MetadataReaderFactory metadataReaderFactory) {
        ...
        // 根据Bean定义信息,拿到器对应的注解元数据
        AnnotationMetadata metadata = xxx;
        ...
        
        // 根据注解元数据判断该Bean定义是否是配置类。若是:那是Full模式还是Lite模式
        Map config = metadata.getAnnotationAttributes(Configuration.class.getName());
        if (config != null && !Boolean.FALSE.equals(config.get("proxyBeanMethods"))) {
            beanDef.setAttribute(CONFIGURATION_CLASS_ATTRIBUTE, CONFIGURATION_CLASS_FULL);
        } else if (config != null || isConfigurationCandidate(metadata)) {
            beanDef.setAttribute(CONFIGURATION_CLASS_ATTRIBUTE, CONFIGURATION_CLASS_LITE);
        } else {
            return false;
        }
        
        ...
        
        // 到这。它肯定是一个完整配置(Full or Lite) 这里进一步把@Order排序值放上去
        Integer order = getOrder(metadata);
        if (order != null) {
            beanDef.setAttribute(ORDER_ATTRIBUTE, order);
        }

        return true;
    }

步骤总结:

  1. 根据Bean定义信息解析成为一个注解元数据对象AnnotationMetadata metadata

    1. 可能是个AnnotatedBeanDefinition,也可能是个StandardAnnotationMetadata
  2. 根据注解元数据metadata判断是否是个@Configuration配置类,有如下三种可能case:

    1. 标注有@Configuration注解并且该注解的proxyBeanMethods = false,那么mark一下它是Full模式的配置。否则进入下一步判断
    2. 标注有@Configuration注解或者符合Lite模式的条件(上文有说一共有5种可能是Lite模式,源码处在isConfigurationCandidate(metadata)这个方法里表述),那么mark一下它是Lite模式的配置。否则进入下一步判断
    3. 不是配置类,并且返回结果return false
  3. 能进行到这一步,说明该Bean肯定是个配置类了(Full模式或者Lite模式),那就取出其@Order值(若有的话),然后mark进Bean定义里面去

这个mark动作很有意义:后面判断一个配置类是Full模式还是Lite模式,甚至判断它是否是个配置类均可通过beanDef.getAttribute(CONFIGURATION_CLASS_ATTRIBUTE)这样完成判断


方法使用处

知晓了checkConfigurationClassCandidate()能够判断一个Bean(定义)是否是一个配置类,那么它在什么时候会被使用呢?通过查找可以发现它被如下两处使用到:

  • 使用处:ConfigurationClassPostProcessor.processConfigBeanDefinitions()处理配置Bean定义阶段。
ConfigurationClassPostProcessor:

    public void processConfigBeanDefinitions(BeanDefinitionRegistry registry) {
        
        // 拿出当前所有的Bean定义信息,一个个的检查是否是配置类    
        String[] candidateNames = registry.getBeanDefinitionNames();
        for (String beanName : candidateNames) {
            BeanDefinition beanDef = registry.getBeanDefinition(beanName);
            if (beanDef.getAttribute(ConfigurationClassUtils.CONFIGURATION_CLASS_ATTRIBUTE) != null) {
                logger.debug("Bean definition has already been processed as a configuration class: " + beanDef);
            }
            // 如果该Bean定义不是配置类,那就继续判断一次它是否是配置类,若是就加入结果集合里
            else if (ConfigurationClassUtils.checkConfigurationClassCandidate(beanDef, this.metadataReaderFactory)) {
                configCandidates.add(new BeanDefinitionHolder(beanDef, beanName));
            }
        }
        ...
    }

ConfigurationClassPostProcessor是个BeanDefinitionRegistryPostProcessor,会在BeanFactory 准备好后执行生命周期方法。因此自然而然的,checkConfigurationClassCandidate()会在此阶段调用,用于区分出哪些是配置Bean。

值得注意的是ConfigurationClassPostProcessor的执行时期是非常早期的(BeanFactory准备好后就执行嘛),这个时候容器内的Bean定义很少。这个时候只有主配置类才被注册了进来,那些想通过@ComponentScan扫进来的配置类都还没到“时间”,这个时间节点很重要,请注意区分。为了方便你理解,我分别把Spring和Spring Boot在此阶段的Bean定义信息截图展示如下:

配置类需要标注@Configuration却不知原因?那这次就不能给你涨薪喽_第2张图片
以上是Spring环境,对应代码为:

new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);

配置类需要标注@Configuration却不知原因?那这次就不能给你涨薪喽_第3张图片
以上是Spring Boot环境,对应代码为:

@SpringBootApplication
public class Boot2Demo1Application {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(Boot2Demo1Application.class, args);
    }
}
相比之下,Spring Boot里多了 internalCachingMetadataReaderFactory这个Bean定义。原因是SB定义了一个 CachingMetadataReaderFactoryPostProcessor把它放进去的,由于此Processor也是个 BeanDefinitionRegistryPostProcessor并且order值为 Ordered.HIGHEST_PRECEDENCE,所以它会优先于 ConfigurationClassPostProcessor执行把它注册进去~
  • 使用处:ConfigurationClassParser.doProcessConfigurationClass() 解析 @Configuration配置类阶段。所处的大阶段同上使用处,仍旧是ConfigurationClassPostProcessor#postProcessBeanDefinitionRegistry()阶段
ConfigurationClassParser:

    @Nullable
    protected final SourceClass doProcessConfigurationClass(ConfigurationClass configClass, SourceClass sourceClass) throws IOException {
        ... // 先解析nested内部类(内部类会存在@Bean方法嘛~)
        ... // 解析@PropertySource资源,加入到environment环境
        ... // 解析@ComponentScan注解,把组件扫描进来
        scannedBeanDefinitions = ComponentScanAnnotationParser.parse(componentScan, ...);
            // 把扫描到的Bean定义信息依旧需要一个个的判断,是否是配置类    
            // 若是配置类,就继续当作一个@Configuration配置类来解析parse() 递归嘛
            for (BeanDefinitionHolder holder : scannedBeanDefinitions) {
                ...
                if (ConfigurationClassUtils.checkConfigurationClassCandidate(bdCand, this.metadataReaderFactory)) {
                    parse(bdCand.getBeanClassName(), holder.getBeanName());
                }
            }
        ... // 解析@Import注解
        ... // 解析@ImportResource注解
        ... // 解析当前配置里配置的@Bean方法
        ... // 解析接口默认方法(因为配置类可能实现接口,然后接口默认方法可能标注有@Bean )
        ... // 处理父类(递归,直到父类为java.打头的为止)
    }

这个方法是Spring对配置类解析的最核心步骤,通过它顺带也能够解答你的疑惑了吧:为何你仅需在类上标注一个@Configuration注解即可让它成为一个配置类?因为被Scan扫描进去了嘛~

通过以上两个使用处的分析和对比,对于@Configuration配置类的理解,你至少应该掌握了如下讯息:

  1. @Configuration配置类肯定是个组件,存在于IoC容器里
  2. @Configuration配置类是有主次之分的,主配置类是驱动整个程序的入口,可以是一个,也可以是多个(若存在多个,支持使用@Order排序)
  3. 我们平时一般只书写次配置类(而且一般写多个),它一般是借助主配置类的@ComponentScan能力完成加载进而解析的(当然也可能是@Import、又或是被其它次配置类驱动的)
  4. 配置类可以存在嵌套(如内部类),继承,实现接口等特性

聊完了最为重要的checkConfigurationClassCandidate()方法,当然还有必要看看ConfigurationClassUtils的另一个工具方法isConfigurationCandidate()


isConfigurationCandidate()

它是一个public static工具方法,通过给定的注解元数据信息来判断它是否是一个Configuration

ConfigurationClassUtils:

    static {
        candidateIndicators.add(Component.class.getName());
        candidateIndicators.add(ComponentScan.class.getName());
        candidateIndicators.add(Import.class.getName());
        candidateIndicators.add(ImportResource.class.getName());
    }

    public static boolean isConfigurationCandidate(AnnotationMetadata metadata) {
        // 不考虑接口 or 注解 说明:注解的话也是一种“特殊”的接口哦
        if (metadata.isInterface()) {
            return false;
        }
        // 只要该类上标注有以上4个注解任意一个,都算配置类
        for (String indicator : candidateIndicators) {
            if (metadata.isAnnotated(indicator)) {
                return true;
            }
        }
        // 若一个注解都没标注,那就看有木有@Bean方法 若有那也算配置类
        return metadata.hasAnnotatedMethods(Bean.class.getName());
    }

步骤总结:

  1. 若是接口类型(含注解类型),直接不予考虑,返回false。否则继续判断
  2. 若此类上标注有@Component、@ComponentScan、@Import、@ImportResource任意一个注解,就判断成功返回true。否则继续判断
  3. 到此步,就说明此类上没有标注任何注解。若存在@Bean方法,返回true,否则返回false。

需要特别特别特别注意的是:此方法它的并不考虑@Configuration注解,是“轻量级”判断,这是它和checkConfigurationClassCandidate()方法的最主要区别。当然,后者依赖于前者,依赖它来根据注解元数据判断是否是Lite模式的配置。


Spring 5.2.0版本变化说明

因为本文的讲解和代码均是基于Spring 5.2.2.RELEASE的,而并不是所有小伙伴都会用到这么新的版本。关于此部分的实现,以Spring 5.2.0版本为分界线实现上有些许差异,所以在此处做出说明。


proxyBeanMethods属性的作用

proxyBeanMethods属性是Spring 5.2.0版本为@Configuration注解新增加的一个属性:

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Component
public @interface Configuration {
    @AliasFor(annotation = Component.class)
    String value() default "";
    // @since 5.2
    boolean proxyBeanMethods() default true;
}

它的作用是:是否允许代理@Bean方法。说白了:决定此配置使用Full模式还是Lite模式。为了保持向下兼容,proxyBeanMethods的默认值是true,使用Full模式配置。

Spring 5.2提出了这个属性项,是期望你在已经了解了它的作用之后,显示的把它置为false的,因为在云原生将要到来的今天,启动速度方面Spring一直在做着努力,也希望你能配合嘛。这不Spring Boot就“配合”得很好,它在2.2.0版本(依赖于Spring 5.2.0)起就把它的所有的自动配置类的此属性改为了false,即@Configuration(proxyBeanMethods = false)


Full模式/Lite模式实现上的差异

由于Spring 5.2.0新增了proxyBeanMethods属性来控制模式,因此实现上也有些许诧异,请各位注意甄别:

Spring 5.2.0+版本判断实现:

ConfigurationClassUtils:

        Map config = metadata.getAnnotationAttributes(Configuration.class.getName());
        if (config != null && !Boolean.FALSE.equals(config.get("proxyBeanMethods"))) {
            beanDef.setAttribute(CONFIGURATION_CLASS_ATTRIBUTE, CONFIGURATION_CLASS_FULL);
        } else if (config != null || isConfigurationCandidate(metadata)) {
            beanDef.setAttribute(CONFIGURATION_CLASS_ATTRIBUTE, CONFIGURATION_CLASS_LITE);
        } else {
            return false;
        }

Spring 5.2.0-版本判断实现:

ConfigurationClassUtils:

        if (isFullConfigurationCandidate(metadata)) {
            beanDef.setAttribute(CONFIGURATION_CLASS_ATTRIBUTE, CONFIGURATION_CLASS_FULL);
        } else if (isLiteConfigurationCandidate(metadata)) {
            beanDef.setAttribute(CONFIGURATION_CLASS_ATTRIBUTE, CONFIGURATION_CLASS_LITE);
        } else {
            return false;
        }

思考题?

  1. 既然isConfigurationCandidate()判断方法是为checkConfigurationClassCandidate()服务,那Spring为何也把它设计为public static呢?
  2. ConfigurationClassUtils里还存在对@Order顺序的解析方法,不是说Spring的Bean是无序的吗?这又如何理解呢?

总结

本文作为上篇文章的续篇,解释了@Configuration配置的Full模式和Lite模式的判断原理,同时顺带的也介绍了什么叫主配置配和次配置类,这个概念(虽然官方并不这么叫)对你理解Spring Framework是非常有帮助的。如果你使用是基于Spring 5.2.0+的版本,在了解了这两篇文章内容的基础上,建议你的配置类均采用Lite模式去做,即显示设置proxyBeanMethods = false

另外关于此部分内容,有些更为感兴趣的小伙伴问到:为什么Full模式下通过方法调用指向的仍旧是原来的Bean,保证了只会执行一次呢?开启的是Full模式这只是表象原因,想要回答此问题需要涉及到CGLIB增强实现的深水区内容,为了满足这些好奇(好学)的娃子,计划会在下篇文章继续再拿一篇专程讲解(预计篇幅不短,万字以上),你可订阅我的公众号持续保持关注。


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