说明：前面有 4 个小节关于Spring的基础知识
分别是：IoC 容器、JavaConfig、事件监听、SpringFactoriesLoader 详解
它们占据了本文的大部分内容：
虽然它们之间可能没有太多的联系，但这些知识对于理解 Spring Boot 的核心原理至关重要，如果你对 Spring 框架烂熟于心，完全可以跳过这 4 个小节。正是因为这个系列的文章是由这些看似不相关的知识点组成，因此取名知识清单。
在过去两三年的 Spring 生态圈，最让人兴奋的莫过于 Spring Boot 框架。或许从命名上就能看出这个框架的设计初衷：快速的启动 Spring 应用。因而 Spring Boot 应用本质上就是一个基于 Spring 框架的应用，它是 Spring 对“约定优先于配置”理念的最佳实践产物，它能够帮助开发者更快速高效地构建基于 Spring 生态圈的应用。
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那 Spring Boot 有何魔法？
自动配置、起步依赖、Actuator、命令行界面(CLI) 是 Spring Boot 最重要的4大核心特性，其中CLI是Spring Boot的可选特性，虽然它功能强大，但也引入了一套不太常规的开发模型，因而这个系列的文章仅关注其它3种特性。如文章标题，本文是这个系列的第一部分，将为你打开Spring Boot的大门，重点为你剖析其启动流程以及自动配置实现原理。要掌握这部分核心内容，理解一些Spring框架的基础知识，将会让你事半功倍。
一、抛砖引玉：探索Spring IoC容器
如果有看过SpringApplication.run()方法的源码，Spring Boot冗长无比的启动流程一定
会让你抓狂，透过现象看本质.
SpringApplication只是将一个典型的Spring应用的启动流程进行了扩展，因此，透彻理解, Spring容器是打开Spring Boot大门的一把钥匙。
1.1、Spring IoC容器
可以把Spring IoC容器比作一间餐馆，当你来到餐馆，通常会直接招呼服务员：点菜！至于菜的原料是什么？如何用原料把菜做出来？可能你根本就不关心。
IoC容器也是一样，你只需要告诉它需要某个bean，它就把对应的实例（instance）扔给你，至于这个bean是否依赖其他组件，怎样完成它的初始化，根本就不需要你关心。
作为餐馆，想要做出菜肴，得知道菜的原料和菜谱，同样地，IoC容器想要管理各个业务对象以及它们之间的依赖关系，需要通过某种途径来记录和管理这些信息。
BeanDefinition对象就承担了这个责任：容器中的每一个bean都会有一个对应的BeanDefinition实例，该实例负责保存bean对象的所有必要信息，包括bean对象的class类型、是否是抽象类、构造方法和参数、其它属性等等。
当客户端向容器请求相应对象时，容器就会通过这些信息为客户端返回一个完整可用的bean实例。
原材料已经准备好（把BeanDefinition看着原料），开始做菜吧，等等，你还需要一份菜谱，BeanDefinitionRegistry和BeanFactory就是这份菜谱，BeanDefinitionRegistry抽象出bean的注册逻辑，而BeanFactory则抽象出了bean的管理逻辑，而各个BeanFactory的实现类就具体承担了bean的注册以及管理工作。
它们之间的关系就如下图：
BeanFactory、BeanDefinitionRegistry关系图（来自：Spring揭秘）
DefaultListableBeanFactory作为一个比较通用的BeanFactory实现，它同时也实现了BeanDefinitionRegistry接口，因此它就承担了Bean的注册管理工作。从图中也可以看出，BeanFactory接口中主要包含getBean、containBean、getType、getAliases等管理bean的方法，而BeanDefinitionRegistry接口则包含registerBeanDefinition、removeBeanDefinition、getBeanDefinition等注册管理BeanDefinition的方法。
下面通过一段简单的代码来模拟BeanFactory底层是如何工作的：
// 默认容器实现
DefaultListableBeanFactory beanRegistry = new DefaultListableBeanFactory();
// 根据业务对象构造相应的BeanDefinition
AbstractBeanDefinition definition = new RootBeanDefinition(Business.class,true);
// 将bean定义注册到容器中
beanRegistry.registerBeanDefinition(beanName,definition);
// 如果有多个bean，还可以指定各个bean之间的依赖关系
// ........
// 然后可以从容器中获取这个bean的实例
// 注意：这里的beanRegistry其实实现了BeanFactory接口，所以可以强转，
// 单纯的BeanDefinitionRegistry是无法强制转换到BeanFactory类型的
BeanFactory container = (BeanFactory)beanRegistry;
Business business = (Business)container.getBean(beanName);
这段代码仅为了说明BeanFactory底层的大致工作流程.实际情况会更加复杂，比如bean之间的依赖关系可能定义在外部配置文件(XML/Properties)中、也可能是注解方式。
Spring IoC容器的整个工作流程大致可以分为两个阶段：
①、容器启动阶段
容器启动时，会通过某种途径加载Configuration MetaData。除了代码方式比较直接外，在大部分情况下，容器需要依赖某些工具类，比如：BeanDefinitionReader，BeanDefinitionReader会对加载的Configuration MetaData进行解析和分析，并将分析后的信息组装为相应的BeanDefinition，最后把这些保存了bean定义的BeanDefinition，注册到相应的BeanDefinitionRegistry，这样容器的启动工作就完成了。
这个阶段主要完成一些准备性工作，更侧重于bean对象管理信息的收集，当然一些验证性或者辅助性的工作也在这一阶段完成。
来看一个简单的例子吧，过往，所有的bean都定义在XML配置文件中，下面的代码将模拟
BeanFactory如何从配置文件中加载bean的定义以及依赖关系：
// 通常为BeanDefinitionRegistry的实现类，这里以DeFaultListabeBeanFactory为例
BeanDefinitionRegistry beanRegistry = new DefaultListableBeanFactory();
// XmlBeanDefinitionReader实现了BeanDefinitionReader接口，用于解析XML文件
XmlBeanDefinitionReader beanDefinitionReader = new XmlBeanDefinitionReaderImpl(beanRegistry);
// 加载配置文件 beanDefinitionReader.loadBeanDefinitions(classpath:spring-bean.xml);
// 从容器中获取bean实例
BeanFactory container = (BeanFactory)beanRegistry;
Business business = (Business)container.getBean(beanName);
②、Bean的实例化阶段
经过第一阶段，所有bean定义都通过BeanDefinition的方式注册到BeanDefinitionRegistry中当某个请求通过容器的getBean方法请求某个对象，或者因为依赖关系容器需要隐式的调用getBean时，就会触发第二阶段的活动：容器会首先检查所请求的对象之前是否已经实例化完成。
如果没有，则会根据注册的BeanDefinition所提供的信息实例化被请求对象，并为其注入依赖。
当该对象装配完毕后，容器会立即将其返回给请求方法使用。BeanFactory只是Spring IoC容器的一种实现，如果没有特殊指定，它采用采用延迟初始化策略：只有当访问容器中的某个对象时，才对该对象进行初始化和依赖注入操作。
而在实际场景下，我们更多的使用另外一种类型的容器：ApplicationContext，它构建在BeanFactory之上，属于更高级的容器，除了具有BeanFactory的所有能力之外，还提供对事件监听机制以及国际化的支持等。它管理的bean，在容器启动时全部完成初始化和依赖注入操作。
1.2、Spring容器扩展机制
IoC容器负责管理容器中所有bean的生命周期，而在bean生命周期的不同阶段，Spring提供了不同的扩展点来改变bean的命运。在容器的启动阶段，BeanFactoryPostProcessor允许我们在容器实例化相应对象之前，对注册到容器的BeanDefinition所保存的信息做一些额外的操作，比如修改bean定义的某些属性或者增加其他信息等。
如果要自定义扩展类，通常需要实现.
org.springframework.beans.factory.config.BeanFactoryPostProcessor接口，与此同时，因为容器中可能有多个BeanFactoryPostProcessor，可能还需要实现org.springframework.core.Ordered接口，以保证BeanFactoryPostProcessor按照顺序执行。
Spring提供了为数不多的BeanFactoryPostProcessor实现.我们以PropertyPlaceholderConfigurer来说明其大致的工作流程。
在Spring项目的XML配置文件中，经常可以看到许多配置项的值使用占位符，而将占位符所代表的值单独配置到独立的properties文件，这样可以将散落在不同XML文件中的配置集中管理，而且也方便运维根据不同的环境进行配置不同的值。
这个非常实用的功能就是由PropertyPlaceholderConfigurer负责实现的。
根据前文，当BeanFactory在第一阶段加载完所有配置信息时，BeanFactory中保存的对象的属性还是以占位符方式存在的，比如${jdbc.mysql.url}。
当PropertyPlaceholderConfigurer作为BeanFactoryPostProcessor被应用时，它会使用properties配置文件中的值来替换相应的BeanDefinition中占位符所表示的属性值。当需要实例化bean时，bean定义中的属性值就已经被替换成我们配置的值。当然其实现比上面描述的要复杂一些，这里仅说明其大致工作原理，更详细的实现可以参考其源码。
与之相似的，还有BeanPostProcessor，其存在于对象实例化阶段。跟BeanFactoryPostProcessor类似，它会处理容器内所有符合条件并且已经实例化后的对象。
简单的对比，BeanFactoryPostProcessor处理bean的定义，而BeanPostProcessor则处理bean完成实例化后的对象。
BeanPostProcessor定义了两个接口：
// 通常为BeanDefinitionRegistry的实现类，这里以DeFaultListabeBeanFactory为例
BeanDefinitionRegistry beanRegistry = new DefaultListableBeanFactory();
// XmlBeanDefinitionReader实现了BeanDefinitionReader接口，用于解析XML文件
XmlBeanDefinitionReader beanDefinitionReader = new XmlBeanDefinitionReaderImpl(beanRegistry);
// 加载配置文件 beanDefinitionReader.loadBeanDefinitions(classpath:spring-bean.xml);
// 从容器中获取bean实例
BeanFactory container = (BeanFactory)beanRegistry;
Business business = (Business)container.getBean(beanName);
为了理解这两个方法执行的时机，简单的了解下bean的整个生命周期：
Bean的实例化过程（来自：Spring揭秘）
postProcessBeforeInitialization()方法与postProcessAfterInitialization()分别对应图中前置处理和后置处理两个步骤将执行的方法。这两个方法中都传入了bean对象实例的引用，为扩展容器的对象实例化过程提供了很大便利，在这儿几乎可以对传入的实例执行任何操作。
注解、AOP等功能的实现均大量使用了BeanPostProcessor，比如有一个自定义注解，你完全可以实现BeanPostProcessor的接口，在其中判断bean对象的脑袋上是否有该注解，如果有，你可以对这个bean实例执行任何操作，想想是不是非常的简单？
再来看一个更常见的例子，在Spring中经常能够看到各种各样的Aware接口，其作用就是在对象实例化完成以后将Aware接口定义中规定的依赖注入到当前实例中。
比如最常见的ApplicationContextAware接口，实现了这个接口的类都可以获取到一个ApplicationContext对象。当容器中每个对象的实例化过程走到BeanPostProcessor前置处理这一步时，容器会检测到之前注册到容器的ApplicationContextAwareProcessor，然后就会调用其postProcessBeforeInitialization()方法，检查并设置Aware相关依赖。
看看代码吧，是不是很简单：
// 代码来自：org.springframework.context.support.ApplicationContextAwareProcessor
// 其postProcessBeforeInitialization方法调用了invokeAwareInterfaces方法
private void invokeAwareInterfaces(Object bean){
if (bean instanceof EnvironmentAware){
((EnvironmentAware) bean).setEnvironment(this.applicationContext.getEnvironment());
}
if (bean instanceof ApplicationContextAware){
((ApplicationContextAware) bean).setApplicationContext(this.applicationContext);
}
// ......
}
最后总结一下，本小节内容和你一起回顾了Spring容器的部分核心内容，限于篇幅不能写更多，但理解这部分内容，足以让您轻松理解Spring Boot的启动原理，如果在后续的学习过程中遇到一些晦涩难懂的知识，再回过头来看看Spring的核心知识，也许有意想不到的效果。
也许Spring Boot的中文资料很少，但Spring的中文资料和书籍有太多太多，总有东西能给你启发。
二、夯实基础：JavaConfig与常见Annotation
2.1、JavaConfig
我们知道bean是Spring IOC中非常核心的概念，Spring容器负责bean的生命周期的管理。
在最初，Spring使用XML配置文件的方式来描述bean的定义以及相互间的依赖关系，但随着Spring的发展，越来越多的人对这种方式表示不满，因为Spring项目的所有业务类均以bean的形式配置在XML文件中，造成了大量的XML文件，使项目变得复杂且难以管理。
后来，基于纯Java Annotation依赖注入框架Guice出世，其性能明显优于采用XML方式的Spring，甚至有部分人认为，Guice可以完全取代Spring（Guice仅是一个轻量级IOC框架，取代Spring还差的挺远）.
正是这样的危机感，促使Spring及社区推出并持续完善了JavaConfig子项目，它基于Java代码和Annotation注解来描述bean之间的依赖绑定关系。
比如，下面是使用XML配置方式来描述bean的定义：
而基于JavaConfig的配置形式是这样的：
@Configuration
public class
MoonBookConfiguration
{
// 任何标志了@Bean的方法，其返回值将作为一个bean注册到Spring的IOC容器中
// 方法名默认成为该bean定义的id
@Bean
public BookService bookService() {
return new BookServiceImpl();
}
}
如果两个bean之间有依赖关系的话，在XML配置中应该是这样：
而在JavaConfig中则是这样：
@Configuration
public class MoonBookConfiguration {
// 如果一个bean依赖另一个bean，则直接调用对应JavaConfig类中依赖bean的创建方法即可
// 这里直接调用dependencyService()
@Bean
public BookService bookService() {
return new BookServiceImpl(dependencyService());
}
@Bean
public OtherService otherService() {
return new OtherServiceImpl(dependencyService());
}
@Bean
public DependencyService dependencyService() {
return new DependencyServiceImpl();
}
}
你可能注意到这个示例中，有两个bean都依赖于dependencyService，也就是说当初始化bookService时会调用dependencyService()，在初始化otherService时也会调用dependencyService()，那么问题来了？
这时候IOC容器中是有一个dependencyService实例还是两个？这个问题留着大家思考吧，这里不再赘述。
2.2、@ComponentScan
@ComponentScan注解对应XML配置形式中的元素表示启用组件扫描，Spring会自动扫描所有通过注解配置的bean，然后将其注册到IOC容器中。
我们可以通过basePackages等属性来指定@ComponentScan自动扫描的范围，如果不指定，默认从声明@ComponentScan所在类的package进行扫描。正因为如此，SpringBoot的启动类都默认在src/main/java下。
2.3、@Import
@Import注解用于导入配置类，举个简单的例子：
@Configuration
public class MoonBookConfiguration{
@Bean
public BookService bookService() {
return new BookServiceImpl();
}
}
现在有另外一个配置类，比如：MoonUserConfiguration，这个配置类中有一个bean依赖于MoonBookConfiguration中的bookService，如何将这两个bean组合在一起？
借助@Import即可：
@Configuration
// 可以同时导入多个配置类，比如：@Import({A.class,B.class})
@Import(MoonBookConfiguration.class)
public class MoonUserConfiguration
{
@Bean
public UserService userService(BookService bookService) {
return new BookServiceImpl(bookService);
}
}
需要注意的是，在4.2之前，@Import注解只支持导入配置类，但是在4.2之后，它支持导入普通类，并将这个类作为一个bean的定义注册到IOC容器中。
2.4、@Conditional
@Conditional注解表示在满足某种条件后才初始化一个bean或者启用某些配置。
它一般用在由@Component、@Service、@Configuration等注解标识的类上面，或者由@Bean标记的方法上。如果一个@Configuration类标记了@Conditional，则该类中所有标识了@Bean的方法和@Import注解导入的相关类将遵从这些条件。
在Spring里可以很方便的编写你自己的条件类，所要做的就是实现Condition接口，并覆盖它的matches()方法。
举个例子，下面的简单条件类表示只有在Classpath里存在JdbcTemplate类时才生效:
public class JdbcTemplateCondition implements Condition {
@Override
public boolean matches(ConditionContext
conditionContext, AnnotatedTypeMetadata annotatedTypeMetadata) {
try {
conditionContext.getClassLoader().loadClass(org.springframework.jdbc.core.JdbcTemplate);
return true;
}
catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
return false;
}
}
当你用Java来声明bean的时候，可以使用这个自定义条件类：
@Conditional(JdbcTemplateCondition.class) @Service public MyService service() { ...... }
这个例子中只有当JdbcTemplateCondition类的条件成立时才会创建MyService这个bean。
也就是说MyService这bean的创建条件是classpath里面包含JdbcTemplate，否则这个bean的声明就会被忽略掉。
Spring Boot定义了很多有趣的条件，并把他们运用到了配置类上，这些配置类构成了Spring Boot的自动配置的基础。
Spring Boot运用条件化配置的方法是：定义多个特殊的条件化注解，并将它们用到配置类上。
下面列出了Spring Boot提供的部分条件化注解：
2.5、@ConfigurationProperties与@EnableConfigurationProperties
当某些属性的值需要配置的时候，我们一般会在application.properties文件中新建配置项，然后在bean中使用@Value注解来获取配置的值，比如下面配置数据源的代码。
// jdbc config
jdbc.mysql.url=jdbc:mysql://localhost:3306/sampledb
jdbc.mysql.username=root
jdbc.mysql.password=123456
......
// 配置数据源
@Configuration
public class HikariDataSourceConfiguration {
@Value(jdbc.mysql.url)
public String url;
@Value(jdbc.mysql.username)
public String user;
@Value(jdbc.mysql.password)
public String password;
@Bean
public HikariDataSource dataSource() {
HikariConfig hikariConfig = new HikariConfig();
hikariConfig.setJdbcUrl(url);
hikariConfig.setUsername(user);
hikariConfig.setPassword(password);
// 省略部分代码
return new HikariDataSource(hikariConfig);
}
}
使用@Value注解注入的属性通常都比较简单，如果同一个配置在多个地方使用，也存在不方便维护的问题（考虑下，如果有几十个地方在使用某个配置，而现在你想改下名字，你改怎么做？）
对于更为复杂的配置，Spring Boot提供了更优雅的实现方式,那就是@ConfigurationProperties注解。
我们可以通过下面的方式来改写上面的代码：
@Component
// 还可以通过@PropertySource(classpath:jdbc.properties)来指定配置文件
@ConfigurationProperties(jdbc.mysql)
// 前缀=jdbc.mysql，会在配置文件中寻找jdbc.mysql.*的配置项
pulic class JdbcConfig {
public String url;
public String username;
public String password;
}
@Configuration
public class HikariDataSourceConfiguration {
@AutoWired
public JdbcConfig config;
@Bean
public HikariDataSource dataSource() {
HikariConfig hikariConfig = new HikariConfig();
hikariConfig.setJdbcUrl(config.url);
hikariConfig.setUsername(config.username);
hikariConfig.setPassword(config.password);
// 省略部分代码
return new HikariDataSource(hikariConfig);
}
}
@ConfigurationProperties对于更为复杂的配置，处理起来也是得心应手，比如有如下配置文件：
#App
app.menus[0].title=Home
app.menus[0].name=Home
app.menus[0].path=/
app.menus[1].title=Login
app.menus[1].name=Login
app.menus[1].path=/login
app.compiler.timeout=5
app.compiler.output-folder=/temp/
app.error=/error/
可以定义如下配置类来接收这些属性：
@Component
@ConfigurationProperties(app)
public class AppProperties {
public String error;
public List
