SpringBoot自动装配原理解析——面试可以这样会回答

1. 前言

SpringBoot是目前软件中最主流的框架，无论是工作还是面试基本都有它的身影，SpringBoot主要解决了传统spring的重量级xml配置Bean，实现了自动装配；所以，我们也常在面试中被问到SpringBoot是如何实现自动装配。

本篇文章会从springboot源码进行自动装配的原理解析，并总结面试如何简洁的描述

2. 源码解析

我们以springboot 2.2.5.RELEASE版本进行解析

2.1 @SpringBootApplication源码解析

先看看springboot启动注解@SpringBootApplication

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
@SpringBootConfiguration
@EnableAutoConfiguration
@ComponentScan(excludeFilters = { @Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = TypeExcludeFilter.class),
		@Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = AutoConfigurationExcludeFilter.class) })
public @interface SpringBootApplication {

	@AliasFor(annotation = EnableAutoConfiguration.class)
	Class<?>[] exclude() default {};

	@AliasFor(annotation = EnableAutoConfiguration.class)
	String[] excludeName() default {};

	@AliasFor(annotation = ComponentScan.class, attribute = "basePackages")
	String[] scanBasePackages() default {};

	@AliasFor(annotation = ComponentScan.class, attribute = "basePackageClasses")
	Class<?>[] scanBasePackageClasses() default {};

	@AliasFor(annotation = Configuration.class)
	boolean proxyBeanMethods() default true;

}

可以看出@SpringBootApplication是由三个注解组成的，@ComponentScan注解则是spring原生注解，其作用是扫描启动类所在的包以及子包所有Bean组件并注册到IOC容器中，两外两个我们再看看源码

@SpringBootConfiguration源码：

@EnableAutoConfiguration源码：

总结@SpringBootApplication注解由三个注解共同完成自动装配，各个注解作用如下

• @SpringBootConfiguration： 标记启动类为一个spring配置类
• @EnableAutoConfiguration： 实现自动装配的核心注解（重头戏）
• @ComponentScan： 扫描启动类所在的包以及子包下所有标记为Bean的组件并注册到IOC容器中
  
  

2.2 @EnableAutoConfiguration源码解析

@EnableAutoConfiguration注解才是实现自动装配的核心注解，上面看了他的源码是通过@Import注解导入AutoConfigurationImportSelector类，我们来看看AutoConfigurationImportSelector源码：

通过源码可知，AutoConfigurationImportSelector是ImportSelector的一个字类，@Import注解的一大用处就是导入一个ImportSelector类，通过selectImports方法返回所有需要被注册为bean的类全名的数组集合，具体可以参考我们的上一篇文章@Import注解的详解

我们再来看看AutoConfigurationImportSelector类的selectImports方法

@Override
public String[] selectImports(AnnotationMetadata annotationMetadata) {
	// 判断自动装配开关是否打开
	if (!isEnabled(annotationMetadata)) {
		return NO_IMPORTS;
	}
	AutoConfigurationMetadata autoConfigurationMetadata = AutoConfigurationMetadataLoader
			.loadMetadata(this.beanClassLoader);
	AutoConfigurationEntry autoConfigurationEntry = getAutoConfigurationEntry(autoConfigurationMetadata,
			annotationMetadata);
	return StringUtils.toStringArray(autoConfigurationEntry.getConfigurations());
}

首先通过 isEnabled 方法判断自动装配开关是否打开，这里就不细讲了，我们从后面两步开始分析

2.2.1. AutoConfigurationMetadataLoader.loadMetadata() 方法源码分析：

loadMetadata() 方法源码:

• META-INF/spring-autoconfigure-metadata.properties文件内容属性：
  
  
  
• PropertiesLoaderUtils的 loadProperties 方法源码：
  
  
  
• 最后创建并返回的AutoConfigurationMetadata对象
  

综合上述可以得出 AutoConfigurationMetadataLoader.loadMetadata() 方法是用来读取spring-boot-autoconfigure依赖下的
spring-autoconfigure-metadata.properties配置文件内容并封装成一个 AutoConfigurationMetadata 对象

2.2.2 getAutoConfigurationEntry 方法源码分析（重点）

// getAutoConfigurationEntry 方法源码
protected AutoConfigurationEntry getAutoConfigurationEntry(AutoConfigurationMetadata autoConfigurationMetadata,
			AnnotationMetadata annotationMetadata) {
		// 再次判断自动装配开关是否打开
		if (!isEnabled(annotationMetadata)) {
			return EMPTY_ENTRY;
		}
		// 获取 @EnableAutoConfiguration注解的 exclude 和 excludeName 属性
		AnnotationAttributes attributes = getAttributes(annotationMetadata);
		// 获取该依赖下的 spring.factories配置文件的内容
		List<String> configurations = getCandidateConfigurations(annotationMetadata, attributes);
		// 移除重复的数据
		configurations = removeDuplicates(configurations);
		// 获取spring.autoconfigure.exclude 配置文件的内容并与exclude 和 excludeName 属性合并到一个集合中
		Set<String> exclusions = getExclusions(annotationMetadata, attributes);
		// 检验configurations中需要排除的内容
		checkExcludedClasses(configurations, exclusions);
		// 移除configurations中需要排除的内容
		configurations.removeAll(exclusions);
		// 再次对configurations中的内容进行过滤
		configurations = filter(configurations, autoConfigurationMetadata);
		// 关闭spring监听器中的自动装配事件
		fireAutoConfigurationImportEvents(configurations, exclusions);
		return new AutoConfigurationEntry(configurations, exclusions);
	}

首先依然通过 isEnabled 方法判断自动装配开关是否打开，这里就不细讲了，我们从后面开始分析

• getAttributes方法就是获取 @EnableAutoConfiguration注解的 exclude 和 excludeName 属性，由于启动类默认并未设置这两个属性，这里就不再深入分析
  
  
  
• getCandidateConfigurations方法源码分析（重点）：
  
  1. SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames方法源码：

2. spring.factories配置文件

3. getCandidateConfigurations方法最终返回的结果

• removeDuplicates(configurations)： 字面上就可以看出是去除重复的元素

• getExclusions源码分析：此操作就是将exclude和excludeName属性内容绑定到环境变量去中，由于这两个属性默认为空所以略过

• checkExcludedClasses(configurations, exclusions)： 方法名上可以知道该方法是检查configurations内容中哪些是需要排除的，由于exclusions默认为空，这里实际没做什么有效的操作，所以不再深入分许

• configurations.removeAll(exclusions)： 方法名上可以看出是移除需要排除的元素

• filter(configurations, autoConfigurationMetadata) 方法源码分析（重点）：
  
  

• fireAutoConfigurationImportEvents(configurations, exclusions)： 关闭spring监听器中的自动装配事件

• new AutoConfigurationEntry(configurations, exclusions)： 最终的返回的结果
  

综合上述 @EnableAutoConfiguration 注解通过@Import注解导入 ImportSelector 的子类 AutoConfigurationImportSelector 类，该类通过selectImports方法加载读取所有 spring-boot-autoconfigure 依赖下的 spring-autoconfigure-metadata.properties 配置文件和spring.factories 配置文件的内容，并根据 AutoConfigurationImportSelector 类下的 AutoConfigurationImportFilter过滤器的过滤规则和 spring-autoconfigure-metadata.properties 配置文件的内容过滤掉 spring.factories文件中需要被过滤掉的组件元素（当然这之前还有一步根据@EnableAutoConfiguration注解的 exclude 和 excludeName属性过滤 spring.factories 配置文件的内容，由于 @EnableAutoConfiguration注解的这两个属性默认为空，所以这步操作什么都没做），最终返回spring.factories文件中剩余组件的类全名数组，并由IOC容器注册为Bean

3. 总结

以上解析了springboot实现自动装配的源码，实际上我们在工作中基本用不到，只需了解即可，我们可能在面试中经常会被问到自动装配的原理，按照以上的解析，这里我们总结一下，面试可以这样简洁回答：
启动类的@SpringBootApplication注解由@SpringBootConfiguration，@EnableAutoConfiguration，@ComponentScan三个注解组成，三个注解共同完成自动装配；

• @SpringBootConfiguration 注解标记启动类为配置类
• @ComponentScan 注解实现启动时扫描启动类所在的包以及子包下所有标记为bean的类由IOC容器注册为bean
• @EnableAutoConfiguration通过 @Import 注解导入 AutoConfigurationImportSelector类，然后通过AutoConfigurationImportSelector 类的 selectImports 方法去读取需要被自动装配的组件依赖下的spring.factories文件配置的组件的类全名，并按照一定的规则过滤掉不符合要求的组件的类全名，将剩余读取到的各个组件的类全名集合返回给IOC容器并将这些组件注册为bean