Springboot工作原理详解

目录

一、Spring Boot

1.1.Spring Boot 优点 

二、SpringBoot 运行原理

1.1. pom.xml 

2.2. 主启动类的配置

3.3. 主启动类的运行

三、自动配置原理

3.1、启动类上注解的作用 

3.2、springboot自动装配的流程 

3.3.相关注解的作用

@Conditional

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一、Spring Boot

        Spring Boot 基于 Spring 开发，Spirng Boot 本身并不提供 Spring 框架的核心特性以及扩展功能，只是用于快速、敏捷地开发新一代基于 Spring 框架的应用程序。也就是说，它并不是用来替代 Spring 的解决方案，而是和 Spring 框架紧密结合用于提升 Spring 开发者体验的工具。Spring Boot 以约定大于配置的核心思想，默认帮我们进行了很多设置，多数 Spring Boot 应用只需要很少的 Spring 配置。同时它集成了大量常用的第三方库配置（例如 Redis、MongoDB、Jpa、RabbitMQ、Quartz 等等），Spring Boot 应用中这些第三方库几乎可以零配置的开箱即用。
简单来说就是SpringBoot其实不是什么新的框架，它默认配置了很多框架的使用方式，就像maven整合了所有的jar包，spring boot整合了所有的框架 。

1.1.Spring Boot 优点 

• 为所有Spring开发者更快的入门
• 开箱即用，提供各种默认配置来简化项目配置
• 内嵌式容器简化Web项目
• 没有冗余代码生成和XML配置的要求

二、SpringBoot 运行原理

1.1. pom.xml 

spring-boot-dependencies: 核心依赖在父工程中；
springboot-boot-starter-xxx：就是spring-boot的场景启动器
spring-boot-starter-web：帮我们导入了web模块正常运行所依赖的组件；
SpringBoot将所有的功能场景都抽取出来，做成一个个的starter （启动器），只需要在项目中引入这些starter即可，所有相关的依赖都会导入进来 ， 我们要用什么功能就导入什么样的场景启动器即可 ；我们未来也可以自己自定义 starter；

2.2. 主启动类的配置

//@SpringBootApplication 来标注一个主程序类
//说明这是一个Spring Boot应用
@SpringBootApplication
public class SpringbootApplication {
   public static void main(String[] args) {
     //以为是启动了一个方法，没想到启动了一个服务
      SpringApplication.run(SpringbootApplication.class, args);
   }
}

@SpringBootApplication

作用：

        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；
进入这个注解：可以看到上面还有很多其他注解！ 

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

 @ComponentScan

这个注解在Spring中很重要 ,它对应XML配置中的元素。
作用：自动扫描并加载符合条件的组件或者bean ， 将这个bean定义加载到IOC容器中

@SpringBootConfiguration

作用：SpringBoot的配置类 ，标注在某个类上 ， 表示这是一个SpringBoot的配置类； 

// 点进去得到下面的 @Component
@Configuration
public @interface SpringBootConfiguration {}

@Component
public @interface Configuration {}

 @Configuration

说明这是一个配置类 ，配置类就是对应Spring的xml 配置文件

@Component

这就说明，启动类本身也是Spring中的一个组件而已，负责启动应用 

@EnableAutoConfiguration

开启自动配置功能，告诉SpringBoot开启自动配置功能，这样自动配置才能生效；
以前我们需要自己配置的东西，而现在SpringBoot可以自动帮我们配置 

@AutoConfigurationPackage

作用： 自动配置包

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

 

@import ：Spring底层注解@import ， 给容器中导入一个组件
Registrar.class 作用：将主启动类的所在包及包下面所有子包里面的所有组件扫描到Spring容器 ；

这个分析完了，退到上一步，继续看
@Import({AutoConfigurationImportSelector.class}) ：给容器导入组件 ；
AutoConfigurationImportSelector ：自动配置导入选择器；

获取：META-INF / spring.factories

 总结：

• SpringBoot在启动的时候从类路径下的META-INF/spring.factories中获取EnableAutoConfiguration指定的值
• 将这些值作为自动配置类导入容器，自动配置类就生效，帮我们进行自动配置工作；
• 整个J2EE的整体解决方案和自动配置都在springboot-autoconfigure的jar包中；
• 它会给容器中导入非常多的自动配置类 （xxxAutoConfiguration）, 就是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 ；
• 有了自动配置类，免去了我们手动编写配置注入功能组件等的工作；

3.3. 主启动类的运行

SpringApplication 类
最初以为就是运行了一个main方法，没想到却开启了一个服务；

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

 分析该方法主要分两部分，一部分是SpringApplication的实例化，二是run方法的执行；

SpringApplication 这个类主要做了以下四件事情：

1、推断应用的类型是普通的项目还是Web项目
2、查找并加载所有可用初始化器 ， 设置到initializers属性中
3、找出所有的应用程序监听器，设置到listeners属性中
4、推断并设置main方法的定义类，找到运行的主类

查看构造器： 

public SpringApplication(ResourceLoader resourceLoader, Class... primarySources) {
    // ......
    this.webApplicationType = WebApplicationType.deduceFromClasspath();
    this.setInitializers(this.getSpringFactoriesInstances();
    this.setListeners(this.getSpringFactoriesInstances(ApplicationListener.class));
    this.mainApplicationClass = this.deduceMainApplicationClass();
}

run 方法运行原理

三、自动配置原理

3.1、启动类上注解的作用 

@SpringBootApplication

这个注解是springboot启动类上的一个注解，是一个组合注解，也就是由其他注解组合起来，它的主要作用就是标记说明这个类是springboot的主配置类，springboot应该运行这个类里面的main()方法来启动程序

@SpringBootApplication
public class YunPiMdmServerApplication {
	private static final Logger LOG = LoggerFactory.getLogger(YunPiMdmServerApplication.class);
	public static void main(String[] args) {
		SpringApplication.run(YunPiMdmServerApplication.class, args);
		LOG.info(">>>>>>>>>>>>>>> 服务启动完毕 <<<<<<<<<<<<<<<<");
	}

}

 @SpringBootApplication 注解主要由三个子注解组成

• @SpringBootConfiguration
• @EnableAutoConfiguration
• @ComponentScan

@SpringBootConfiguration 

这个注解包含了@Configuration，@Configuration里面又包含了一个@Component注解，也就是说，这个注解标注在哪个类上，就表示当前这个类是一个配置类，而配置类也是spring容器中的组件

@EnableAutoConfiguration 

这个注解是开启自动配置的功能，里面包含了两个注解

• @AutoConfigurationPackage
• @Import（AutoConfigurationImportSelector.class）

@AutoConfigurationPackage 包扫描

        这个注解的作用说白了就是将主配置类（@SpringBootApplication标注的类）所在包以及子包里面的所有组件扫描并加载到spring的容器中

        这也就是为什么我们在利用springboot进行开发的时候，无论是Controller还是Service的路径都是与主配置类同级或者次级的原因

@Import(AutoConfigurationImportSelector.class)

上一个注解我们把所有组件都加载到了容器里面，这个注解就是将需要自动装配的类以全类名的方式返回，那是怎么找到哪些是需要自动装配的类呢？

1、AutoConfigurationImportSelector这个类里面有一个方法selectImports()，如下

2、在selectImport()方法里调用了一个getAutoConfigurationEntry()方法，这个方法里面又调用了一个getCandidateConfigurations()方法

3、在getCandidateConfigurations()方法里面调用了loadFactoryNames()方法

4、loadFactoryNames()方法里面又调用了一个loadSpringFactories()方法

5、关键就在这个loadSpringFactories()方法里面，在这个方法里，它会查找所有在META-INF路径下的spring.factories文件

6、在META-INF/spring.factories这个文件里面的数据是以键=值的方式存储，然后解析这些文件，找出以EnableAutoConfiguration为键的所有值，以列表的方式返回 

@ComponentScan

这个注解的作用就是扫描当前包及子包的注解 

3.2、springboot自动装配的流程 

1、在springboot启动的时候会创建一个SpringApplication对象，在对象的构造方法里面会进行一些参数的初始化工作，最主要的是判断当前应用程序的类型以及设置初始化器以及监听器，并在这个过程中会加载整个应用程序的spring.factories文件，将文件中的内容放到缓存当中，方便后续获取；

2、SpringApplication对象创建完成之后会执行run()方法来完成整个应用程序的启动，启动的过程中有两个最主要的方法prepareContext()和refreshContext()，在这两个方法中完成了自动装配的核心功能，在run()方法里还执行了一些包括上下文对象的创建，打印banner图，异常报告期的准备等各个准备工作，方便后续进行调用

3、在prepareContext()中主要完成的是对上下文对象的初始化操作，包括属性的设置，比如设置环境变量。在整个过程中有一个load()方法，它主要是完成一件事，那就是将启动类作为一个beanDefinition注册到registry，方便后续在进行BeanFactoryPostProcessor调用执行的时候，可以找到对应执行的主类，来完成对@SpringBootApplication、@EnableAutoConfiguration等注解的解析工作

4、在refreshContext()方法中会进行整个容器的刷新过程，会调用spring中的refresh()方法，refresh()方法中有13个非常关键的方法，来完成整个应用程序的启动。而在自动装配过程中，会调用的关键的一个方法就是invokeBeanFactoryPostProcessors()方法，在这个方法中主要是对ConfigurationClassPostProcessor类的处理，这个类是BFPP（BeanFactoryPostProcessor）的子类，因为实现了BDRPP（BeanDefinitionRegistryPostProcessor）接口，在调用的时候会先调用BDRPP中的postProcessBeanDefinitionRegistry()方法，然后再调用BFPP中的postProcessBeanFactory()方法，在执行postProcessBeanDefinitionRegistry()方法的时候会解析处理各种的注解，包含@PropertySource、@ComponentScan、@Bean、@Import等注解，最主要的是对@Import注解的解析；

5、在解析@Import注解的时候，会有一个getImport()方法，从主类开始递归解析注解，把所有包含@Import的注解都解析到，然后在processImport()方法中对import的类进行分类，例如AutoConfigurationImportSelect归属于ImportSelect的子类，在后续的过程中会调用DeferredImportSelectorHandler类里面的process方法，来完成整个EnableAutoConfiguration的加载

3.3.相关注解的作用

@Conditional

这个注解主要作用在类上，表示条件注入，就是当满足某个条件的时候，这个类才会被注入到 IOC 容器中，例如@ConditionalOnMissingBean，这个注解就是当容器中没有配置特定的Bean的时候，这个组件才会被注册到ioc容器中，否则会直接忽略

自动配置中使用的条件化注解 
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条件化注解 						    配置生效条件 
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@ConditionalOnBean 					配置了某个特定Bean 
@ConditionalOnMissingBean 			没有配置特定的Bean 
@ConditionalOnClass 				Classpath里有指定的类 
@ConditionalOnMissingClass 			Classpath里缺少指定的类 
@ConditionalOnExpression 			给定的Spring Expression Language（SpEL）表达式计算结果为true 
@ConditionalOnJava 					Java的版本匹配特定值或者一个范围值 
@ConditionalOnJndi 					参数中给定的JNDI位置必须存在一个，如果没有给参数，则要有JNDI InitialContext 
@ConditionalOnProperty 				指定的配置属性要有一个明确的值 
@ConditionalOnResource 				Classpath里有指定的资源 
@ConditionalOnWebApplication 		这是一个Web应用程序 
@ConditionalOnNotWebApplication 	这不是一个Web应用程序 
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