Springboot自动加载配置原理分析

1. springboot自动配置的原理初探

​ 以下注解都在springboot的自动化配置包中：spring-boot-autoconfigure。读者朋友可以跟着一下步骤走一遍，应该对自动配置就有一定的认知了。

1. springboot程序的入口是在启动类，该类有个关键注解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 {
       //略……
   }
   

2. 打开SpringBootApplication注解源码，其上面有个关键注解EnableAutoConfiguration

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

3. EnableAutoConfiguration上有个@Import(AutoConfigurationImportSelector.class)，注意AutoConfigurationImportSelector，打开它的源码，可以看到有个关键方法getCandidateConfigurations。
   @Import作用创建一个AutoConfigurationImportSelector的bean对象，并且加入IoC容器

   	//org.springframework.boot.autoconfigure.AutoConfigurationImportSelector
   //此处只贴了关键方法
   protected List<String> getCandidateConfigurations(AnnotationMetadata metadata, AnnotationAttributes attributes) {
   		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;
   	}
   

4. AutoConfigurationImportSelector类中的getCandidateConfigurations方法代码如上，其调用了SpringFactoriesLoader的loadFactoryNames方法，来获取configurations，此configurations列表其实就是要被自动花配置的类。SpringFactoriesLoader的两个重要方法如下：

//org.springframework.core.io.support.SpringFactoriesLoader
//只贴了两个关键方法
	public static final String FACTORIES_RESOURCE_LOCATION = "META-INF/spring.factories";

//此方法返回的是即将要被自动化配置的类的全限定类名，是从META-INF/spring.factories配置的，配置文件中有个org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration 其后面可配置多个想被自动花配置的类
    public static List<String> loadFactoryNames(Class<?> factoryType, @Nullab等le ClassLoader classLoader) {
            String factoryTypeName = factoryType.getName();
            return loadSpringFactories(classLoader).getOrDefault(factoryTypeName, Collections.emptyList());
     }


	private static Map<String, List<String>> loadSpringFactories(@Nullable ClassLoader classLoader) {
		MultiValueMap<String, String> result = cache.get(classLoader);
		if (result != null) {
			return result;
		}

		try {
			Enumeration<URL> urls = (classLoader != null ?
					classLoader.getResources(FACTORIES_RESOURCE_LOCATION) :
					ClassLoader.getSystemResources(FACTORIES_RESOURCE_LOCATION));//META-INF/spring.factories
			result = new LinkedMultiValueMap<>();
			while (urls.hasMoreElements()) {
				URL url = urls.nextElement();
				UrlResource resource = new UrlResource(url);
				Properties properties = PropertiesLoaderUtils.loadProperties(resource);
				for (Map.Entry<?, ?> entry : properties.entrySet()) {
					String factoryTypeName = ((String) entry.getKey()).trim();
					for (String factoryImplementationName : StringUtils.commaDelimitedListToStringArray((String) entry.getValue())) {
						result.add(factoryTypeName, factoryImplementationName.trim());
					}
				}
			}
			cache.put(classLoader, result);
			return result;
		}
		catch (IOException ex) {
			throw new IllegalArgumentException("Unable to load factories from location [" +
					FACTORIES_RESOURCE_LOCATION + "]", ex);
		}
	}

5. 举例分析，我们在spring.factories中可以看到org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration后有一个org.springframework.boot.autoconfigure.data.redis.RedisAutoConfiguration，说明springboot希望redis能够自动化配置。接着我们打开RedisAutoConfiguration源码查看。此处我故意没复制源码，用的截图，可以看到截图直接有报错，编译错误，错误的原因是我们还没添加spring-boot-starter-data-redis的依赖。**这里有个问题，为什么明明代码都报错，Cannot resolve symbol xxx（未找到类），但是我们的项目依然可以启动？不信你建立一个简单的springboot项目，只添加web依赖，手动打开RedisAutoConfiguration，发现是报红错的，但是你启动项目，发现没任何问题，why？？**这个问题后面再解答，先接着看自动配置的问题。

6. 先把RedisAutoConfiguration源码复制出来方便我写注释，上面用截图主要是让大家看到报错

   @Configuration(proxyBeanMethods = false)
   @ConditionalOnClass(RedisOperations.class)
   @EnableConfigurationProperties(RedisProperties.class)
   @Import({ LettuceConnectionConfiguration.class, JedisConnectionConfiguration.class })
   public class RedisAutoConfiguration {
   
   	@Bean
   	@ConditionalOnMissingBean(name = "redisTemplate")
   	public RedisTemplate<Object, Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory redisConnectionFactory)
   			throws UnknownHostException {
   		RedisTemplate<Object, Object> template = new RedisTemplate<>();
   		template.setConnectionFactory(redisConnectionFactory);
   		return template;
   	}
   
   	@Bean
   	@ConditionalOnMissingBean
   	public StringRedisTemplate stringRedisTemplate(RedisConnectionFactory redisConnectionFactory)
   			throws UnknownHostException {
   		StringRedisTemplate template = new StringRedisTemplate();
   		template.setConnectionFactory(redisConnectionFactory);
   		return template;
   	}
   
   }
   

   看源码可知RedisAutoConfiguration上有一个Configuration和ConditionalOnClass注解，先分析这两个。首先Configuration注解，代表这是个Java config配置类，和spring配置bean的xml文件是一个作用，都是用来实例化bean的，**但是注意还有个@ConditionalOnClass(RedisOperations.class)注解，这个注解的作用是当RedisOperations.class这个类被找到后才会生效，如果没找到此类，那么整个RedisAutoConfiguration就不会生效。**所以当我们引入了redis的依赖，springboot首先会通过RedisAutoConfiguration的方法redisTemplate给我们设置一个默认的redis配置，当然这个方法上也有个注解@ConditionalOnMissingBean(name = "redisTemplate")，就是当我们没有手动配redisTemplate这个bean它才会调用这个默认的方法，注入一个redisTemplate到IoC容器，所以一般情况我们都是手动配置这个redisTemplate，方便我们设置序列化器，如下：

   @Configuration
   public class RedisConfig {
   
       /**
        * 设置 redisTemplate 的序列化设置
        *
        * @param redisConnectionFactory
        * @return
        */
       @Bean
       public RedisTemplate<String, Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory redisConnectionFactory) {
           // 1.创建 redisTemplate 模版
           RedisTemplate<String, Object> template = new RedisTemplate<>();
           // 2.关联 redisConnectionFactory
           template.setConnectionFactory(redisConnectionFactory);
           // 3.创建 序列化类
           Jackson2JsonRedisSerializer jackson2JsonRedisSerializer = new Jackson2JsonRedisSerializer(Object.class);
           ObjectMapper om = new ObjectMapper();
           // 4.设置可见度
           om.setVisibility(PropertyAccessor.ALL, JsonAutoDetect.Visibility.ANY);
           // 5.启动默认的类型
           om.enableDefaultTyping(ObjectMapper.DefaultTyping.NON_FINAL);
           // 6.序列化类，对象映射设置
           jackson2JsonRedisSerializer.setObjectMapper(om);
           // 7.设置 value 的转化格式和 key 的转化格式
           template.setValueSerializer(jackson2JsonRedisSerializer);
           template.setKeySerializer(new StringRedisSerializer());
           template.afterPropertiesSet();
           return template;
       }
   }
   

   RedisAutoConfiguration上还有一下两个注解，作用是从配置文件读取redis相关的信息，ip、端口、密码等

   @EnableConfigurationProperties(RedisProperties.class)
   @Import({ LettuceConnectionConfiguration.class, JedisConnectionConfiguration.class })
   

2. 补充扩展（解释为什么引用的包都报红错了，项目还能启动）

所有的@Condition注解（包括衍生的）其实都对应一个具体的实现，这个实现类里面有个判断方法叫做matches,返回的是个布尔类型判断值。

打开ConditionalOnClass源码如下，其Conditional注解传递的是个OnClassCondition.class，这就其对应的判断类，也就是说，当我们使用ConditionalOnClass注解时，其实际上调用的是OnClassCondition来判断的

@Target({ ElementType.TYPE, ElementType.METHOD })
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Conditional(OnClassCondition.class)
public @interface ConditionalOnClass {

	/**
	 * The classes that must be present. Since this annotation is parsed by loading class
	 * bytecode, it is safe to specify classes here that may ultimately not be on the
	 * classpath, only if this annotation is directly on the affected component and
	 * not if this annotation is used as a composed, meta-annotation. In order to
	 * use this annotation as a meta-annotation, only use the {@link #name} attribute.
	 * @return the classes that must be present
	 */
	Class<?>[] value() default {};

	/**
	 * The classes names that must be present.
	 * @return the class names that must be present.
	 */
	String[] name() default {};

}

ConditionalOnClass类图如下，它继承了condition接口

打开Condition接口如下，查看注释，注释中有说明 **条件判断是在bean定义即将注册到容器之前进行的，**看过springIoC源码的同学应该知道，spring创建一个对象的过程是当服务启动后，先读取xml配置文件（或者通过注解），根据配置文件先定义一个BeanDefinition，然后把这个bean给放到容器（在spring中实际就是一个Map），然后在根据bean定义，通过反射创建真正的对象。反射会触发类加载，当condition条件不满足时，根据如下注释可知，bean定义后续都被拦截了，连注册都不行，所以自然就不可能通过反射创建对象，不反射自然不会触发类加载，不触发类加载那么RedisAutoConfiguration当然啊不会加载，它不加载，那么即使它里面引用了一个不存在的类也不会有啥问题。

上面说的很绕，表达的不是很好，要想看懂以上部分需要掌握两方面的知识：

• 类加载原理，推荐看周志明老师的《深入理解JVM虚拟机》
• spring IoC容器创建bean的原理，推荐《spring揭秘》，详细看看IoC部分

3、又一个问题

spring-boot-autoconfigure.jar这个包中的RedisAutoConfiguration都报红色错误了，那么spring官方是怎么打包出来spring-boot-autoconfigure.jar的？？怎么给我们提供了一个报错的包呢

//TODO