深入探究Spring自动配置原理及SPI机制：实现灵活的插件化开发

前言

• 在传统的Spring应用程序中，我们需要手动配置各种组件、依赖和属性，以满足应用程序的需求。这通常涉及编写大量的XML配置文件或Java配置类，并进行复杂的依赖注入和组件装配。这种手动配置过程可能非常繁琐且容易出错。
• 而Spring Boot的自动配置机制通过约定大于配置的原则，基于应用程序的依赖和配置信息，自动推断和配置应用程序所需的各种组件。它通过提供默认的配置和装配规则，减少了我们的工作量，使得我们可以更专注于业务逻辑的开发。

接下来就讲解一下自动配置的原理实现

@SpringBootApplication 注解

@SpringBootApplication 注解位于 spring-boot-autoconfigure 工程的 org.springframework.boot.autoconfigure 包中，定义如下：

@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 {};
}

相较一般的注解，@SpringBootApplication 注解显得有点复杂。我们可以通过 exclude 和 excludeName 属性来配置不需要实现自动装配的类或类名，也可以通过 scanBasePackages 和 scanBasePackageClasses 属性来配置需要进行扫描的包路径和类路径。

注意到 @SpringBootApplication 注解实际上是一个组合注解，它由三个注解组合而成，分别是 @SpringBootConfiguration、@EnableAutoConfiguration 和 @ComponentScan。

• @ComponentScan 注解

@ComponentScan 注解不是 Spring Boot 引入的新注解，而是属于 Spring 容器管理的内容。@ComponentScan 注解就是扫描基于 @Component 等注解所标注的类所在包下的所有需要注入的类，并把相关 Bean 定义批量加载到容器中。显然，Spring Boot 应用程序中同样需要这个功能。

• @SpringBootConfiguration 注解

@SpringBootConfiguration 注解比较简单，事实上它是一个空注解，只是使用了 Spring 中的 @Configuration 注解。@Configuration 注解比较常见，提供了 JavaConfig 配置类实现。

• @EnableAutoConfiguration 注解

@EnableAutoConfiguration 注解是我们需要重点剖析的对象，下面进行重点展开。该注解的定义如下代码所示：

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
@AutoConfigurationPackage
@Import(AutoConfigurationImportSelector.class)
public @interface EnableAutoConfiguration {
 
    String ENABLED_OVERRIDE_PROPERTY = "spring.boot.enableautoconfiguration";
 
    Class[] exclude() default {};
 
    String[] excludeName() default {};
}

这里我们关注两个新注解，@AutoConfigurationPackage 和 @Import(AutoConfigurationImportSelector.class)。

@AutoConfigurationPackage 注解

@AutoConfigurationPackage 注解定义如下：

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
@Import(AutoConfigurationPackages.Registrar.class)
public @interface AutoConfigurationPackage {
}

从命名上讲，在这个注解中我们对该注解所在包下的类进行自动配置，而在实现方式上用到了 Spring 中的 @Import 注解。在使用 Spring Boot 时，@Import 也是一个非常常见的注解，可以用来动态创建 Bean。为了便于理解后续内容，这里有必要对 @Import 注解的运行机制做一些展开，该注解定义如下：

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface Import {
    Class[] value();
}

在 @Import 注解的属性中可以设置需要引入的类名，例如 @AutoConfigurationPackage 注解上的 @Import(AutoConfigurationPackages.Registrar.class)。根据该类的不同类型，Spring 容器针对 @Import 注解有以下四种处理方式：

• 如果该类实现了 ImportSelector 接口，Spring 容器就会实例化该类，并且调用其 selectImports 方法；
• 如果该类实现了 DeferredImportSelector 接口，则 Spring 容器也会实例化该类并调用其 selectImports方法。DeferredImportSelector 继承了 ImportSelector，区别在于 DeferredImportSelector 实例的 selectImports 方法调用时机晚于 ImportSelector 的实例，要等到 @Configuration 注解中相关的业务全部都处理完了才会调用；
• 如果该类实现了 ImportBeanDefinitionRegistrar 接口，Spring 容器就会实例化该类，并且调用其 registerBeanDefinitions 方法；
• 如果该类没有实现上述三种接口中的任何一个，Spring 容器就会直接实例化该类。

有了对 @Import 注解的基本理解，我们再来看 AutoConfigurationPackages.Registrar 类，定义如下：

static class Registrar implements ImportBeanDefinitionRegistrar, DeterminableImports {

        @Override
        public void registerBeanDefinitions(AnnotationMetadata metadata,                 BeanDefinitionRegistry registry) {
            register(registry, new PackageImport(metadata).getPackageName());
        }
 
        @Override
        public Set