SpringBoot自动配置原理解析

本文将以广角视觉来剖析SpringBoot自动配置的原理，涉及部分Spring、SpringBoot源码

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前言

本文将以广角视觉来剖析SpringBoot自动配置的原理，涉及部分Spring、SpringBoot源码

SpringBoot作为当前Java开发的热门框架，有绞手架之称。“约定大于配置”也一直是SpringBoot的标签，那么，SpringBoot要实现自身优势，自动配置功不可没。

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一、SpringBoot自动配置是什么？

SpringBoot自动配置是指在应用程序启动时，SpringBoot根据classpath路径下的jar包自动配置应用程序所需的一系列bean和组件，从而减少开发者的配置工作，提高开发效率。

二、@Import注解

在剖析SpringBoot自动配置原理之前，我们先了解一下@Import注解的使用

1. 方式一： .class方式

定义两个类A、B，并将其加入到Spring IOC容器中：

@Data
public class A{
	private Integer id=0;
	private String name="classA";
	public void print(){
		System.out.println(this.name);
	}
}

@Data
public class B{
	private Integer id=1;
	private String name="classB";
	public void print(){
		System.out.println(this.name);
	}
}

创建一个配置类，并使用@Import注解将类A、B添加到 IOC 容器中：

@Import({A.class,B.class})
@Configuration
public class ClassConfig{

}

2.方式二：ImportSelector方式

该方法需要定义类来实现ImportSelector接口，并重写其中的selectImports( )方法，该方法的返回值是需要添加到IOC容器中的类的全限定类名数组：

@Data
public class C{
	private Integer id=2;
	private String name="classC";
	public void print(){
		System.out.println(this.name);
	}
}

编写类来实现ImportSelector接口：

public class ImportSelectorTest implements ImportSelector{
	@Override
	public String[] selectImports(AnnotationMetadata annotationMetada){
		return new String[]{"C.class"};
	}
}

使用该类:

@Import({ImportSelectorTest.class})
@Configuration
public class ImportSelectorConfig{

}

3.方式三：ImportBeanDefinitionRegistrar方式

定义一个类并实现ImportBeanDefinitionRegistrar接口，重写其中的registerBeanDefinitions( )方法，此方式可以自定义Bean在容器中的名称：

@Data
public class D{
	private Integer id=3;
	private String name="ClassD";
	public void print(){
		System.out.println(this.name);
	}
}

//定义类实现ImPortBeanDefinitionRegistrar接口，重写其中的registerBeanDefinitions()方法
public class ImportBeanDefinitionRegistrarTest{
	@Override
	public void registerBeanDefninitions(AnnotationMetadata annotationMetadata,BeanDefinitionRegistry registry{
		RootBeanDefinition rootBeanDefinition=new RootBeanDefinition(D.class);
		registry.registerBeanDefinition("自定义名称",rootBeanDefinition);
	}
}

//使用上面的类进行导入
@Import({ImportBeanDefinitionRegistrarTest})
@Configuration
public class ImportBeanDefinitionRegistrarConfig{

}

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三、SpringBoot自动配置原理解析

为了容易分析和理解，我们在IDEA中创建一个SpringBoot项目，创建过程省略，直接跳到该项目的主配置类进行分析：

@SpringBootApplication
public class SpringBootTestApplication {

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

}

其中@SpringBootApplication注解是SpringBoot项目的重点，按住ctrl键进入其中，看到它由以下部分组成:

@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 {
	//内容省略
}

我们主要关注以下几个注解:
@SpringBootConfiguration：标记当前类为配置类
@EnableAutoConfiuration：开启自动配置
@ComponentScan：扫描主类所在包及其子包、同级包中的Bean

1、@SpringBootConfiguration注解：标记当前类为配置类

@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Configuration
@Indexed
public @interface SpringBootConfiguration {
    @AliasFor(
        annotation = Configuration.class
    )
    boolean proxyBeanMethods() default true;
}

根据其源码可以知道，@SpringBootConfiguration注解包含@Configuration，所以其拥有@Configuration注解相似的功能，而@Configuration注解又包含@Companent注解，所以配置类也存在于IOC容器中。

2、@EnableAutoConfiguration注解：开启自动配置

@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 {};
}

根据其源码得出其主要由@AutoConfigurationPackages注解和@Import注解组成

@AutoConfigurationPackages注解

@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
@Import({Registrar.class})
public @interface AutoConfigurationPackage {
    String[] basePackages() default {};

    Class<?>[] basePackageClasses() default {};
}

//其中的@Import注解导入了Registrar类，该类是AutoConfigurationPackages的静态类部类
static class Registrar implements ImportBeanDefinitionRegistrar, DeterminableImports {
        Registrar() {
        }

		/**
			根据传入的元注解信息获取所在的包，将包中组件类封装为数组进行注册
		*/
        public void registerBeanDefinitions(AnnotationMetadata metadata, BeanDefinitionRegistry registry) {
            AutoConfigurationPackages.register(registry, (String[])(new AutoConfigurationPackages.PackageImports(metadata)).getPackageNames().toArray(new String[0]));
        }

        public Set<Object> determineImports(AnnotationMetadata metadata) {
            return Collections.singleton(new AutoConfigurationPackages.PackageImports(metadata));
        }
    }

@Import({AutoConfigurationImportSelector.class})注解

这一步就用到了@Import注解使用方式中的第二中：实现ImportSelector接口
那么AutoConfigurationImportSelector接口何时如何被执行呢?
SpringBoot 启动时会使用 ConfigurationClassParser 来解析被 @Configuration 标识的配置类, 然后再处理这个类内部被其他注解修饰的情况, 比如 @Import 注解, @ComponentScan 注解，@Bean 注解等

若发现注解中存在 @Import(ImportSelector) 的情况下，就会创建一个相应的 ImportSelector 对象，并调用其 process 方法

public void process(AnnotationMetadata annotationMetadata, DeferredImportSelector deferredImportSelector) {
            Assert.state(deferredImportSelector instanceof AutoConfigurationImportSelector, () -> {
                return String.format("Only %s implementations are supported, got %s", AutoConfigurationImportSelector.class.getSimpleName(), deferredImportSelector.getClass().getName());
            });
            AutoConfigurationImportSelector.AutoConfigurationEntry autoConfigurationEntry = ((AutoConfigurationImportSelector)deferredImportSelector).getAutoConfigurationEntry(annotationMetadata);
            this.autoConfigurationEntries.add(autoConfigurationEntry);
            Iterator var4 = autoConfigurationEntry.getConfigurations().iterator();

            while(var4.hasNext()) {
                String importClassName = (String)var4.next();
                this.entries.putIfAbsent(importClassName, annotationMetadata);
            }

        }

process方法又调用了getAutoConfigurationEntry方法:

protected AutoConfigurationImportSelector.AutoConfigurationEntry getAutoConfigurationEntry(AnnotationMetadata annotationMetadata) {
        if (!this.isEnabled(annotationMetadata)) {
            return EMPTY_ENTRY;
        } else {
            AnnotationAttributes attributes = this.getAttributes(annotationMetadata);
            List<String> configurations = this.getCandidateConfigurations(annotationMetadata, attributes);
            configurations = this.removeDuplicates(configurations);
            Set<String> exclusions = this.getExclusions(annotationMetadata, attributes);
            this.checkExcludedClasses(configurations, exclusions);
            configurations.removeAll(exclusions);
            configurations = this.getConfigurationClassFilter().filter(configurations);
            this.fireAutoConfigurationImportEvents(configurations, exclusions);
            return new AutoConfigurationImportSelector.AutoConfigurationEntry(configurations, exclusions);
        }
    }

getAutoConfigurationEntry方法调用了getCandidateConfigurations方法：

protected List<String> getCandidateConfigurations(AnnotationMetadata metadata, AnnotationAttributes attributes) {
        List<String> configurations = SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames(this.getSpringFactoriesLoaderFactoryClass(), this.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;
    }

getCandidateConfigurations方法中使用了Spring Cor中的类SpringFactoriesLoader，该类的loadFactoryNames方法可以根据接口获取接口类的名称，这个方法返回的是类名的列表，loadFactoryNames方法会遍历整个springboot项目的classpath下的ClassLoader中所有jar包下的spring.factories文件。至此自动配置结束

总结

SpringBoot自动配置是SpringBoot的核心，所以了解SpringBoot的自动配置是非常有必要的，大家可以自行查找资料解释以下为什么不使用@ComponentScan注解替换@Import注解来进行类的导入