【详细学习SpringBoot自动装配原理分析之核心流程初解析-1】

一.知识回顾

【0.SpringBoot专栏的相关文章都在这里哟，后续更多的文章内容可以点击查看】
【1.SpringBoot初识之Spring注解发展流程以及常用的Spring和SpringBoot注解】
【2.SpringBoot自动装配之SPI机制&SPI案例实操学习&SPI机制核心源码学习】

二.自动装配原理分析之核心流程初解析

2.1 什么是自动装配？

1. 所谓的自动装配，实际上就是如何自动将bean装载到Ioc容器中来。
2. 在spring 3.x版本中，Enable模块驱动注解的出现，已经有了一定的自动装配的雏形，而真正能够实现这一机制，还是在spirng 4.x版本中，conditional条件注解的出现。

2.2 如何进行一个简单的自动装配？自动装配案例的演示？

Redis为案例演示

2.2.1 首先在pom.xml文件中引入依赖文件

 <dependency>
     <groupId>org.springframework.bootgroupId>
     <artifactId>spring-boot-starter-data-redisartifactId>
dependency> 

2.2.2 项目的application.yaml配置文件中进行我们redis相关的配置

spring:
    redis:
      host: 127.0.0.1 
      port: 6379

2.2.3 项目代码中直接使用注解注入

 	@Autowired
    private RedisTemplate<String,String> redisTemplate;

结论:通过上上面的步骤我们就可以将一些其它服务，插件和我们的SpringBoot很好的融合在一起，步骤简单，操作容器，但是，为什么RedisTemplate可以被直接注入？它是什么时候加入到Ioc容器的呢？好的，接下来我们就带着问题继续向下学习。

2.3 深入分析EnableAutoConfiguration注解

2.3.1 EnableAutoConfiguration注解的作用？

EnableAutoConfiguration的主要作用其实就是帮助springboot应用把所有符合条件的@Configuration配置都加载到当前SpringBoot创建并使用的IoC容器中。

2.3.2 进入到@EnableAutoConfiguration注解中

2.3.3 我们看EnableAutoConfiguration这个注解中，它的关键之处在于使用了@Import注解并导入了AutoConfigurationImportSelector这个类

@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 {};
}

那么问题就来了:从EnableAutoConfiguration上面的Import注解来看，这里面并不是引入另外一个Configuration。而是导入了一个ImportSelector。这个是什么东西呢？不要着急，我们继续往下看。

2.3.4 AutoConfigurationImportSelector这个类的作用是什么？底层原理？

2.3.4.1 先来学习一下通过@Import注解可以配置三种不同的class类

Enable注解不仅仅可以像前面演示的案例一样很简单的实现多个Configuration的整合，还可以实现一些复杂的场景，比如可以根据上下文来激活不同类型的bean，@Import注解可以配置三种不同的class。

1. 第一种:基于普通bean或者带有@Configuration的bean进行注入
2. 第二种:实现ImportSelector接口进行动态注入
3. 第三种:实现ImportBeanDefinitionRegistrar接口进行动态注入

2.3.4.2 前面文章学习了ImportSelector和ImportBeanDefinitionRegistrary实现的动态注入功能后，我们大致也能猜到AutoConfigurationImportSelector注解的作用了，我们继续向下看？

1. 从名字来看，可以猜到它是基于ImportSelector来实现基于动态bean的加载功能。之前我们讲过Springboot中@Enable*注解的工作原理ImportSelector接口selectImports方法返回的数组（类的全类名）都会被纳入到spring容器中。
2. 那么这里的实现原理也一定是一样的，定位AutoConfigurationImportSelector这个类中的selectImports方法，我们继续学习研究。

了解了selector的基本原理之后，后续再去分析AutoConfigurationImportSelector的原理就很简单了，它本质上也是对于bean的动态加载。

2.3.4.3 查看AutoConfigurationImportSelector类中的selectImports方法

public String[] selectImports(AnnotationMetadata annotationMetadata) {
   if (!isEnabled(annotationMetadata)) {
      return NO_IMPORTS;
   }
   // 从配置文件（spring-autoconfigure-metadata.properties）中加载 AutoConfigurationMetadata
   AutoConfigurationMetadata autoConfigurationMetadata = AutoConfigurationMetadataLoader
         .loadMetadata(this.beanClassLoader);
   // 获取所有候选配置类EnableAutoConfiguration
   AutoConfigurationEntry autoConfigurationEntry = getAutoConfigurationEntry(
         autoConfigurationMetadata, annotationMetadata);
   return StringUtils.toStringArray(autoConfigurationEntry.getConfigurations());
}

捕捉关键信息:AutoConfigurationImportSelector类中selectImports()方法中最关键的是getAutoConfigurationEntry()这个方法，接下来还用我教你你吗？直接进入getAutoConfigurationEntry方法一探究竟。

2.3.4.4 自动装配最核心的方法:一探究竟—getAutoConfigurationEntry

protected AutoConfigurationEntry getAutoConfigurationEntry(
      AutoConfigurationMetadata autoConfigurationMetadata,
      AnnotationMetadata annotationMetadata) {
   if (!isEnabled(annotationMetadata)) {
      return EMPTY_ENTRY;
   }
   //获取元注解中的属性
   AnnotationAttributes attributes = getAttributes(annotationMetadata);
   //使用SpringFactoriesLoader 加载classpath路径下META-INF\spring.factories中，
   //key= org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration对应的value
   List<String> configurations = getCandidateConfigurations(annotationMetadata,
         attributes);
	//去重
   configurations = removeDuplicates(configurations);
	//应用exclusion属性
   Set<String> exclusions = getExclusions(annotationMetadata, attributes);
   checkExcludedClasses(configurations, exclusions);
   configurations.removeAll(exclusions);
	//过滤，检查候选配置类上的注解@ConditionalOnClass，如果要求的类不存在，则这个候选类会被过滤不被加载
   configurations = filter(configurations, autoConfigurationMetadata);
   //广播事件
fireAutoConfigurationImportEvents(configurations, exclusions);
   return new AutoConfigurationEntry(configurations, exclusions);
}

本质上来说，其实EnableAutoConfiguration会帮助springboot应用把所有符合@Configuration配置都加载到当前SpringBoot创建的IoC容器，而这里面借助了Spring框架提供的一个工具类SpringFactoriesLoader的支持。以及用到了Spring提供的条件注解@Conditional，选择性的针对需要加载的bean进行条件过滤

2.4 工具类SpringFactoriesLoader？

public final class SpringFactoriesLoader {
	
	//省略大部分代码
}

2.4.1 SpringFactoriesLoader

1. SpringFactoriesLoader这个工具类的使用。它其实和java中的SPI机制的原理是一样的，不过它比SPI更好的点在于不会一次性加载所有的类，而是根据key进行加载。

2. 首先，SpringFactoriesLoader的作用是从classpath/META-INF/spring.factories文件中，根据key来加载对应的类到spring IoC容器中。

2.4.2 实践案例走起

2.4.2.1创建外部项目jar

<dependency>
  <groupId>org.springframeworkgroupId>
  <artifactId>spring-contextartifactId>
  <version>4.3.13.RELEASEversion>
dependency>

2.4.2.2 创建bean以及config

创建bean

public class TestCore {
    public void testCore(){
        System.out.println("testCore.....");
    }
}

创建config

@Configuration
public class TestConfig {
	@Bean
    public TestCore testConfig(){
        return new TestCore();
    }
}

2.4.2.3 创建另外一个工程（spring-boot）

把前面的工程打包成jar，当前项目依赖该jar包

<dependency>
    <groupId>com.ljwgroupId>
    <artifactId>test-CoreartifactId>
    <version>1.0-SNAPSHOTversion>
dependency>

2.4.2.4 通过下面代码获取依赖包中的属性

运行结果会报错，原因是mashibingCore并没有被Spring的IoC容器所加载，也就是没有被EnableAutoConfiguration导入

@SpringBootApplication
public class SpringBootTestCoreApplication {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        ConfigurableApplicationContext ac=SpringApplication.run(SpringBootTestCoreApplication.class, args);
        TestCore core=ac.getBean(TestConfig.class);
        System.out.println(core.testCore());
    }
}

2.4.2.5 解决方案

在test-Core项目resources下新建文件夹META-INF，在文件夹下面新建spring.factories文件，文件中配置，key为自定配置类EnableAutoConfiguration的全路径，value是配置类的全路径。

org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration=com.ljw.TestConfig

重新打包，重新运行SpringBootStudyApplication这个类。可以发现，我们编写的那个类，就被加载进来了。

2.4.2.6 演示一下springboot中通过spring-autoconfigure-metadata.properties过滤

1. 在test-Core项目中的META-INF/增加配置文件，spring-autoconfigure-metadata.properties。

com.ljw.TestConfig.ConditionalOnClass=com.test.TestDemo

格式：自动配置的类全名.条件=值

上面这段代码的意思就是，如果当前的classpath下存在TestDemo，则会对TestConfig这个Configuration进行加载
如果不存在，我们需要根据下面的代码进行测试调试。

2. 运行调试

1. 沿用前面spring-boot工程的测试案例，直接运行main方法，发现原本能够被加载的TestCore，发现在ioc容器中找不到了。
2. 在当前工程中指定的包com.test下创建一个TestDemo以后，再运行上面这段代码，程序能够正常执行。

2.5 Spring Boot中的条件过滤

2.5.1 spring-autoconfiguration-metadata.properties文件的作用？

在分析AutoConfigurationImportSelector的源码时，会先扫描spring-autoconfiguration-metadata.properties文件，最后扫描spring.factories对应的类时，会结合前面的元数据spring-autoconfiguration-metadata.properties进行过滤。

2.5.2 为什么要过滤呢？

原因是很多的@Configuration其实是依托于其他的框架来加载的，如果当前的classpath环境下没有相关联的依赖，则意味着这些类没必要进行加载，所以，通过这种条件过滤可以有效的减少@configuration类的数量从而降低SpringBoot的启动时间。

final class AutoConfigurationMetadataLoader {

	protected static final String PATH = "META-INF/spring-autoconfigure-metadata.properties";

	private AutoConfigurationMetadataLoader() {
	}

	static AutoConfigurationMetadata loadMetadata(ClassLoader classLoader) {
		return loadMetadata(classLoader, PATH);
	}

	//........
	//省略大部分代码
}

好了，到这里【详细学习SpringBoot自动装配原理分析之核心流程初解析-1】就先到这里，关于SpringBoot自动装配的原理后续不断更新创作中。