Spring Boot Starter设计实现

前言

Starter 是 Spring Boot 非常重要的一个硬核功能。
通过 Starter 我们可以快速的引入一个功能或模块，而无须关心模块依赖的其它组件。关于配置，Spring Boot 采用“约定大于配置”的设计理念，Starter 一般都会提供默认配置，只有当我们有特殊需求的时候，才需要在application.yaml里进行单独配置以覆盖掉默认配置。

例如，我们开发一个 Web 应用，需要用到 Spring MVC、Tomcat 等组件，我们只需要依赖spring-boot-starter-web 即可，Starter 已经包含了开发一个 Web 应用所需的所有组件和依赖包，同时提供了 Web 服务的默认配置，比如端口是 8080。

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

当我们有特殊需求时，比如要修改服务端口，才需要额外配置application.yaml

server:
  port: 8090

理解Starter

Starter 是什么？？？
Starter 是一个 Spring Boot 项目，它包含了一个功能或模块依赖的所有组件。一般来说，Starter 项目本身不包含任何代码，只管理依赖。

Starter 要解决什么问题？？？
没有 Starter 的时候，我们要引入一个功能或模块，首先要了解这个功能或模块依赖了哪些组件，还要管理依赖的版本。依赖完以后，还要配置所需的 bean，以及其它一些配置文件的编写。整个过程极其繁琐，门槛高。
Starter 解决了依赖和配置的问题，它把所需的依赖打成一个包，得益于 Spring Boot 自动装配，同时解决了 bean 的配置问题。引入 Starter 就可以实现零配置或少量配置来使用相应的功能。

Starter 是怎么实现的？？？
Starter 依赖 Spring Boot 自动装配的特性，它首先包含模块依赖的所有第三方库，再通过若干个XXXAutoConfiguration 的自动配置类来声明模块所需的 Bean，Spring Boot 程序启动时会自动加载这些配置类，把对应的 Bean 注册到容器，以实现某个功能。

Starter实战

通过编写一个我们自己的 Starter 来进一步理解其原理。
需求：编写一个可以操作 Redis 的客户端 Starter。
项目结构

redis-client
 - client
 - redis-spring-boot
  - redis-spring-boot-starter
  - redis-spring-boot-autoconfigure

模块介绍

模块	说明
redis-client	父项目，管理依赖
client	Redis 客户端核心模块
redis-spring-boot	Redis 客户端和 Spring Boot 整合模块
redis-spring-boot-starter	Redis 客户端启动器
redis-spring-boot-autoconfigure	Redis 客户端自动装配模块（核心）

redis-client
基础模块，没有代码，主要管理依赖。因为要操作 Redis，这里引入 jedis。

<dependencyManagement>
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>io.redisgroupId>
            <artifactId>clientartifactId>
            <version>${project.version}version>
        dependency>
        <dependency>
            <groupId>redis.clientsgroupId>
            <artifactId>jedisartifactId>
            <version>4.4.6version>
        dependency>
    dependencies>
dependencyManagement>

client
client 是 Redis 客户端核心模块，提供了操作 Redis 的客户端实现。它应该被设计成可以脱离 Spring 独立运行的，所以这个项目不应该依赖 Spring 任何东西。
首先抽象一个客户端接口，出于简单考虑，这里只提供 get、set 方法

public interface RedisClient {

    void set(String key, String value);

    String get(String key);
}

同时提供一个默认实现，这里只是对 jedis 做一层包装

public class DefaultRedisClient implements RedisClient {

    private final Jedis jedis;

    public DefaultRedisClient(Jedis jedis) {
        this.jedis = jedis;
    }

    @Override
    public void set(String key, String value) {
        jedis.set(key, value);
    }

    @Override
    public String get(String key) {
        return jedis.get(key);
    }
}

再提供一个工厂类，用来创建客户端实例

public class RedisClientFactory {

    public static RedisClient create(String host, int port, String user, String password, int database) {
        JedisClientConfig config = DefaultJedisClientConfig.builder().user(user).password(password).database(database).build();
        Jedis jedis = new Jedis(host, port, config);
        return new DefaultRedisClient(jedis);
    }
}

至此，client 模块就完成了，而且是可以直接跑的，无需 Spring。

redis-spring-boot
为了开发者更加方便的在 Spring Boot 环境下使用我们的 Redis Client，我们要和 Spring Boot 做一个整合，为此再单独新建一个 redis-spring-boot 模块。它是一个父模块，主要管理依赖

<dependencyManagement>
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.bootgroupId>
            <artifactId>spring-boot-starterartifactId>
            <version>2.7.18version>
        dependency>
        <dependency>
            <groupId>io.redisgroupId>
            <artifactId>redis-spring-boot-autoconfigureartifactId>
            <version>${project.version}version>
        dependency>
    dependencies>
dependencyManagement>

redis-spring-boot-starter
我们的 Starter 模块，也就是开发者要引入的唯一一个模块。模块的命名上大家要注意，spring-boot-starter-XXX 这种前缀是 Spring Boot 官方保留的名字，我们不要用，建议用XXX-spring-boot-starter 风格命名。
Starter 模块一般没有代码，只管理依赖的组件，这里主要是引入我们的自动装配模块

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>io.redisgroupId>
        <artifactId>redis-spring-boot-autoconfigureartifactId>
    dependency>
dependencies>

redis-spring-boot-autoconfigure
Redis Client 与 Spring Boot 整合的自动装配模块，也是我们这个示例中的核心模块。先看依赖：

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.bootgroupId>
        <artifactId>spring-boot-starterartifactId>
    dependency>
    <dependency>
        <groupId>io.redisgroupId>
        <artifactId>clientartifactId>
    dependency>
dependencies>

RedisClientAutoConfiguration：自动配置类，Spring Boot 启动时会自动加载。它的加载是有条件的，首先得是 ClassPath 下包含 RedisClient.class，没有这个类我们就没法自动装配；其次是redis.enabled 不配置或者必须为 true 才会启用，否则是禁用的。

@Configuration
@ConditionalOnClass(RedisClient.class)
@ConditionalOnProperty(
        prefix = "redis",
        name = {"enabled"},
        matchIfMissing = true
)
@EnableConfigurationProperties(RedisClientProperties.class)
public class RedisClientAutoConfiguration {

    @Bean
    public RedisClient redisClient(RedisClientProperties properties) {
        return RedisClientFactory.create(properties.getHost(), properties.getPort(),
                properties.getUser(), properties.getPassword(), properties.getDatabase());
    }
}

自动配置类还开启了自动配置属性，类是 RedisClientProperties。按照“约定大于配置”的理念，我们提供了默认配置，开发者也可以选择覆盖默认配置

@ConfigurationProperties(
        prefix = "redis",
        ignoreUnknownFields = true
)
public class RedisClientProperties {

    private String host = "localhost";

    private int port = 6379;

    private String user;

    private String password;

    private int database = 0;
    // 忽略 getter、setter
}

最后，要想办法让 Spring Boot 加载我们的配置类。按照 Spring Boot 自动装配的规则，我们编写META-INF/spring.factories文件

org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration=\
  io.redis.client.spring.boot.autoconfigure.RedisClientAutoConfiguration

至此，我们的 Starter 就开发完毕了，把它安装到 Maven 仓库就可以给其它小伙伴用了。

测试一下
新建一个测试项目，引入依赖

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>io.redisgroupId>
        <artifactId>redis-spring-boot-starterartifactId>
        <version>1.0-SNAPSHOTversion>
    dependency>
dependencies>

编写一个启动类，注入 RedisClient，尝试读取一下数据，是成功的

@SpringBootApplication
public class Application {

    @Autowired
    RedisClient redisClient;

    public static void main(String[] args) {
        ConfigurableApplicationContext context = SpringApplication.run(Application.class, args);
        RedisClient redisClient = context.getBean(Application.class).redisClient;
        redisClient.set("haha", "xixi");
        System.err.println(redisClient.get("haha"));
    }
}

尾巴

Starter 是 Spring Boot 框架中的一个重要概念，它提供了一种便捷的方式来配置和使用特定功能的 Spring Boot 应用程序。通常一个 Starter 是一个包含了一组相关依赖和配置的项目，目的是为了简化应用程序的开发和部署过程。
Starter 的设计目标是通过隐藏繁琐的配置细节和依赖声明，使开发者能够更专注于业务逻辑的实现。当你想要使用某个功能或集成某个组件时，只需引入相应的 Starter 依赖，Spring Boot 就会自动配置相关的组件，并提供默认的配置选项，大大减少了手动配置的工作量。
Starter 依赖于 Spring Boot 自动装配的特性，理解了自动装配你就理解了 Starter。