SpringBoot原理之自动配置机制详解

编辑: admin 分类: java 发布时间: 2021-12-03 来源:互联网

前言

在当下的java生态里，SpringBoot已经成为事实上的开发标准，绝大多数人现在都是面向SpringBoot编程。SpringBoot是对Spring的进一步封装，整合了分布式系统上下游所需的各种类库和组件，并且实现了开箱即用，而这一切的底层基础就是SpringBoot的自动配置机制。

Spring配置类

Spring引入配置类是为了：1）替换冗长繁琐的配置文件，2）提供更灵活的bean定义方式。使用@Configuration注解去标记一个配置类，通过其中含有@Bean注解的方法去创建一个bean，如下代码

@Configuration
public class HelloAutoConfiguration {

    @Bean
    HelloService helloService() {
        return new HelloService;
    }

}

即为一个简单的配置类，并且定义了一个HelloService的bean。在此之上，Spring还提供了一套条件加载机制，可以去动态控制一个配置类是否被加载。通过实现org.springframework.context.annotation.Condition接口，开发者就可以自己控制配置类的加载条件，满足很多复杂的场景

SpringBoot自动配置

介绍完了Spring的配置类，我们来看看SpringBoot是怎么利用这套机制去实现自动配置的。

自动配置的概念

首先，什么是自动配置？我们看一下SpringBoot对于自动配置类的定义：

Auto-configuration classes are regular Spring @Configuration beans. They are located using the SpringFactoriesLoader mechanism (keyed against this class). Generally auto-configuration beans are @Conditional beans (most often using @ConditionalOnClass and @ConditionalOnMissingBeanannotations).

自动配置类就是一个普通的@Configuration配置类，通常会带有一些@Conditional条件注解，并且使用SpringFactoriesLoader机制去定位加载它们（并非都是如此，还有其他一些Spring固有的加载方式，比如通过@ComponentScan包扫描或者显式@Import方式都可以让它们被发现）。

自动配置的运行机制

加载方式

自动配置机制的启用是通过@EnableAutoConfiguration注解去控制的，因此需要在SpringBoot工程的入口类上启用该注解，但是通常，我们一般使用@SpringBootApplication来代替，后者是一个注解的合集，包含了一些必要的默认配置，其中就有@EnableAutoConfiguration注解，其类的注释上是这么描述的：

Indicates a Configuration class that declares one or more @Bean methods and also triggers auto-configuration and component scanning. This is a convenience annotation that is equivalent to declaring @Configuration, @EnableAutoConfiguration and @ComponentScan.

它本身既标识一个配置类，同时也开启了自动配置和组件扫描。

回到@EnableAutoConfiguration注解上，我们看一下该注解的定义

@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 {};
}

其中@Import(AutoConfigurationImportSelector.class)是功能生效的关键，该注解导入了AutoConfigurationImportSelector组件到Spring环境中，开启自动配置类的扫描加载工作，该类实现了接口org.springframework.context.annotation.ImportSelector

public interface ImportSelector {

    /**
     * Select and return the names of which class(es) should be imported based on
     * the {@link AnnotationMetadata} of the importing @{@link Configuration} class.
     * @return the class names, or an empty array if none
     */
    String[] selectImports(AnnotationMetadata importingClassMetadata);

   ....其他省略
}

其中selectImports方法会在Spring启动时被调用，用于返回所有的自动配置类，调用入口在org.springframework.context.annotation.ConfigurationClassParser类中，该类是Spring专门用来加载处理所有@Configuration配置类的，具体的加载细节，限于篇幅问题，就不在本文中展开说明了，读者们可自行去阅读源码，本人也许会在后续再另开一篇详细说明。接着说selectImports方法，我们来看一下自动配置类的加载过程，AutoConfigurationImportSelector对于该方法的具体实现为

    @Override
    public String[] selectImports(AnnotationMetadata annotationMetadata) {
        if (!isEnabled(annotationMetadata)) {
            return NO_IMPORTS;
        }
        AutoConfigurationEntry autoConfigurationEntry = getAutoConfigurationEntry(annotationMetadata);
        return StringUtils.toStringArray(autoConfigurationEntry.getConfigurations());
    }

isEnabled方法是一个开关，用于控制是否启用自动配置，逻辑很简单，略过不提，往下看，关键逻辑在getAutoConfigurationEntry方法中，跟下去

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

很容易看到加载逻辑在getCandidateConfigurations方法中，后续代码是去重和过滤的过程，再往下看

    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;
    }

这个方法就很简单明显了，直接调用SpringFactoriesLoader去加载对应的内容，接下来我们再聊聊SpringFactoriesLoader机制是怎么回事。

SpringFactoriesLoader机制

SpringFactoriesLoader直译过来就是工厂加载机制，是Spring仿照Java的SPI机制实现的一套类加载机制，通过读取模块内的META-INF/spring.factories文件来加载类，该文件为Properties格式，其中key部分是一个Class全限定名称，可以是一个接口、抽象类或者注解等，而value部分是一个支持逗号分割的实现类列表，比如

而SpringFactoriesLoader就是Spring提供的一个用于读取解析META-INF/spring.factories文件的工具类，通过传入一个Class类型加载其对应的实现类列表。

SpringFactoriesLoader如何应用在自动配置中

介绍完了SpringFactoriesLoader，我们来研究一下SpringBoot的自动配置机制中是怎么使用它的，回到上面的getCandidateConfigurations方法中，我们看一下这一行

List<String> configurations = SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames(getSpringFactoriesLoaderFactoryClass(),
                getBeanClassLoader());

其中第一个参数是key对应Class类型，第二个参数是用哪个ClassLoader去加载配置文件，我们看一下getSpringFactoriesLoaderFactoryClass这个方法返回的具体Class是什么

    protected Class<?> getSpringFactoriesLoaderFactoryClass() {
        return EnableAutoConfiguration.class;
    }

很简单，直接返回@EnableAutoConfiguration注解对应的class类型，那么自动配置类在META-INF/spring.factories文件中的配置方式就显而易见了，上面截图中最前面的部分

# AutoConfiguration
org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration=\
org.springframework.cloud.autoconfigure.ConfigurationPropertiesRebinderAutoConfiguration,\
org.springframework.cloud.autoconfigure.LifecycleMvcEndpointAutoConfiguration,\
org.springframework.cloud.autoconfigure.RefreshAutoConfiguration,\
org.springframework.cloud.autoconfigure.RefreshEndpointAutoConfiguration,\
org.springframework.cloud.autoconfigure.WritableEnvironmentEndpointAutoConfiguration

就是对应的自动配置类了。这些被配置在此处的类都会被作为自动配置类加载到Spring中，然后进行相应的处理，发挥出每个类的功能作用。

小结

SpringBoot的自动配置机制就简单介绍到这里了，相信看官们看完了之后也都有了一些了解，当然这篇文章里还有很多相关内容没有涉及到，包括自动配置类的条件加载方式、多个类之间的加载顺序控制、排除和过滤机制，以及如何自定义自动配置类、重写框架默认行为等等，这些内容笔者会在后续的文章中再进行详细探讨。

到此这篇关于SpringBoot原理之自动配置机制的文章就介绍到这了,更多相关SpringBoot自动配置机制内容请搜索自由互联以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持自由互联！

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