SpringBoot系列(十一)条件注解的底层实现

刺骨的言语ヽ痛彻心扉 2022-05-31 14:20 197阅读 0赞

## 前言 ##

>  *  SpringBoot内部提供了特有的注解：条件注解(Conditional Annotation)。比如@ConditionalOnBean、@ConditionalOnClass、@ConditionalOnExpression、@ConditionalOnMissingBean等。
>  *  条件注解存在的意义在于动态识别(也可以说是代码自动化执行)。比如@ConditionalOnClass会检查类加载器中是否存在对应的类，如果有的话被注解修饰的类就有资格被Spring容器所注册，否则会被skip。

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## 一、条件注解内部 ##

在分析条件注解的底层实现之前，我们先来看一下这些条件注解的定义。以@ConditionalOnClass注解为例，它的定义如下：

@Target({ ElementType.TYPE, ElementType.METHOD })
    @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
    @Documented
    @Conditional(OnClassCondition.class)
    public @interface ConditionalOnClass { 
      Class<?>[] value() default {}; // 需要匹配的类
      String[] name() default {}; // 需要匹配的类名
    }

它有2个属性，分别是类数组和字符串数组(作用一样，类型不一样)，而且被@Conditional注解所修饰，这个@Conditional注解有个名为values的Class< ? extends Condition >\[\]类型的属性。 这个Condition是个接口，用于匹配组件是否有资格被容器注册，定义如下：

public interface Condition {
          // ConditionContext内部会存储Spring容器、应用程序环境信息、资源加载器、类加载器
          boolean matches(ConditionContext context, AnnotatedTypeMetadata metadata);
        }

也就是说@Conditional注解属性中可以持有多个Condition接口的实现类，所有的Condition接口需要全部匹配成功后这个@Conditional修饰的组件才有资格被注册。

Condition接口有个子接口ConfigurationCondition：

public interface ConfigurationCondition extends Condition { 
    
      ConfigurationPhase getConfigurationPhase();
    
      public static enum ConfigurationPhase {
    
        PARSE_CONFIGURATION,
    
        REGISTER_BEAN
      }
    
    }

这个子接口是一种特殊的条件接口，多了一个getConfigurationPhase方法，也就是条件注解的生效阶段。只有在ConfigurationPhase中定义的两种阶段下才会生效。

Condition接口有个实现抽象类SpringBootCondition，SpringBoot中所有条件注解对应的条件类都继承这个抽象类。它实现了matches方法：

@Override
    public final boolean matches(ConditionContext context,
            AnnotatedTypeMetadata metadata) {
      String classOrMethodName = getClassOrMethodName(metadata); // 得到类名或者方法名(条件注解可以作用的类或者方法上)
      try {
        ConditionOutcome outcome = getMatchOutcome(context, metadata); // 抽象方法，具体子类实现。ConditionOutcome记录了匹配结果boolean和log信息
        logOutcome(classOrMethodName, outcome); // log记录一下匹配信息
        recordEvaluation(context, classOrMethodName, outcome); // 报告记录一下匹配信息
        return outcome.isMatch(); // 返回是否匹配
      }
      catch (NoClassDefFoundError ex) {
        throw new IllegalStateException(
                "Could not evaluate condition on " + classOrMethodName + " due to "
                        + ex.getMessage() + " not "
                        + "found. Make sure your own configuration does not rely on "
                        + "that class. This can also happen if you are "
                        + "@ComponentScanning a springframework package (e.g. if you "
                        + "put a @ComponentScan in the default package by mistake)",
                ex);
      }
      catch (RuntimeException ex) {
        throw new IllegalStateException(
                "Error processing condition on " + getName(metadata), ex);
      }
    }

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## 二、基于Class的条件注解 ##

SpringBoot提供了两个基于Class的条件注解：@ConditionalOnClass(类加载器中存在指明的类)或者@ConditionalOnMissingClass(类加载器中不存在指明的类)。

@ConditionalOnClass或者@ConditionalOnMissingClass注解对应的条件类是OnClassCondition，定义如下：

@Order(Ordered.HIGHEST_PRECEDENCE) // 优先级、最高级别
    class OnClassCondition extends SpringBootCondition {
    
      @Override
      public ConditionOutcome getMatchOutcome(ConditionContext context,
            AnnotatedTypeMetadata metadata) {
    
        StringBuffer matchMessage = new StringBuffer(); // 记录匹配信息
    
        MultiValueMap<String, Object> onClasses = getAttributes(metadata,
                ConditionalOnClass.class); // 得到@ConditionalOnClass注解的属性
        if (onClasses != null) { // 如果属性存在
            List<String> missing = getMatchingClasses(onClasses, MatchType.MISSING,
                    context); // 得到在类加载器中不存在的类
            if (!missing.isEmpty()) { // 如果存在类加载器中不存在对应的类，返回一个匹配失败的ConditionalOutcome
                return ConditionOutcome
                        .noMatch("required @ConditionalOnClass classes not found: "
                                + StringUtils.collectionToCommaDelimitedString(missing));
            }
                    // 如果类加载器中存在对应的类的话，匹配信息进行记录
            matchMessage.append("@ConditionalOnClass classes found: "
                    + StringUtils.collectionToCommaDelimitedString(
                            getMatchingClasses(onClasses, MatchType.PRESENT, context)));
        }
            // 对@ConditionalOnMissingClass注解做相同的逻辑处理(说明@ConditionalOnClass和@ConditionalOnMissingClass可以一起使用)
        MultiValueMap<String, Object> onMissingClasses = getAttributes(metadata,
                ConditionalOnMissingClass.class);
        if (onMissingClasses != null) {
            List<String> present = getMatchingClasses(onMissingClasses, MatchType.PRESENT,
                    context);
            if (!present.isEmpty()) {
                return ConditionOutcome
                        .noMatch("required @ConditionalOnMissing classes found: "
                                + StringUtils.collectionToCommaDelimitedString(present));
            }
            matchMessage.append(matchMessage.length() == 0 ? "" : " ");
            matchMessage.append("@ConditionalOnMissing classes not found: "
                    + StringUtils.collectionToCommaDelimitedString(getMatchingClasses(
                            onMissingClasses, MatchType.MISSING, context)));
        }
            // 返回全部匹配成功的ConditionalOutcome
        return ConditionOutcome.match(matchMessage.toString());
        }
    
      private enum MatchType { // 枚举：匹配类型。用于查询类名在对应的类加载器中是否存在。
    
        PRESENT { // 匹配成功
            @Override
            public boolean matches(String className, ConditionContext context) {
                return ClassUtils.isPresent(className, context.getClassLoader());
            }
        },
    
        MISSING { // 匹配不成功
            @Override
            public boolean matches(String className, ConditionContext context) {
                return !ClassUtils.isPresent(className, context.getClassLoader());
            }
        };
    
        public abstract boolean matches(String className, ConditionContext context);
    
      }
    
    }

SpringBoot还提供了其他比如ConditionalOnBean、ConditionalOnJava、ConditionalOnNotWebApplication、ConditionalOnWebApplication、ConditionalOnResource、ConditionalOnProperty、ConditionalOnExpression等条件注解，有兴趣的读者可以自行查看它们的底层处理逻辑。

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## 三、各种条件注解的总结 ##

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>条件注解</th> 
   <th align="center">对应的Condition处理类</th> 
   <th align="right">处理逻辑</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>@ConditionalOnBean</td> 
   <td align="center">OnBeanCondition</td> 
   <td align="right">Spring容器中是否存在对应的实例。可以通过实例的类型、类名、注解、昵称去容器中查找(可以配置从当前容器中查找或者父容器中查找或者两者一起查找)这些属性都是数组，通过”与”的关系进行查找</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>@ConditionalOnClass</td> 
   <td align="center">OnClassCondition</td> 
   <td align="right">类加载器中是否存在对应的类。可以通过Class指定(value属性)或者Class的全名指定(name属性)。如果是多个类或者多个类名的话，关系是”与”关系，也就是说这些类或者类名都必须同时在类加载器中存在</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>@ConditionalOnExpression</td> 
   <td align="center">OnExpressionCondition</td> 
   <td align="right">判断SpEL 表达式是否成立</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>@ConditionalOnJava</td> 
   <td align="center">OnJavaCondition</td> 
   <td align="right">指定Java版本是否符合要求。内部有2个属性value和range。value表示一个枚举的Java版本，range表示比这个老或者新于等于指定的Java版本(默认是新于等于)。内部会基于某些jdk版本特有的类去类加载器中查询，比如如果是jdk9，类加载器中需要存在java.security.cert.URICertStoreParameters；如果是jdk8，类加载器中需要存在java.util.function.Function；如果是jdk7，类加载器中需要存在java.nio.file.Files；如果是jdk6，类加载器中需要存在java.util.ServiceLoader</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>@ConditionalOnMissingBean</td> 
   <td align="center">OnBeanCondition</td> 
   <td align="right">Spring容器中是否缺少对应的实例。可以通过实例的类型、类名、注解、昵称去容器中查找(可以配置从当前容器中查找或者父容器中查找或者两者一起查找)这些属性都是数组，通过”与”的关系进行查找。还多了2个属性ignored(类名)和ignoredType(类名)，匹配的过程中会忽略这些bean</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>@ConditionalOnMissingClass</td> 
   <td align="center">OnClassCondition</td> 
   <td align="right">跟ConditionalOnClass的处理逻辑一样，只是条件相反，在类加载器中不存在对应的类</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>@ConditionalOnNotWebApplication</td> 
   <td align="center">OnWebApplicationCondition</td> 
   <td align="right">应用程序是否是非Web程序，没有提供属性，只是一个标识。会从判断Web程序特有的类是否存在，环境是否是Servlet环境，容器是否是Web容器等</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>@ConditionalOnProperty</td> 
   <td align="center">OnPropertyCondition</td> 
   <td align="right">应用环境中的屬性是否存在。提供prefix、name、havingValue以及matchIfMissing属性。prefix表示属性名的前缀，name是属性名，havingValue是具体的属性值，matchIfMissing是个boolean值，如果属性不存在，这个matchIfMissing为true的话，会继续验证下去，否则属性不存在的话直接就相当于匹配不成功</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>@ConditionalOnResource</td> 
   <td align="center">OnResourceCondition</td> 
   <td align="right">是否存在指定的资源文件。只有一个属性resources，是个String数组。会从类加载器中去查询对应的资源文件是否存在</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>@ConditionalOnSingleCandidate</td> 
   <td align="center">OnBeanCondition</td> 
   <td align="right">Spring容器中是否存在且只存在一个对应的实例。只有3个属性value、type、search。跟ConditionalOnBean中的这3种属性值意义一样</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>@ConditionalOnWebApplication</td> 
   <td align="center">OnWebApplicationCondition</td> 
   <td align="right">应用程序是否是Web程序，没有提供属性，只是一个标识。会从判断Web程序特有的类是否存在，环境是否是Servlet环境，容器是否是Web容器等</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

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<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>例子</th> 
   <th align="center">意义</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>@ConditionalOnBean(javax.sql.DataSource.class)</td> 
   <td align="center">Spring容器或者所有父容器中需要存在至少一个javax.sql.DataSource类的实例</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>@ConditionalOnClass({ Configuration.class,FreeMarkerConfigurationFactory.class })</td> 
   <td align="center">类加载器中必须存在Configuration和FreeMarkerConfigurationFactory这两个类</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>@ConditionalOnExpression(“’${server.host}’==’localhost’”)</td> 
   <td align="center">server.host配置项的值需要是localhost</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>ConditionalOnJava(JavaVersion.EIGHT)</td> 
   <td align="center">Java版本至少是8</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>@ConditionalOnMissingBean(value = ErrorController.class, search = SearchStrategy.CURRENT)</td> 
   <td align="center">Spring当前容器中不存在ErrorController类型的bean</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>@ConditionalOnMissingClass(“GenericObjectPool”)</td> 
   <td align="center">类加载器中不能存在GenericObjectPool这个类</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>@ConditionalOnNotWebApplication</td> 
   <td align="center">必须在非Web应用下才会生效</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>@ConditionalOnProperty(prefix = “spring.aop”, name = “auto”, havingValue = “true”, matchIfMissing = true)</td> 
   <td align="center">应用程序的环境中必须有spring.aop.auto这项配置，且它的值是true或者环境中不存在spring.aop.auto配置(matchIfMissing为true)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>@ConditionalOnResource(resources=”mybatis.xml”)</td> 
   <td align="center">类加载路径中必须存在mybatis.xml文件</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>@ConditionalOnSingleCandidate(PlatformTransactionManager.class)</td> 
   <td align="center">Spring当前或父容器中必须存在PlatformTransactionManager这个类型的实例，且只有一个实例</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>@ConditionalOnWebApplication</td> 
   <td align="center">必须在Web应用下才会生效</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

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## 四、SpringBoot条件注解的激活机制 ##

想了解SpringBoot条件注解的激活机制的可以参考原文章；

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