啥？你连SpringBoot自动装配的原理是啥都不知道？？？

野性酷女 2022-10-12 15:53 232阅读 0赞

## 前言 ##

平时的项目中一直用springboot用的挺溜，但对其中的奥妙知之甚少，今天来研究研究SpringBoot的源码，探究下其中的奥秘。

## SpringBoot的两大特性 ##

先来了解一个概念：**约定优于配置**。

**约定优于配置**：又称按约定编程，是一种软件设计范式。

本质上是说，系统、类库或框架应该假定合理的默认值，而非提供不必要的配置。比如说模型中有个叫User的类，那么数据库中对应的表就会默认命名为user，只有在偏离这一约定的时候，例如要将该表命名为person，才需要写这个名字相关的配置。

简单理解，约定优于配置就是**遵循约定**。

在约定优于配置的思想下，springboot有两大特性：①起步依赖、②自动配置。

### 起步依赖 ###

起步依赖本质上是一个maven项目对象模型（Poject Object Model，POM），定义了对其他库的传递依赖，这些东西加在一起即支持某些功能。

简单来说，起步依赖就是将具备某种功能的坐标打包到一起，并提供一些默认的功能。

### 自动配置 ###

自动配置指的是，我们在添加jar包依赖的时候，自动为我们配置一些组件的相关配置，我们无需配置或者只需少量的配置就能运行编写。

springboot的自动配置，指的是springboot会自动将一些配置类的bean注册进IOC容器，我们可以在需要的地方使用@Autowired或者@Resource等注解来直接使用她们。

“**自动**”的表现形式就是我们只需要引入我们想要的功能的包，相关的配置我们完全不用管，springboot会自动注入这些配置bean，我们直接使用这些bean即可。

## Springboot自动配置的流程 ##

我们了解了自动配置的概念之后，不禁要问，springboot是如何进行自动配置的呢？她都把哪些组件进行了自动配置？

要回答好这个问题，我们必须从springboot的源码开始分析。

Springboot的启动入口是@SpringBootApplication注解标注类中的main()方法：

![image-20210705103354936][]

@SpringBootApplication注解能够扫描Spring组件并自动配置Springboot。下面我们对@SpringBootApplication注解的内部源码进行分析。

@SpringBootApplication注解的源码定义如下：

@Target(ElementType.TYPE)   //注解的适用范围，type表示可以描述在类、接口、注解或枚举上
    @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) //注解的生命周期，Runtime运行时
    @Documented       //注解可以记录在javadoc中
    @Inherited  //注解可以被子类继承
    @SpringBootConfiguration  //标明该类为配置类
    @EnableAutoConfiguration   //启动自动配置功能
    @ComponentScan(excludeFilters = {  @Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = TypeExcludeFilter.class),
    		@Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = AutoConfigurationExcludeFilter.class) })  //包扫描器
    public @interface SpringBootApplication { 
        ...
    }

该注解是一个组合注解，前面4个是注解的元数据信息，我们主要看后面三个：@SpringBootConfiguration 、@EnableAutoConfiguration 、@ComponentScan。

### @SpringBootConfiguration ###

@SpringBootConfiguration注解的源码如下：

@Target(ElementType.TYPE)
    @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
    @Documented
    @Configuration
    public @interface SpringBootConfiguration { 
        ...
    }

可以看到@SpringBootConfiguration注解的核心注解@Configuration，该注解我们很熟悉了，她是spring提供的，表示当前类是一个配置类（XML配置文件的注解表现形式），并可以被组件扫描器扫描。

可以得出结论，@SpringBootConfiguration注解的作用和@Configuration注解相同，都是标识一个可以被组件扫描器扫描的配置类，只不过@SpringBootConfiguration是被springboot重新封装命名了而已。

### @EnableAutoConfiguration ###

@EnableAutoConfiguration注解表示开启自动配置功能，该注解是springboot框架最重要的注解，也是实现自动化配置的注解。

@EnableAutoConfiguration注解的核心源码如下：

@Target(ElementType.TYPE)
    @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
    @Documented
    @Inherited
    @AutoConfigurationPackage      //自动配置包
    @Import(AutoConfigurationImportSelector.class)  //自动配置类扫描导入
    public @interface EnableAutoConfiguration { 
      String ENABLED_OVERRIDE_PROPERTY = "spring.boot.enableautoconfiguration";
    	Class<?>[] exclude() default { };
    	String[] excludeName() default { };
    }

可以发现她也是一个组合注解，Spring中有很多以Enable开头的注解，其作用就是借助@Import来收集并注册特定场景相关的bean，并加载到IOC容器。@EnableAutoConfiguration就是借助@Import来收集所有符合自动配置条件的bean定义，并加载到IOC容器。

下面对这两个核心注解进行分析。

#### @AutoConfigurationPackage ####

查看@AutoConfigurationPackage注解的源码，如下：

@Target(ElementType.TYPE)
    @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
    @Documented
    @Inherited
    @Import(AutoConfigurationPackages.Registrar.class) //导入Registrar中注册的组件
    public @interface AutoConfigurationPackage { 
    
    }

可以看到@AutoConfigurationPackage注解的功能是由@Import注解实现的，它是spring框架的底层注解，它的作用就是给容器导入某个组件类，例如@Import(AutoConfigurationPackages.Registrar.class)，就是将Registrar这个组件类导入到容器中。查看Registrar类中的registerBeanDefinitions方法：

![image-20210705110525204][]

我们用debug模式启动，可以看到选中的部分就是我们启动类所在的包路径。

由此，我们可以知道，@AutoConfigurationPackage注解的作用就是将主程序类所在包及所有子包下的组件都扫描到spring容器中去。因此在定义项目包结构时，要求包结构的定义要规范，项目主程序启动类要定义在最外层的根目录位置，然后在根目录位置内部建立子包和类进行业务开发，这样才能够保证定义的类能够被组件扫描器扫描到。

#### @Import(AutoConfigurationImportSelector.class) ####

这个@Import是将AutoConfigurationImportSelector这个类导入到spring容器中去，AutoConfigurationImportSelector可以帮助springboot应用将所有符合条件的@Configuration配置都加载到当前的Springboot创建并使用的IOC容器（ApplicationContext）中去。

分析**AutoConfigurationImportSelector**的源码，其中有一个selectImports方法：

![image-20210705125833565][]

这个方法是告诉springboot需要导入哪些组件。

分析**getAutoConfigurationEntry**方法源码如下：

![image-20210705130144530][]

里面有一个getCandidateConfigurations方法：

![image-20210705130319536][]

里面有个loadFactoryNames方法。

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

这个方法需要传入两个参数getSpringFactoriesLoaderFactoryClass()和getBeanClassLoader()，

getSpringFactoriesLoaderFactoryClass()返回的是EnableAutoConfiguration.class：

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

getBeanClassLoader()返回的是类加载器：

protected ClassLoader getBeanClassLoader() { 
    		return this.beanClassLoader;
    	}

继续点开loadFactoryNames方法：

public static List<String> loadFactoryNames(Class<?> factoryType, @Nullable ClassLoader classLoader) { 
    		String factoryTypeName = factoryType.getName();
    		return loadSpringFactories(classLoader).getOrDefault(factoryTypeName, Collections.emptyList());
    	}
    
    	private static Map<String, List<String>> loadSpringFactories(@Nullable ClassLoader classLoader) { 
    		MultiValueMap<String, String> result = cache.get(classLoader);
    		if (result != null) { 
    			return result;
    		}
    
    		try { 
                //如果类加载器不为null,则加载类路径下spring.factories文件，将其中设置的配置类的全路径信息封装为Enumeration类对象
    			Enumeration<URL> urls = (classLoader != null ?
    					classLoader.getResources("META-INF/spring.factories") :
    					ClassLoader.getSystemResources("META-INF/spring.factories"));
    			result = new LinkedMultiValueMap<>();
                
               //循环Enumeration类对象，根据对应的节点信息生成Properties对象，通过传入的键获取值，在将值切割为一个个小的字符串转换为Array，方法result集合中
    			while (urls.hasMoreElements()) { 
    				URL url = urls.nextElement();
    				UrlResource resource = new UrlResource(url);
    				Properties properties = PropertiesLoaderUtils.loadProperties(resource);
    				for (Map.Entry<?, ?> entry : properties.entrySet()) { 
    					String factoryTypeName = ((String) entry.getKey()).trim();
    					for (String factoryImplementationName : StringUtils.commaDelimitedListToStringArray((String) entry.getValue())) { 
    						result.add(factoryTypeName, factoryImplementationName.trim());
    					}
    				}
    			}
    			cache.put(classLoader, result);
    			return result;
    		}
    		catch (IOException ex) { 
    			throw new IllegalArgumentException("Unable to load factories from location [" +
    					FACTORIES_RESOURCE_LOCATION + "]", ex);
    		}
    	}

debug跟踪了一下，看了下result里面的值：

![image-20210705131745720][]

中间有一步加载类路径下spring.factories文件，这个文件是在哪儿呢？如下图，是在META-INF/spring.factories路径下：

![image-20210705132236161][]

查看这个文件的路径：

![image-20210705132033038][]

spring.factories文件中配置的自动配置类的全路径：

![image-20210705132432752][]

@EnableAutoConfiguration就是从classpath中搜寻META-INF/spring.factories配置文件，并将其中`org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration`对应的配置项通过反射（Java Reflection）实例化为对应的标注了@Configuration的JavaConfig形式的配置类，并加载到IOC容器中。

例如：我们在项目中添加了Web环境依赖启动器，对应的WebMvcAutoConfiguration自动配置类就会生效，在该自动配置类里面通过全注解配置的方式对SpringMVC运行所需要的环境进行了默认配置，包括默认前缀、默认后缀、视图解析器、MVC校验器等。这些自动配置类的本质是传统SpringMVC框架对应的XML配置文件，只不过在SpringBoot中以自动配置类的形式进行了预先配置。因此，在SpringBoot项目中加入了相关依赖启动器之后，基本上不需要任何配置就可以运行程序。当然，我们也可以对这些自动配置类中的默认配置进行更改。

### 总结-自动配置的步骤： ###

springboot底层实现自动配置的步骤是：

1.  SpringBoot应用启动；
2.  @SpringBootApplication起作用；
3.  @EnableAutoConfiguration；
4.  @AutoConfigurationPackage：这个组合注解主要是@Import(AutoConfigurationPackages.Registrar.class)，她通过将Registrar类导入到容器中，Registrar类的主要作用是扫描主配置类同级目录及子包，并将相应的组件导入到Springboot创建管理的容器中去；
5.  @Import(AutoConfigurationImportSelector.class)：通过将AutoConfigurationImportSelector类导入到容器中，AutoConfigurationImportSelector类的主要作用是通过selectImports方法执行过程中，会使用内部工具类SpringFactoriesLoader，查找classpath上所有jar包中的的META/spring.factories进行加载，实现将配置类信息交给SpringFactory加载器进行一系列的容器创建过程。

### @ComponentScan ###

@ComponentScan注解的作用是扫描包路径，并将对应的类加载到容器中。具体扫描的包路径由SpringBoot项目的主程序启动类的位置所决定，而主启动类的位置是由前面的@AutoConfigurationPackage注解进行解析得到的。

对于@ComponentScan和@AutoConfigurationPackage的关系，可以这样理解，虽然@ComponentScan开启了包的扫描，但是她没有指定扫描的package，至于要扫描哪些packages，是由@EnableAutoConfiguration包含的@AutoConfigurationPackage决定的。

## 总结 ##

@SpringBootApplication的注解的功能，就是几个组合注解：

![image-20210705140119067][]

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