SpringBoot自动配置原理

发表于： 2020-04-06 分类于：服务端技术

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我们知道SpringBoot的理念就是约定大于配置，这也使得我们在开发应用程序的过程更加便捷，以前的大量XML配置直接是噩梦呀，现在出现了SpringBoot明显降低了开发成本，而且大量的注解的使用帮我们省略掉了很多代码。本篇文章主要探究的是SpringBoot是如何实现自动配置并且如何加载配置Bean的，其实主要就是探究@EnableAutoConfiguration注解究竟发挥了怎样的作用。

@EnableAutoConfiguration

@SpringBootApplication其实是三个注解的组合体，这三个注解中@Configuration和@ComponentScan对我们来说并不陌生，今天我们主要探究的是@EnableAutoConfiguration 。

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
@AutoConfigurationPackage
@Import(AutoConfigurationImportSelector.class)
public @interface EnableAutoConfiguration {
	...
}

其中最关键的要属@Import(AutoConfigurationImportSelector.class)，借助AutoConfigurationImportSelector，@EnableAutoConfiguration可以帮助SpringBoot应用将所有符合条件的@Configuration配置都加载到当前SpringBoot创建并使用的IoC容器中。

借助于Spring框架原有的一个工具类：SpringFactoriesLoader的支持，@EnableAutoConfiguration可以智能的自动配置功效才得以大功告成！

在AutoConfigurationImportSelector类中可以看到通过SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames() 把spring-boot-autoconfigure.jar/META-INF/spring.factories中每一个xxxAutoConfiguration文件都加载到容器中，spring.factories文件里每一个xxxAutoConfiguration文件一般都会有下面的条件注解。

@ConditionalOnClass ： classpath中存在该类时起效
@ConditionalOnMissingClass ： classpath中不存在该类时起效
@ConditionalOnBean ： DI容器中存在该类型Bean时起效
@ConditionalOnMissingBean ： DI容器中不存在该类型Bean时起效
@ConditionalOnSingleCandidate ： DI容器中该类型Bean只有一个或@Primary的只有一个时起效
@ConditionalOnExpression ： SpEL表达式结果为true时
@ConditionalOnProperty ：参数设置或者值一致时起效
@ConditionalOnResource ：指定的文件存在时起效
@ConditionalOnJndi ：指定的JNDI存在时起效
@ConditionalOnJava ：指定的Java版本存在时起效
@ConditionalOnWebApplication ： Web应用环境下起效
@ConditionalOnNotWebApplication ：非Web应用环境下起效

SpringFactoriesLoader

SpringFactoriesLoader属于Spring框架私有的一种扩展方案（类似于Java的SPI方案java.util.ServiceLoader)，其主要功能就是从指定的配置文件META-INF/spring-factories加载配置，spring-factories是一个典型的java properties文件，只不过Key和Value都是Java类型的完整类名，比如：

xpu.MyService = xpu.MyServiceImpl

对于@EnableAutoConfiguration来说，SpringFactoriesLoader的用途稍微不同一些，其本意是为了提供SPI扩展的场景，而在@EnableAutoConfiguration场景中，它更多提供了一种配置查找的功能支持，即根据@EnableAutoConfiguration的完整类名org.springframework.boot.autoconfig.EnableAutoConfiguration作为查找的Key，获得对应的一组@Configuration类。

SpringFactoriesLoader是一个抽象类，类中定义的静态属性定义了其加载资源的路径public static final String FACTORIES_RESOURCE_LOCATION = “META-INF/spring.factories”，此外还有三个静态方法

loadFactories：加载指定的factoryClass并进行实例化。
loadFactoryNames：加载指定的factoryClass的名称集合。
instantiateFactory：对指定的factoryClass进行实例化。

loadFactories还是调用了loadFactoryNames与instantiateFactory方法。loadFactories方法首先获取类加载器，然后调用loadFactoryNames方法获取所有的指定资源的名称集合、接着调用instantiateFactory方法实例化这些资源类并将其添加到result集合中。最后调用AnnotationAwareOrderComparator.sort方法进行集合的排序。

我们可以看一下SpringBoot的自动配置的Bean有哪些，见下图：

自动配置示例

下面结合一个例子来加深理解，例子展示的是当项目启动时如果某个类存在就自动配置这个Bean，并且这个属性可以在application.properties中配置。新建一个Maven项目，pom.xml文件如下：

pom.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <groupId>xpu.tim</groupId>
    <artifactId>autoconfig-demo</artifactId>
    <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    <packaging>jar</packaging>

    <properties>
        <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
        <maven.compiler.source>1.8</maven.compiler.source>
        <maven.compiler.target>1.8</maven.compiler.target>
    </properties>

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-autoconfigure</artifactId>
            <version>2.0.4.RELEASE</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-configuration-processor</artifactId>
            <version>2.0.4.RELEASE</version>
            <optional>true</optional>
        </dependency>
    </dependencies>
</project>

Person.java

package xpu.edu.tim;

public class Person {
    private String name;

    public String sayName(){
        return "My Name is " + name;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

PersonProperties.java

package xpu.edu.tim;

import org.springframework.boot.context.properties.ConfigurationProperties;

@ConfigurationProperties(prefix = "person") //获取属性值
public class PersonProperties {
    private static final String NAME = "Jock.Tim";

    private String name = NAME ;

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

PersonAutoConfiguration.java

package xpu.edu.tim;

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.autoconfigure.condition.ConditionalOnClass;
import org.springframework.boot.autoconfigure.condition.ConditionalOnMissingBean;
import org.springframework.boot.autoconfigure.condition.ConditionalOnProperty;
import org.springframework.boot.context.properties.EnableConfigurationProperties;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

@Configuration
//为带有@ConfigurationProperties注解的Bean提供有效的支持。
//这个注解可以提供一种方便的方式来将带有@ConfigurationProperties注解的类注入为Spring容器的Bean。
@EnableConfigurationProperties(PersonProperties.class)//开启属性注入,通过@autowired注入
@ConditionalOnClass(Person.class)//判断这个类是否在classpath中存在，如果存在，才会实例化一个Bean
@ConditionalOnProperty(prefix="person", value="enabled", matchIfMissing = true)
public class PersonAutoConfiguration {
    @Autowired
    private PersonProperties personProperties;

    @Bean
    @ConditionalOnMissingBean(Person.class)//容器中如果没有Person这个类,那么自动配置这个Person
    public Person person() {
        Person person = new Person();
        person.setName(personProperties.getName());
        return person;
    }
}

spring.factories

org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration=xpu.edu.tim.PersonAutoConfiguration

最后使用mvn package将上面项目打包，使用mvn install:install-file命令将打包文件上传到本地Maven仓库进行测试，下面再新建一个Maven项目用于测试。

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 https://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>2.2.6.RELEASE</version>
        <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
    </parent>
    <groupId>edu.tim</groupId>
    <artifactId>spring-boot-start</artifactId>
    <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
    <name>spring-boot-start</name>
    <description>Demo project for Spring Boot</description>

    <properties>
        <java.version>1.8</java.version>
    </properties>

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
        </dependency>
        
		<dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
        
        <!-- 引入上面的模块 -->
        <dependency>
            <groupId>xpu.tim</groupId>
            <artifactId>autoconfig-demo</artifactId>
            <version>1.0-SNAPSHOT</version>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
            <exclusions>
                <exclusion>
                    <groupId>org.junit.vintage</groupId>
                    <artifactId>junit-vintage-engine</artifactId>
                </exclusion>
            </exclusions>
        </dependency>
    </dependencies>

    <build>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>

</project>

IndexController.java

@RestController
@RequestMapping("/")
public class IndexController {
    @Autowired
    private Person person;

    @GetMapping
    public String index(){
        return person.sayName();
    }
}