前言
Spring中的@Configuration注解润饰的类被称为配置类，通过配置类能够向容器注册bean以及导入其它配置类，本篇文章将联合例子和源码对@Configuration注解原理进行学习，并引出对Spring框架在解决配置类过程中起重要作用的ConfigurationClassPostProcessor的探讨。
Springboot版本：2.4.1
注释
一. @Configuration注解简析
基于@Configuration注解能够实现基于JavaConfig的形式来申明Spring中的bean，与之作为比照的是基于XML的形式来申明bean。由@Configuration注解标注的类中所有由@Bean注解润饰的办法返回的对象均会被注册为Spring容器中的bean，应用举例如下。
@Configurationpublic class TestBeanConfig { @Bean public TestBean testBean() { return new TestBean(); }}如上所示，Spring容器会将TestBean注册为Spring容器中的bean。由@Configuration注解润饰的类称为Spring中的配置类，Spring中的配置类在Spring启动阶段会被先加载并解析为ConfigurationClass，而后会基于每个配置类对应的ConfigurationClass对象为容器注册BeanDefinition，以及基于每个配置类中由@Bean注解润饰的办法为容器注册BeanDefinition，后续Spring也会基于这些BeanDefinition向容器注册bean。对于BeanDefinition的概念，能够参见Spring-BeanDefinition简析。
在详细分析由@Configuration注解润饰的配置类是如何被解析为ConfigurationClass以及最终如何被注册为BeanDefinition前，得先探索一下Springboot的启动类，因为后续的剖析会以Springboot的启动为根底，所以有必要先理解一下Springboot中的启动类。
Springboot的启动类由@SpringBootApplication注解润饰，@SpringBootApplication注解签名如下所示。
@Target(ElementType.TYPE)@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)@Documented@Inherited@SpringBootConfiguration@EnableAutoConfiguration@ComponentScan(excludeFilters = { @Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = TypeExcludeFilter.class), @Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = AutoConfigurationExcludeFilter.class) })public @interface SpringBootApplication { ......}@SpringBootApplication注解的性能次要由@SpringBootConfiguration，@EnableAutoConfiguration和@ComponentScan实现，后两者与Springboot中的主动拆卸无关，对于Springboot实现主动拆卸，会在后续文章中学习，在这里次要关怀@SpringBootConfiguration注解。实际上，@SpringBootConfiguration注解其实就是@Configuration注解，@SpringBootConfiguration注解的签名如下所示。
@Target(ElementType.TYPE)@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)@Documented@Configurationpublic @interface SpringBootConfiguration { ......}既然@SpringBootConfiguration注解等同于@Configuration注解，那么相应的Springboot的启动类就是一个配置类，Springboot的启动类对应的BeanDefinition会在筹备Springboot容器阶段就注册到容器中，将断点打到SpringApplication#run()办法中调用refreshContext()办法这一行代码，而已知refreshContext()这一行代码用于初始化容器，执行到refreshContext()办法时容器曾经实现了筹备，此时看一下容器的数据，如下所示。
此时Springboot容器持有的DefaultListableBeanFactory中的beanDefinitionMap中曾经存在了Springboot启动类对应的BeanDefinition，在初始化Springboot容器阶段，Springboot启动类对应的BeanDefinition会首先被解决，通过解决Springboot启动类对应的BeanDefinition才会引入对其它配置类的解决。对于Springboot启动类，临时理解到这里，上面再给出一张解决配置类的调用链，以供后续浏览参考。
本篇文章后续将从ConfigurationClassPostProcessor的postProcessBeanDefinitionRegistry()办法开始，对由@Configuration注解润饰的配置类的解决进行阐明。
二. ConfigurationClassPostProcessor解决配置类
通过第一节中的调用链可知，在Springboot启动时，初始化容器阶段会调用到ConfigurationClassPostProcessor来解决配置类，即由@Configuration注解润饰的类。ConfigurationClassPostProcessor是由Spring框架提供的bean工厂后置处理器，类图如下所示。
可知ConfigurationClassPostProcessor实现了BeanDefinitionRegistryPostProcessor接口，同时BeanDefinitionRegistryPostProcessor接口又继承于BeanFactoryPostProcessor，所以ConfigurationClassPostProcessor实质上就是一个bean工厂后置处理器。ConfigurationClassPostProcessor实现了BeanDefinitionRegistryPostProcessor接口定义的postProcessBeanDefinitionRegistry()办法，在ConfigurationClassPostProcessor中对该办法的正文如下。
Derive further bean definitions from the configuration classes in the registry.
直译过去就是：从注册表中的配置类派生进一步的bean定义。那么这里的注册表指的就是容器持有的DefaultListableBeanFactory，而Springboot框架在容器筹备阶段就将Springboot的启动类对应的BeanDefinition注册到了DefaultListableBeanFactory的beanDefinitionMap中，所以注册表中的配置类指的就是Springboot的启动类（前文已知Springboot的启动类就是一个配置类），而派生进一步的bean定义，就是将Springboot启动类上@EnableAutoConfiguration和@ComponentScan等注解加载的配置类解析为BeanDefinition并注册到DefaultListableBeanFactory的beanDefinitionMap中。临时不分明在Springboot启动流程中，ConfigurationClassPostProcessor的postProcessBeanDefinitionRegistry()办法正文中提到的配置类是否会有除了Springboot启动类之外的配置类，欢送留言探讨。
即当初晓得，ConfigurationClassPostProcessor的postProcessBeanDefinitionRegistry()办法次要解决指标就是Springboot的启动类，通过解决Springboot启动类引出对其它配置类的解决，上面追随源码，进行学习。postProcessBeanDefinitionRegistry()办法如下所示。
@Overridepublic void postProcessBeanDefinitionRegistry(BeanDefinitionRegistry registry) { int registryId = System.identityHashCode(registry); if (this.registriesPostProcessed.contains(registryId)) { throw new IllegalStateException( "postProcessBeanDefinitionRegistry already called on this post-processor against " + registry); } if (this.factoriesPostProcessed.contains(registryId)) { throw new IllegalStateException( "postProcessBeanFactory already called on this post-processor against " + registry); } //记录曾经解决过的注册表id this.registriesPostProcessed.add(registryId); processConfigBeanDefinitions(registry);}postProcessBeanDefinitionRegistry()办法会记录曾经解决过的注册表id，避免同一注册表被反复解决。理论的解决逻辑在processConfigBeanDefinitions()中，因为processConfigBeanDefinitions()办法比拟长，所以这里先把processConfigBeanDefinitions()办法的解决流程进行一个梳理，如下所示。
- 先把Springboot启动类的
BeanDefinition从注册表（这里指DefaultListableBeanFactory，后续如果无非凡阐明，注册表默认指DefaultListableBeanFactory）的beanDefinitionMap中获取进去； - 创立
ConfigurationClassParser，解析Springboot启动类的BeanDefinition，即解析@PropertySource，@ComponentScan，@Import，@ImportResource，@Bean等注解并生成ConfigurationClass，最初缓存在ConfigurationClassParser的configurationClasses中； - 创立
ConfigurationClassBeanDefinitionReader，解析所有ConfigurationClass，基于ConfigurationClass创立BeanDefinition并缓存到注册表的beanDefinitionMap中。
processConfigBeanDefinitions()办法源码如下。
public void processConfigBeanDefinitions(BeanDefinitionRegistry registry) { List<BeanDefinitionHolder> configCandidates = new ArrayList<>(); String[] candidateNames = registry.getBeanDefinitionNames(); //从注册表中把Springboot启动类对应的BeanDefinition获取进去 for (String beanName : candidateNames) { BeanDefinition beanDef = registry.getBeanDefinition(beanName); if (beanDef.getAttribute(ConfigurationClassUtils.CONFIGURATION_CLASS_ATTRIBUTE) != null) { if (logger.isDebugEnabled()) { logger.debug("Bean definition has already been processed as a configuration class: " + beanDef); } } else if (ConfigurationClassUtils.checkConfigurationClassCandidate(beanDef, this.metadataReaderFactory)) { configCandidates.add(new BeanDefinitionHolder(beanDef, beanName)); } } //如果未获取到Springboot启动类对应的BeanDefinition，则间接返回 if (configCandidates.isEmpty()) { return; } configCandidates.sort((bd1, bd2) -> { int i1 = ConfigurationClassUtils.getOrder(bd1.getBeanDefinition()); int i2 = ConfigurationClassUtils.getOrder(bd2.getBeanDefinition()); return Integer.compare(i1, i2); }); SingletonBeanRegistry sbr = null; if (registry instanceof SingletonBeanRegistry) { sbr = (SingletonBeanRegistry) registry; if (!this.localBeanNameGeneratorSet) { BeanNameGenerator generator = (BeanNameGenerator) sbr.getSingleton( AnnotationConfigUtils.CONFIGURATION_BEAN_NAME_GENERATOR); if (generator != null) { this.componentScanBeanNameGenerator = generator; this.importBeanNameGenerator = generator; } } } if (this.environment == null) { this.environment = new StandardEnvironment(); } //创立ConfigurationClassParser以解析Springboot启动类及其引出的其它配置类 ConfigurationClassParser parser = new ConfigurationClassParser( this.metadataReaderFactory, this.problemReporter, this.environment, this.resourceLoader, this.componentScanBeanNameGenerator, registry); Set<BeanDefinitionHolder> candidates = new LinkedHashSet<>(configCandidates); Set<ConfigurationClass> alreadyParsed = new HashSet<>(configCandidates.size()); do { StartupStep processConfig = this.applicationStartup.start("spring.context.config-classes.parse"); //ConfigurationClassParser开始执行解析 parser.parse(candidates); parser.validate(); //将ConfigurationClassParser解析失去的ConfigurationClass拿进去 Set<ConfigurationClass> configClasses = new LinkedHashSet<>(parser.getConfigurationClasses()); configClasses.removeAll(alreadyParsed); //创立ConfigurationClassBeanDefinitionReader，以基于ConfigurationClass创立BeanDefinition if (this.reader == null) { this.reader = new ConfigurationClassBeanDefinitionReader( registry, this.sourceExtractor, this.resourceLoader, this.environment, this.importBeanNameGenerator, parser.getImportRegistry()); } //开始创立BeanDefinition并注册到注册表中 this.reader.loadBeanDefinitions(configClasses); alreadyParsed.addAll(configClasses); processConfig.tag("classCount", () -> String.valueOf(configClasses.size())).end(); candidates.clear(); if (registry.getBeanDefinitionCount() > candidateNames.length) { String[] newCandidateNames = registry.getBeanDefinitionNames(); Set<String> oldCandidateNames = new HashSet<>(Arrays.asList(candidateNames)); Set<String> alreadyParsedClasses = new HashSet<>(); for (ConfigurationClass configurationClass : alreadyParsed) { alreadyParsedClasses.add(configurationClass.getMetadata().getClassName()); } for (String candidateName : newCandidateNames) { if (!oldCandidateNames.contains(candidateName)) { BeanDefinition bd = registry.getBeanDefinition(candidateName); if (ConfigurationClassUtils.checkConfigurationClassCandidate(bd, this.metadataReaderFactory) && !alreadyParsedClasses.contains(bd.getBeanClassName())) { candidates.add(new BeanDefinitionHolder(bd, candidateName)); } } } candidateNames = newCandidateNames; } } while (!candidates.isEmpty()); if (sbr != null && !sbr.containsSingleton(IMPORT_REGISTRY_BEAN_NAME)) { sbr.registerSingleton(IMPORT_REGISTRY_BEAN_NAME, parser.getImportRegistry()); } if (this.metadataReaderFactory instanceof CachingMetadataReaderFactory) { ((CachingMetadataReaderFactory) this.metadataReaderFactory).clearCache(); }}在processConfigBeanDefinitions()办法中，ConfigurationClassPostProcessor将解析Sprngboot启动类以失去ConfigurationClass的工作委托给了ConfigurationClassParser，将基于ConfigurationClass创立BeanDefinition并注册到注册表的工作委托给了ConfigurationClassBeanDefinitionReader，所以上面会对这两个步骤进行剖析。首先是ConfigurationClassParser解析Springboot启动类，其parse()办法如下所示。
public void parse(Set<BeanDefinitionHolder> configCandidates) { for (BeanDefinitionHolder holder : configCandidates) { BeanDefinition bd = holder.getBeanDefinition(); try { if (bd instanceof AnnotatedBeanDefinition) { //Springboot启动类对应的BeanDefinition为AnnotatedGenericBeanDefinition //AnnotatedGenericBeanDefinition实现了AnnotatedBeanDefinition接口 parse(((AnnotatedBeanDefinition) bd).getMetadata(), holder.getBeanName()); } else if (bd instanceof AbstractBeanDefinition && ((AbstractBeanDefinition) bd).hasBeanClass()) { parse(((AbstractBeanDefinition) bd).getBeanClass(), holder.getBeanName()); } else { parse(bd.getBeanClassName(), holder.getBeanName()); } } catch (BeanDefinitionStoreException ex) { throw ex; } catch (Throwable ex) { throw new BeanDefinitionStoreException( "Failed to parse configuration class [" + bd.getBeanClassName() + "]", ex); } } //提早解决DeferredImportSelector this.deferredImportSelectorHandler.process();}因为Springboot启动类对应的BeanDefinition为AnnotatedGenericBeanDefinition，而AnnotatedGenericBeanDefinition实现了AnnotatedBeanDefinition接口，所以持续看parse(AnnotationMetadata metadata, String beanName)办法，如下所示。
protected final void parse(AnnotationMetadata metadata, String beanName) throws IOException { processConfigurationClass(new ConfigurationClass(metadata, beanName), DEFAULT_EXCLUSION_FILTER);}持续看processConfigurationClass()办法，如下所示。
protected void processConfigurationClass(ConfigurationClass configClass, Predicate<String> filter) throws IOException { if (this.conditionEvaluator.shouldSkip(configClass.getMetadata(), ConfigurationPhase.PARSE_CONFIGURATION)) { return; } ConfigurationClass existingClass = this.configurationClasses.get(configClass); if (existingClass != null) { if (configClass.isImported()) { if (existingClass.isImported()) { existingClass.mergeImportedBy(configClass); } return; } else { this.configurationClasses.remove(configClass); this.knownSuperclasses.values().removeIf(configClass::equals); } } SourceClass sourceClass = asSourceClass(configClass, filter); do { //理论开始解决配置类 sourceClass = doProcessConfigurationClass(configClass, sourceClass, filter); } while (sourceClass != null); this.configurationClasses.put(configClass, configClass);}在processConfigurationClass()办法中会调用doProcessConfigurationClass()办法来理论的解决配置类的@ComponentScan，@Import，@Bean等注解。在本节的阐述中，其实始终是将Springboot启动类与其它配置类离开的，因为笔者认为Springboot启动类是一个非凡的配置类，其它配置类的扫描和加载均依赖Springboot启动类上的一系列注解（@ComponentScan，@Import等）。上述processConfigurationClass()办法是一个会被递归调用的办法，第一次该办法被调用时，解决的配置类是Springboot的启动类，解决Springboot启动类时就会加载进来许多其它的配置类，那么这些配置类也会调用processConfigurationClass()办法来解决，因为其它配置类上可能也会有一些@Import，@Bean等注解。这里只探讨第一次调用，即解决Springboot启动类的状况。doProcessConfigurationClass()办法源码如下所示。
@Nullableprotected final SourceClass doProcessConfigurationClass( ConfigurationClass configClass, SourceClass sourceClass, Predicate<String> filter) throws IOException { if (configClass.getMetadata().isAnnotated(Component.class.getName())) { processMemberClasses(configClass, sourceClass, filter); } //解决@PropertySource注解 for (AnnotationAttributes propertySource : AnnotationConfigUtils.attributesForRepeatable( sourceClass.getMetadata(), PropertySources.class, org.springframework.context.annotation.PropertySource.class)) { if (this.environment instanceof ConfigurableEnvironment) { processPropertySource(propertySource); } else { logger.info("Ignoring @PropertySource annotation on [" + sourceClass.getMetadata().getClassName() + "]. Reason: Environment must implement ConfigurableEnvironment"); } } //解决@ComponentScan注解 Set<AnnotationAttributes> componentScans = AnnotationConfigUtils.attributesForRepeatable( sourceClass.getMetadata(), ComponentScans.class, ComponentScan.class); if (!componentScans.isEmpty() && !this.conditionEvaluator.shouldSkip(sourceClass.getMetadata(), ConfigurationPhase.REGISTER_BEAN)) { for (AnnotationAttributes componentScan : componentScans) { Set<BeanDefinitionHolder> scannedBeanDefinitions = this.componentScanParser.parse(componentScan, sourceClass.getMetadata().getClassName()); for (BeanDefinitionHolder holder : scannedBeanDefinitions) { BeanDefinition bdCand = holder.getBeanDefinition().getOriginatingBeanDefinition(); if (bdCand == null) { bdCand = holder.getBeanDefinition(); } if (ConfigurationClassUtils.checkConfigurationClassCandidate(bdCand, this.metadataReaderFactory)) { parse(bdCand.getBeanClassName(), holder.getBeanName()); } } } } //解决@Import注解 processImports(configClass, sourceClass, getImports(sourceClass), filter, true); //解决@ImportResource注解 AnnotationAttributes importResource = AnnotationConfigUtils.attributesFor(sourceClass.getMetadata(), ImportResource.class); if (importResource != null) { String[] resources = importResource.getStringArray("locations"); Class<? extends BeanDefinitionReader> readerClass = importResource.getClass("reader"); for (String resource : resources) { String resolvedResource = this.environment.resolveRequiredPlaceholders(resource); configClass.addImportedResource(resolvedResource, readerClass); } } //解决由@Bean注解润饰的办法 Set<MethodMetadata> beanMethods = retrieveBeanMethodMetadata(sourceClass); for (MethodMetadata methodMetadata : beanMethods) { configClass.addBeanMethod(new BeanMethod(methodMetadata, configClass)); } processInterfaces(configClass, sourceClass); if (sourceClass.getMetadata().hasSuperClass()) { String superclass = sourceClass.getMetadata().getSuperClassName(); if (superclass != null && !superclass.startsWith("java") && !this.knownSuperclasses.containsKey(superclass)) { this.knownSuperclasses.put(superclass, configClass); return sourceClass.getSuperClass(); } } return null;}doProcessConfigurationClass()办法中对于每种注解的解决会在后续文章中介绍，本文临时不探讨。在processConfigurationClass()办法中解决完Springboot启动类之后，实际上此时只会将自定义bean（由@Component，@Controller，@Service等注解润饰的类）对应的ConfigurationClass，自定义配置类（由@Configuration注解润饰的类）对应的ConfigurationClass增加到ConfigurationClassParser的configurationClasses中，那么最为要害的各种starter中的配置类对应的ConfigurationClass是在哪里增加的呢，回到ConfigurationClassParser的parse()办法，上面再给出其源码，如下所示。
public void parse(Set<BeanDefinitionHolder> configCandidates) { for (BeanDefinitionHolder holder : configCandidates) { BeanDefinition bd = holder.getBeanDefinition(); try { if (bd instanceof AnnotatedBeanDefinition) { //这里解决完，ConfigurationClassParser的configurationClasses中只会有自定义bean和自定义配置类对应的ConfigurationClass parse(((AnnotatedBeanDefinition) bd).getMetadata(), holder.getBeanName()); } else if (bd instanceof AbstractBeanDefinition && ((AbstractBeanDefinition) bd).hasBeanClass()) { parse(((AbstractBeanDefinition) bd).getBeanClass(), holder.getBeanName()); } else { parse(bd.getBeanClassName(), holder.getBeanName()); } } catch (BeanDefinitionStoreException ex) { throw ex; } catch (Throwable ex) { throw new BeanDefinitionStoreException( "Failed to parse configuration class [" + bd.getBeanClassName() + "]", ex); } } //这里解决完，starter中的配置类对应的ConfigurationClass才会增加到ConfigurationClassParser的configurationClasses中 this.deferredImportSelectorHandler.process();}因为Springboot扫描starter并解决其配置类是依赖启动类上的@EnableAutoConfiguration注解，@EnableAutoConfiguration注解的性能由@Import(AutoConfigurationImportSelector.class)实现，其中AutoConfigurationImportSelector实现了DeferredImportSelector接口，而DeferredImportSelector表明须要被提早解决，所以Springboot须要提早解决AutoConfigurationImportSelector，提早解决的中央就在上述parse()办法的最初一行代码，对于@Import注解，后续文章中会对其进行剖析，这里临时不探讨。当初定义一个TestBeanConfig配置类，在其中向容器注册TestBean，同时再定义一个由@Component注解润饰的TestComponent，代码如下所示。
@Configurationpublic class TestBeanConfig { @Bean public TestBean testBean() { return new TestBean(); }}public class TestBean { public TestBean() { System.out.println("Initialize TestBean."); }}@Componentpublic class TestComponent { public TestComponent() { System.out.println("Initialize TestComponent."); }}当初在ConfigurationClassParser的parse()办法的this.deferredImportSelectorHandler.process();这一行代码打断点，程序运行到这里时，ConfigurationClassParser的configurationClasses如下所示。
可见此时configurationClasses中没有starter中的配置类对应的ConfigurationClass，往下执行一行，此时ConfigurationClassParser的configurationClasses如下所示。
可见此时starter中的配置类对应的ConfigurationClass曾经被加载，至此ConfigurationClassParser解析Springboot启动类剖析结束。
当初剖析ConfigurationClassBeanDefinitionReader解析所有ConfigurationClass，并基于ConfigurationClass创立BeanDefinition并缓存到注册表的beanDefinitionMap中。首先是ConfigurationClassBeanDefinitionReader的loadBeanDefinitions()办法，如下所示。
public void loadBeanDefinitions(Set<ConfigurationClass> configurationModel) { TrackedConditionEvaluator trackedConditionEvaluator = new TrackedConditionEvaluator(); for (ConfigurationClass configClass : configurationModel) { loadBeanDefinitionsForConfigurationClass(configClass, trackedConditionEvaluator); }}在loadBeanDefinitions()办法中遍历每一个ConfigurationClass并调用了loadBeanDefinitionsForConfigurationClass()办法，持续看loadBeanDefinitionsForConfigurationClass()办法，如下所示。
private void loadBeanDefinitionsForConfigurationClass( ConfigurationClass configClass, TrackedConditionEvaluator trackedConditionEvaluator) { if (trackedConditionEvaluator.shouldSkip(configClass)) { String beanName = configClass.getBeanName(); if (StringUtils.hasLength(beanName) && this.registry.containsBeanDefinition(beanName)) { this.registry.removeBeanDefinition(beanName); } this.importRegistry.removeImportingClass(configClass.getMetadata().getClassName()); return; } if (configClass.isImported()) { //基于ConfigurationClass本身创立BeanDefinition并缓存到注册表中 registerBeanDefinitionForImportedConfigurationClass(configClass); } for (BeanMethod beanMethod : configClass.getBeanMethods()) { //基于ConfigurationClass中由@Bean注解润饰的办法创立BeanDefinition并缓存到注册表中 loadBeanDefinitionsForBeanMethod(beanMethod); } loadBeanDefinitionsFromImportedResources(configClass.getImportedResources()); loadBeanDefinitionsFromRegistrars(configClass.getImportBeanDefinitionRegistrars());}上述loadBeanDefinitionsForConfigurationClass()办法中，除了将本身创立为BeanDefinition外，还会将所有由@Bean注解润饰的办法（如果有的话）创立为BeanDefinition，所有创立的BeanDefinition最初都会注册到注册表中，即缓存到DefaultListableBeanFactory的beanDefinitionMap中。至此，ConfigurationClassBeanDefinitionReader解析所有ConfigurationClass的大抵流程也剖析结束。
总结
由@Configuration注解润饰的配置类联合@Bean注解能够实现向容器注册bean的性能，同时也能够借助@ComponentScan，@Import等注解将其它配置类扫描到容器中。Springboot的启动类就是一个配置类，通过ConfigurationClassPostProcessor解决Springboot启动类，能够实现将自定义的bean，自定义的配置类和各种starter中的配置类扫描到容器中，以达到主动拆卸的成果。