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Springboot-系列三Spring-Boot-自动配置原理解析

jiezi

文章已经收录在 Github.com/niumoo/JavaNotes，更有 Java 程序员所需要掌握的核心知识，欢迎 Star 和指教。
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注意：本 Spring Boot 系列文章基于 Spring Boot 版本 v2.1.1.RELEASE 进行学习分析，版本不同可能会有细微差别。

前言

关于配置文件可以配置的内容，在 Spring Boot 官方网站已经提供了完整了配置示例和解释。

可以这么说，Spring Boot 的一大精髓就是自动配置，为开发省去了大量的配置时间，可以更快的融入业务逻辑的开发，那么自动配置是怎么实现的呢？
<!– more –>

1. @SpringBootApplication

跟着 Spring Boot 的启动类的注解 @SpringBootApplication 进行源码跟踪，寻找自动配置的原理。

@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 {

@EnableAutoConfiguration 开启自动配置。

@ComponentScan 开启注解扫描

从 SpringBootApplication 我们可以发现，这是一个简便的注解配置，它包含了自动配置，配置类，包扫描等一系列功能。

2. @EnableAutoConfiguration

继续跟踪，查看@EnableAutoConfiguration 源码，里面比较重要的是 @Import，导入了一个翻译名为自动配置的选择器的类。这个类其实就是自动配置的加载选择器。

@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 {};}

继续跟踪 AutoConfigurationImportSelector.class . 在这个类有一个重要的方法 getCandidateConfigurations. 用于加载 Spring Boot 配置的自动配置类。

getAutoConfigurationEntry 会筛选出有效的自动配置类。

protected AutoConfigurationEntry getAutoConfigurationEntry(
            AutoConfigurationMetadata autoConfigurationMetadata,
            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 = filter(configurations, autoConfigurationMetadata);
        fireAutoConfigurationImportEvents(configurations, exclusions);
        return new AutoConfigurationEntry(configurations, exclusions);
    }    

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;
    }

下图是 DEBUG 模式下筛选之后的结果，因为我只添加了 web 模块，所以只有 web 相关的自动配置。

3. xxxAutoConfiguration 与 xxxProperties

在上面的 debug 里，我们看到了成功加载的自动配置，目前只看到了配置类，却还没有发现自动配置值，随便选择一个 AutoConfiguration 查看源码。

这里选择了 ServletWebServerFactoryAutoConfiguration.

@Configuration
@AutoConfigureOrder(Ordered.HIGHEST_PRECEDENCE)
// 判断当前项目有没有这个类
//CharacterEncodingFilter；SpringMVC 中进行乱码解决的过滤器；@ConditionalOnClass(ServletRequest.class)
//Spring 底层 @Conditional 注解（Spring 注解版），根据不同的条件，如果
// 满足指定的条件，整个配置类里面的配置就会生效；判断当前应用是否是 web 应用，如果是，当前配置类生效
@ConditionalOnWebApplication(type = Type.SERVLET)
@EnableConfigurationProperties(ServerProperties.class)
@Import({ ServletWebServerFactoryAutoConfiguration.BeanPostProcessorsRegistrar.class,
        ServletWebServerFactoryConfiguration.EmbeddedTomcat.class,
        ServletWebServerFactoryConfiguration.EmbeddedJetty.class,
        ServletWebServerFactoryConfiguration.EmbeddedUndertow.class })
public class ServletWebServerFactoryAutoConfiguration {

需要注意的是 @EnableConfigurationProperties(ServerProperties.class). 他的意思是启动指定类的
ConfigurationProperties 功能；将配置文件中对应的值和 ServerProperties 绑定起来；并把
ServerProperties 加入到 IOC 容器中。

再来看一下 ServerProperties .

@ConfigurationProperties(prefix = "server", ignoreUnknownFields = true)
public class ServerProperties {

    /**
     * Server HTTP port.
     */
    private Integer port;

显而易见了，这里使用 ConfigurationProperties 绑定属性映射文件中的 server 开头的属性。结合默认配置

# 路径 spring-boot-autoconfigure-2.1.1.RELEASE.jar
# /META-INF/spring-configuration-metadata.json

    {
      "name": "server.port",
      "type": "java.lang.Integer",
      "description": "Server HTTP port.",
      "sourceType": "org.springframework.boot.autoconfigure.web.ServerProperties",
      "defaultValue": 8080
    }

达到了自动配置的目的。

4. 自动配置总结

  1. SpringBoot 启动的时候加载主配置类，开启了自动配置功能 @EnableAutoConfiguration。
  2. @EnableAutoConfiguration 给容器导入 META-INF/spring.factories 里定义的自动配置类。
  3. 筛选有效的自动配置类。
  4. 每一个自动配置类结合对应的 xxxProperties.java 读取配置文件进行自动配置功能。

5. 配置类

通过自动配置，我们发现已经帮我们省去了大量的配置文件的编写，那么在自定义配置的时候，我们是不是需要编写 XML 呢？Spring boot 尽管可以使用 SpringApplicationXML 文件进行配置，但是我们通常会使用 @Configuration 类进行代替，这也是官方推荐的方式。

5.1 XML 配置

定义 helloService Bean.

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">

    <bean id="helloService" class="net.codingme.boot.service.HelloService"></bean>

</beans>

引入配置。

@ImportResource(value = "classpath:spring-service.xml")
@SpringBootApplication
public class BootApplication {public static void main(String[] args) {SpringApplication.run(BootApplication.class, args);
    }
}

5.2 注解配置

此种方式和上面的 XML 配置是等效的，也是官方推荐的方式。@Configuration 注解的类（要在扫描的包路径中）会被扫描到。

/**
 * <p>
 * 配置类，相当于传统 Spring 开发中的 xml-> bean 的配置
 *
 * @Author niujinpeng
 * @Date 2018/12/7 0:04
 */
@Configuration
public class ServiceConfig {

    /**
     * 默认添加到容器中的 ID 为方法名（helloService）*
     * @return
     */
    @Bean
    public HelloService helloService() {return new HelloService();
    }
}

6. 附录

@Conditional 扩展注解 作用（判断是否满足当前指定条件）
@ConditionalOnJava 系统的 java 版本是否符合要求
@ConditionalOnBean 容器中存在指定 Bean；
@ConditionalOnMissingBean 容器中不存在指定 Bean；
@ConditionalOnExpression 满足 SpEL 表达式指定
@ConditionalOnClass 系统中有指定的类
@ConditionalOnMissingClass 系统中没有指定的类
@ConditionalOnSingleCandidate 容器中只有一个指定的 Bean，或者这个 Bean 是首选 Bean
@ConditionalOnProperty 系统中指定的属性是否有指定的值
@ConditionalOnResource 类路径下是否存在指定资源文件
@ConditionalOnWebApplication 当前是 web 环境
@ConditionalOnNotWebApplication 当前不是 web 环境
@ConditionalOnJndi JNDI 存在指定项

文章代码已经上传到 GitHub Spring Boot 自动配置。

最后的话

文章已经收录在 Github.com/niumoo/JavaNotes，欢迎 Star 和指教。更有一线大厂面试点，Java 程序员需要掌握的核心知识等文章，也整理了很多我的文字，欢迎 Star 和完善，希望我们一起变得优秀。

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