Springboot 系列(三)Spring Boot 自動配置原理


注意:本 Spring Boot 系列文章基於 Spring Boot 版本 v2.1.1.RELEASE 進行學習分析,版本不同可能會有細微差別。

前言

關於配置文件可以配置的內容,在 Spring Boot 官方網站已經提供了完整了配置示例和解釋。

可以這么說,Spring Boot 的一大精髓就是自動配置,為開發省去了大量的配置時間,可以更快的融入業務邏輯的開發,那么自動配置是怎么實現的呢?

1. @SpringBootApplication

跟着 Spring Boot 的啟動類的注解 @SpringBootApplication 進行源碼跟蹤,尋找自動配置的原理。

@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 開啟自動配置。

@ComponentScan 開啟注解掃描

SpringBootApplication 我們可以發現,這是一個簡便的注解配置,它包含了自動配置,配置類,包掃描等一系列功能。

2. @EnableAutoConfiguration

繼續跟蹤,查看@EnableAutoConfiguration 源碼,里面比較重要的是 @Import ,導入了一個翻譯名為自動配置的選擇器的類。這個類其實就是自動配置的加載選擇器。

@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 {};
}

繼續跟蹤 AutoConfigurationImportSelector.class .在這個類有一個重要的方法 getCandidateConfigurations.用於加載 Spring Boot 配置的自動配置類。

getAutoConfigurationEntry 會篩選出有效的自動配置類。

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;
	}

下圖是 DEBUG 模式下篩選之后的結果,因為我只添加了 web 模塊,所以只有 web 相關的自動配置。

3. xxxAutoConfiguration 與 xxxProperties

在上面的 debug 里,我們看到了成功加載的自動配置,目前只看到了配置類,卻還沒有發現自動配置值,隨便選擇一個 AutoConfiguration 查看源碼。

這里選擇了 ServletWebServerFactoryAutoConfiguration.

@Configuration
@AutoConfigureOrder(Ordered.HIGHEST_PRECEDENCE)
//判斷當前項目有沒有這個類
//CharacterEncodingFilter;SpringMVC中進行亂碼解決的過濾器;
@ConditionalOnClass(ServletRequest.class)
//Spring底層@Conditional注解(Spring注解版),根據不同的條件,如果
//滿足指定的條件,整個配置類里面的配置就會生效; 判斷當前應用是否是web應用,如果是,當前配置類生效
@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).他的意思是啟動指定類的
ConfigurationProperties功能;將配置文件中對應的值和 ServerProperties 綁定起來;並把
ServerProperties 加入到 IOC 容器中。

再來看一下 ServerProperties .

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

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

顯而易見了,這里使用 ConfigurationProperties 綁定屬性映射文件中的 server 開頭的屬性。結合默認配置

# 路徑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
    }

達到了自動配置的目的。

4. 自動配置總結

  1. SpringBoot 啟動的時候加載主配置類,開啟了自動配置功能 @EnableAutoConfiguration 。
  2. @EnableAutoConfiguration 給容器導入META-INF/spring.factories 里定義的自動配置類。
  3. 篩選有效的自動配置類。
  4. 每一個自動配置類結合對應的 xxxProperties.java 讀取配置文件進行自動配置功能 。

5. 配置類

通過自動配置,我們發現已經幫我們省去了大量的配置文件的編寫,那么在自定義配置的時候,我們是不是需要編寫XML呢?Spring boot 盡管可以使用 SpringApplicationXML 文件進行配置,但是我們通常會使用 @Configuration 類進行代替,這也是官方推薦的方式。

5.1 XML配置

定義 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

此種方式和上面的XML配置是等效的,也是官方推薦的方式。@Configuration 注解的類(要在掃描的包路徑中)會被掃描到。

/**
 * <p>
 * 配置類,相當於傳統Spring 開發中的 xml-> bean的配置
 *
 * @Author niujinpeng
 * @Date 2018/12/7 0:04
 */
@Configuration
public class ServiceConfig {

    /**
     * 默認添加到容器中的 ID 為方法名(helloService)
     *
     * @return
     */
    @Bean
    public HelloService helloService() {
        return new HelloService();
    }
}

6. 附錄

@Conditional擴展注解 作用(判斷是否滿足當前指定條件)
@ConditionalOnJava 系統的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 滿足SpEL表達式指定
@ConditionalOnClass 系統中有指定的類
@ConditionalOnMissingClass 系統中沒有指定的類
@ConditionalOnSingleCandidate 容器中只有一個指定的Bean,或者這個Bean是首選Bean
@ConditionalOnProperty 系統中指定的屬性是否有指定的值
@ConditionalOnResource 類路徑下是否存在指定資源文件
@ConditionalOnWebApplication 當前是web環境
@ConditionalOnNotWebApplication 當前不是web環境
@ConditionalOnJndi JNDI存在指定項

文章代碼已經上傳到 GitHub Spring Boot 自動配置

<完>
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