Springboot自动装配的原理

Springboot自动装配

  • 1.前言
  • 2.@EnableAutoConfiguration
  • 3.AutoConfigurationImportSelector
  • 4.spring.factories
  • 5.总结

1.前言

为什么springboot能够开箱即用，就是由于Springboot的自动装配。我们知道项目启动的方法上面都有一个注解@SpringBootApplication，接下来将从这里揭开springboot自动装配的过程。

@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 {}

在SpringBootApplication 方法上面有注解：@EnableAutoConfiguration，从英文意思我们也可以看出，自动装配和这个注解有关。

2.@EnableAutoConfiguration

@SuppressWarnings("deprecation")
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
@AutoConfigurationPackage
@Import(EnableAutoConfigurationImportSelector.class)
public @interface EnableAutoConfiguration {

	String ENABLED_OVERRIDE_PROPERTY = "spring.boot.enableautoconfiguration";

	/**
	 * Exclude specific auto-configuration classes such that they will never be applied.
	 * @return the classes to exclude
	 */
	Class<?>[] exclude() default {};

	/**
	 * Exclude specific auto-configuration class names such that they will never be
	 * applied.
	 * @return the class names to exclude
	 * @since 1.3.0
	 */
	String[] excludeName() default {};

}

在看上面代码之前，我们先看一下注解@Import：

@Import是Spring Framework提供的一个注解，它允许我们在一个配置类中导入其他的配置类或者普通的组件类。这样做的目的是为了将大的配置类分解为多个小的、更易于管理的配置类。

@Import注解有以下几个主要的用途：

（1）导入其他配置类：如果你有一个大的Spring配置类，你可以使用@Import注解将其分解为多个小的配置类。这样，每个配置类都可以专注于一个特定的方面，使得配置更加清晰和易于管理。


@Configuration
public class DatabaseConfig {
  // ...
}

@Configuration
@Import(DatabaseConfig.class)
public class AppConfig {
  // ...
}

（2）导入普通的组件类：你也可以使用@Import注解导入普通的组件类（比如服务类、仓库类等）。这样，这些类就会被Spring容器管理，你可以在其他地方通过依赖注入的方式使用它们。

@Import(MyService.class)
@Configuration
public class AppConfig {
  // ...
}

（3）导入ImportSelector或ImportBeanDefinitionRegistrar接口的实现类：这是一种高级用法，让你可以在运行时动态地添加bean定义。

@Import(MyImportSelector.class)
@Configuration
public class AppConfig {
  // ...
}

再看上面的EnableAutoConfiguration 方法我们看到使用了注解@Import(EnableAutoConfigurationImportSelector.class)，我们进入这个方法

// 不建议使用
@Deprecated
public class EnableAutoConfigurationImportSelector extends AutoConfigurationImportSelector {
    public EnableAutoConfigurationImportSelector() {
    }

    protected boolean isEnabled(AnnotationMetadata metadata) {
        return this.getClass().equals(EnableAutoConfigurationImportSelector.class) ? (Boolean)this.getEnvironment().getProperty("spring.boot.enableautoconfiguration", Boolean.class, true) : true;
    }
}

可以看到它继承了AutoConfigurationImportSelector方法，然后我们进入AutoConfigurationImportSelector方法中

3.AutoConfigurationImportSelector

可以看到AutoConfigurationImportSelector实现了ImportSelector接口
在这里插入图片描述

public interface ImportSelector {

	/**
	 * Select and return the names of which class(es) should be imported based on
	 * the {@link AnnotationMetadata} of the importing @{@link Configuration} class.
	 */
	String[] selectImports(AnnotationMetadata importingClassMetadata);

}

并且覆盖了selectImports方法，该方法返回了一个String数组，从代码可以知道里面存储的是配置信息。

@Override
public String[] selectImports(AnnotationMetadata annotationMetadata) {
    // 检查是否启用了自动配置功能，如果没有启用则直接返回空数组
    if (!isEnabled(annotationMetadata)) {
        return NO_IMPORTS;
    }
    try {
        // 从类路径中加载自动配置元数据
        AutoConfigurationMetadata autoConfigurationMetadata = AutoConfigurationMetadataLoader
                .loadMetadata(this.beanClassLoader);
        // 获取注解的属性
        AnnotationAttributes attributes = getAttributes(annotationMetadata);
        // 获取候选的配置类
        List<String> configurations = getCandidateConfigurations(annotationMetadata,
                attributes);
        // 移除重复的配置类
        configurations = removeDuplicates(configurations);
        // 对配置类进行排序
        configurations = sort(configurations, autoConfigurationMetadata);
        // 获取需要排除的配置类
        Set<String> exclusions = getExclusions(annotationMetadata, attributes);
        // 检查排除的类是否存在
        checkExcludedClasses(configurations, exclusions);
        // 移除需要排除的配置类
        configurations.removeAll(exclusions);
        // 过滤配置类
        configurations = filter(configurations, autoConfigurationMetadata);
        // 触发自动配置导入事件
        fireAutoConfigurationImportEvents(configurations, exclusions);
        // 将配置类转换为数组并返回
        return configurations.toArray(new String[configurations.size()]);
    }
    catch (IOException ex) {
        throw new IllegalStateException(ex);
    }
}

从代码中可以看到配置信息通过getCandidateConfigurations方法获取：

	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;
	}

从代码中可以看到配置信息是从loadFactoryNames方法中获取：

public static List<String> loadFactoryNames(Class<?> factoryClass, ClassLoader classLoader) {
        String factoryClassName = factoryClass.getName();

        try {
        	// 加载所有名为"META-INF/spring.factories"的资源文件
            Enumeration<URL> urls = classLoader != null ? classLoader.getResources("META-INF/spring.factories") : ClassLoader.getSystemResources("META-INF/spring.factories");
            List<String> result = new ArrayList();
			// 遍历所有找到的资源文件，并加载其属性。然后，它获取与工厂类名相对应的属性值，这些值通常是一串以逗号分隔的类名。最后，它将这些类名添加到结果列表中。
            while(urls.hasMoreElements()) {
                URL url = (URL)urls.nextElement();
                Properties properties = PropertiesLoaderUtils.loadProperties(new UrlResource(url));
                String factoryClassNames = properties.getProperty(factoryClassName);
                result.addAll(Arrays.asList(StringUtils.commaDelimitedListToStringArray(factoryClassNames)));
            }

            return result;
        } catch (IOException var8) {
            throw new IllegalArgumentException("Unable to load [" + factoryClass.getName() + "] factories from location [" + "META-INF/spring.factories" + "]", var8);
        }
    }

4.spring.factories

这里随便贴一个配置文件

# Initializers
org.springframework.context.ApplicationContextInitializer=\
org.springframework.boot.autoconfigure.SharedMetadataReaderFactoryContextInitializer,\
org.springframework.boot.autoconfigure.logging.AutoConfigurationReportLoggingInitializer

# Application Listeners
org.springframework.context.ApplicationListener=\
org.springframework.boot.autoconfigure.BackgroundPreinitializer

# Auto Configuration Import Listeners
org.springframework.boot.autoconfigure.AutoConfigurationImportListener=\
org.springframework.boot.autoconfigure.condition.ConditionEvaluationReportAutoConfigurationImportListener

# Auto Configuration Import Filters
org.springframework.boot.autoconfigure.AutoConfigurationImportFilter=\
org.springframework.boot.autoconfigure.condition.OnClassCondition

# Auto Configure
org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration=\
org.springframework.boot.autoconfigure.admin.SpringApplicationAdminJmxAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.aop.AopAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.amqp.RabbitAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.batch.BatchAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.cache.CacheAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.cassandra.CassandraAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.cloud.CloudAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.context.ConfigurationPropertiesAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.context.MessageSourceAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.context.PropertyPlaceholderAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.couchbase.CouchbaseAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.dao.PersistenceExceptionTranslationAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.data.cassandra.CassandraDataAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.data.cassandra.CassandraRepositoriesAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.data.couchbase.CouchbaseDataAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.data.couchbase.CouchbaseRepositoriesAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.data.elasticsearch.ElasticsearchAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.data.elasticsearch.ElasticsearchDataAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.data.elasticsearch.ElasticsearchRepositoriesAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.data.jpa.JpaRepositoriesAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.data.ldap.LdapDataAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.data.ldap.LdapRepositoriesAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.data.mongo.MongoDataAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.data.mongo.MongoRepositoriesAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.data.neo4j.Neo4jDataAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.data.neo4j.Neo4jRepositoriesAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.data.solr.SolrRepositoriesAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.data.redis.RedisAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.data.redis.RedisRepositoriesAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.data.rest.RepositoryRestMvcAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.data.web.SpringDataWebAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.elasticsearch.jest.JestAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.freemarker.FreeMarkerAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.gson.GsonAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.h2.H2ConsoleAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.hateoas.HypermediaAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.hazelcast.HazelcastAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.hazelcast.HazelcastJpaDependencyAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.info.ProjectInfoAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.integration.IntegrationAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.jackson.JacksonAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.jdbc.DataSourceAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.jdbc.JdbcTemplateAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.jdbc.JndiDataSourceAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.jdbc.XADataSourceAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.jdbc.DataSourceTransactionManagerAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.jms.JmsAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.jmx.JmxAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.jms.JndiConnectionFactoryAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.jms.activemq.ActiveMQAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.jms.artemis.ArtemisAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.flyway.FlywayAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.groovy.template.GroovyTemplateAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.jersey.JerseyAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.jooq.JooqAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.kafka.KafkaAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.ldap.embedded.EmbeddedLdapAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.ldap.LdapAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.liquibase.LiquibaseAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.mail.MailSenderAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.mail.MailSenderValidatorAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.mobile.DeviceResolverAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.mobile.DeviceDelegatingViewResolverAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.mobile.SitePreferenceAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.mongo.embedded.EmbeddedMongoAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.mongo.MongoAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.mustache.MustacheAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.orm.jpa.HibernateJpaAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.reactor.ReactorAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.security.SecurityAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.security.SecurityFilterAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.security.FallbackWebSecurityAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.security.oauth2.OAuth2AutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.sendgrid.SendGridAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.session.SessionAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.social.SocialWebAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.social.FacebookAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.social.LinkedInAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.social.TwitterAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.solr.SolrAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.thymeleaf.ThymeleafAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.transaction.TransactionAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.transaction.jta.JtaAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.validation.ValidationAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.web.DispatcherServletAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.web.EmbeddedServletContainerAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.web.ErrorMvcAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.web.HttpEncodingAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.web.HttpMessageConvertersAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.web.MultipartAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.web.ServerPropertiesAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.web.WebClientAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.web.WebMvcAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.websocket.WebSocketAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.websocket.WebSocketMessagingAutoConfiguration,\
org.springframework.boot.autoconfigure.webservices.WebServicesAutoConfiguration

# Failure analyzers
org.springframework.boot.diagnostics.FailureAnalyzer=\
org.springframework.boot.autoconfigure.diagnostics.analyzer.NoSuchBeanDefinitionFailureAnalyzer,\
org.springframework.boot.autoconfigure.jdbc.DataSourceBeanCreationFailureAnalyzer,\
org.springframework.boot.autoconfigure.jdbc.HikariDriverConfigurationFailureAnalyzer

# Template availability providers
org.springframework.boot.autoconfigure.template.TemplateAvailabilityProvider=\
org.springframework.boot.autoconfigure.freemarker.FreeMarkerTemplateAvailabilityProvider,\
org.springframework.boot.autoconfigure.mustache.MustacheTemplateAvailabilityProvider,\
org.springframework.boot.autoconfigure.groovy.template.GroovyTemplateAvailabilityProvider,\
org.springframework.boot.autoconfigure.thymeleaf.ThymeleafTemplateAvailabilityProvider,\
org.springframework.boot.autoconfigure.web.JspTemplateAvailabilityProvider

5.总结

自动配置的类的全路径存放在了一个spring.factories文件中，当Spring Boot启动时，它会自动扫描所有的自动配置类，并根据这些类中的配置信息来初始化Spring应用上下文。这个过程中，selectImports方法返回的配置类名会被用来创建对应的Bean定义，并注册到Spring应用上下文中。这样，当应用运行时，这些自动配置类就会被实例化，并根据它们的配置信息来配置Spring应用。

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