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深入了解Java SpringBoot自動裝配原理

 更新時間:2022年03月11日 09:36:26   作者:碼猿筆記  
在使用springboot時,很多配置我們都沒有做,都是springboot在幫我們完成,這很大一部分歸功于springboot自動裝配。本文將詳細(xì)為大家講解SpringBoot的自動裝配原理,需要的可以參考一下

在使用springboot時,很多配置我們都沒有做,都是springboot在幫我們完成,這很大一部分歸功于springboot自動裝配,那springboot的自動裝配的原理是怎么實現(xiàn)的呢?

自動裝配原理

springboot 版本:2.4.3

SpringBootApplication

springboot啟動類必須要加@SpringBootApplication注解,那這個注解是什么意思呢?

@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 {

拋開元數(shù)據(jù)注解來說,SpringBootApplication注解主要由@SpringBootConfiguration、@EnableAutoConfiguration、@ComponentScan組成。這三個又有不同的作用如下:

  • @SpringBootConfiguration:被@Configuration標(biāo)記,表示這是個springboot配置,支持JavaConfig的方式來進行配置。
  • @EnableAutoConfiguration:表示開啟自動裝配(重點介紹)
  • @ComponentScan:掃描注解,掃描basePackages包下的bean并將他們注入到IOC容器中,比如:@Service、@Controller、@Component等注解。

EnableAutoConfiguration

真正開啟自動配置的還是@EnableAutoConfiguration注解,來看下EnableAutoConfiguration注解源碼:

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

@EnableAutoConfiguration 又是由@AutoConfigurationPackage和@Import注解組成。

  • @AutoConfigurationPackage是一個復(fù)合注解的,它在內(nèi)部使用@Import(AutoConfigurationPackages.Registrar.class)注解,Registrar是AutoConfigurationPackages的一個內(nèi)部類,它的作用就是注冊一個springboot啟動類所在的包名,這個包名可以供列如JPA的使用。
  • AutoConfigurationImportSelector通過selectImports方法將配置類導(dǎo)入,從而完成bean的裝配

AutoConfigurationImportSelector

AutoConfigurationImportSelector實現(xiàn)了DeferredImportSelector接口,DeferredImportSelector是ImportSelector的變種,它是一個延遲選擇器。實現(xiàn)了DeferredImportSelector接口的子類如果重新了getImportGroup方法并返回DeferredImportSelector內(nèi)部接口Group的子類,DeferredImportSelector接口的子類的子類將不會調(diào)用selectImports而是調(diào)用Group的selectImports方法。

接下來看看AutoConfigurationImportSelector重寫了getImportGroup方法并返回一個內(nèi)部類AutoConfigurationGroup,AutoConfigurationGroup#selectImports方法只是對配置數(shù)組進行排序篩選,真正處理自動配置的流程的是process方法。
process方法源碼如下:

@Override
        public void process(AnnotationMetadata annotationMetadata, DeferredImportSelector deferredImportSelector) {
            Assert.state(deferredImportSelector instanceof AutoConfigurationImportSelector,
                    () -> String.format("Only %s implementations are supported, got %s",
                            AutoConfigurationImportSelector.class.getSimpleName(),
                            deferredImportSelector.getClass().getName()));
            AutoConfigurationEntry autoConfigurationEntry = ((AutoConfigurationImportSelector) deferredImportSelector)
                    .getAutoConfigurationEntry(annotationMetadata);
            this.autoConfigurationEntries.add(autoConfigurationEntry);
            for (String importClassName : autoConfigurationEntry.getConfigurations()) {
                this.entries.putIfAbsent(importClassName, annotationMetadata);
            }
        }

process方法就是對AutoConfigurationGroup一些屬性的填充,起作用的還是AutoConfigurationImportSelector.getAutoConfigurationEntry方法。

getAutoConfigurationEntry方法中經(jīng)過各種判斷過濾、去重等操作,最后返回AutoConfigurationEntry對象。源碼如下

  protected AutoConfigurationEntry getAutoConfigurationEntry(AnnotationMetadata annotationMetadata) {
        if (!isEnabled(annotationMetadata)) {
            return EMPTY_ENTRY;
        }
    //獲取EnableAutoConfiguration注解的exclude和excludeName屬性
        AnnotationAttributes attributes = getAttributes(annotationMetadata);
    //獲取所有配置類
        List<String> configurations = getCandidateConfigurations(annotationMetadata, attributes);
    //去除重復(fù)配置類
        configurations = removeDuplicates(configurations);
        Set<String> exclusions = getExclusions(annotationMetadata, attributes);
        checkExcludedClasses(configurations, exclusions);
    //移除 exclude的配置類
        configurations.removeAll(exclusions);
        configurations = getConfigurationClassFilter().filter(configurations);
        fireAutoConfigurationImportEvents(configurations, exclusions);
        return new AutoConfigurationEntry(configurations, exclusions);
    }

getAutoConfigurationEntry 篩選的自動配置類:

getAutoConfigurationEntry方法中要重點分析的是getCandidateConfigurations方法。getCandidateConfigurations的作用是獲取所有自動裝配的配置類的全限定名。

來看下getCandidateConfigurations方法源碼:

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;
    }
  
  protected Class<?> getSpringFactoriesLoaderFactoryClass() {
        return EnableAutoConfiguration.class;
    }

這里面用到了SpringFactoriesLoader是spring提供的一種加載配置的方式,它會將類從配置文件中讀取到,然后利用反射將bean加載到IOC容器中。

SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames中會加載META-INF/spring.factories自動配置類。這些配置類在spring.factories文件中是以key=value的形式存儲的,來看下部分自動配置類:

# 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.CassandraReactiveDataAutoConfiguration,\

來看下SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames源碼:

public static final String FACTORIES_RESOURCE_LOCATION = "META-INF/spring.factories";

public static List<String> loadFactoryNames(Class<?> factoryType, @Nullable ClassLoader classLoader) {
		ClassLoader classLoaderToUse = classLoader;
		if (classLoaderToUse == null) {
			classLoaderToUse = SpringFactoriesLoader.class.getClassLoader();
		}
		String factoryTypeName = factoryType.getName();
		return loadSpringFactories(classLoaderToUse).getOrDefault(factoryTypeName, Collections.emptyList());
	}

	private static Map<String, List<String>> loadSpringFactories(ClassLoader classLoader) {
		Map<String, List<String>> result = cache.get(classLoader);
		if (result != null) {
			return result;
		}

		result = new HashMap<>();
		try {
			Enumeration<URL> urls = classLoader.getResources(FACTORIES_RESOURCE_LOCATION);
			while (urls.hasMoreElements()) {
				URL url = urls.nextElement();
				UrlResource resource = new UrlResource(url);
				Properties properties = PropertiesLoaderUtils.loadProperties(resource);
				for (Map.Entry<?, ?> entry : properties.entrySet()) {
					String factoryTypeName = ((String) entry.getKey()).trim();
					String[] factoryImplementationNames =
							StringUtils.commaDelimitedListToStringArray((String) entry.getValue());
					for (String factoryImplementationName : factoryImplementationNames) {
						result.computeIfAbsent(factoryTypeName, key -> new ArrayList<>())
								.add(factoryImplementationName.trim());
					}
				}
			}

			// Replace all lists with unmodifiable lists containing unique elements
			result.replaceAll((factoryType, implementations) -> implementations.stream().distinct()
					.collect(Collectors.collectingAndThen(Collectors.toList(), Collections::unmodifiableList)));
			cache.put(classLoader, result);
		}
		catch (IOException ex) {
			throw new IllegalArgumentException("Unable to load factories from location [" +
					FACTORIES_RESOURCE_LOCATION + "]", ex);
		}
		return result;
	}

loadFactoryNames方法只是傳遞一個org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration作為key,然后取到對應(yīng)的自動配置類列表。

最終調(diào)用的是loadSpringFactories方法,loadSpringFactories會從jar包中找到spring.factories文件然后將其中的自動配置類存到一個map中,從下圖可以看到map中存在很多bean,loadFactoryNames方法在加載自動配置類時只取了一個key。弱水三千,只取一瓢。

loadSpringFactories返回結(jié)果:

自動裝配流程圖大致如下:

總結(jié)

EnableAutoConfiguration注解開啟自動裝配,其上的標(biāo)記的@Import(AutoConfigurationImportSelector.class)注解中導(dǎo)入配置類

AutoConfigurationImportSelector實現(xiàn)DeferredImportSelector接口,并重寫了getImportGroup方法并返回AutoConfigurationImportSelector.AutoConfigurationGroup,AutoConfigurationImportSelector.AutoConfigurationGroup.process開始處理自動配置流程。

AutoConfigurationImportSelector.getCandidateConfigurations獲取所有配置類getAutoConfigurationEntry方法篩選,去重、移除不符合條件的自動配置類。

SpringFactoriesLoader.loadSpringFactories從jar包中找到所有META-INF/spring.factories文件并讀取自動配置類,存放到map中, loadFactoryNames方法通過全限定名org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration找到自動配置類。

最后經(jīng)過層層篩選,去重、移除不符合條件的bean,由ConfigurationClassPostProcessor#processConfigBeanDefinitions注冊所有的自動配置類。

到此這篇關(guān)于深入了解Java SpringBoot自動裝配原理的文章就介紹到這了,更多相關(guān)SpringBoot自動裝配內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!

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