理解SpringBoot的自动装配

1、前言

SpringBoot 最中心的功用便是主动安装，Starter 作为 SpringBoot 的中心功用之一，依据主动装备代码供给了主动装备模块及依靠的才能，让软件集成变得简略、易用。运用 SpringBoot 时，咱们只需引人对应的 Starter，SpringBoot 发动时便会主动加载相关依靠，集成相关功用，这便是 SpringBoot 的主动安装功用。
简略概括其主动装备的原理：由@SpringBootAppliction组合注解中的@EnableAutoConfiguration注解敞开主动装备，加载 spring.factories 文件中注册的各种 AutoConfiguration 装备类，当其 @Conditional 条件注解收效时，实例化该装备类中界说的 Bean，并注入 Spring 上下文。
SpringBoot 主动安装进程触及以下主要内容：
@EnableAutoConfiguration：扫描类途径下的META-INF/spring.factories文件，并加载其间中注册的 AutoConfiguration 装备类，敞开主动安装；
spring.factories：装备文件，位于 jar 包的 META-INF 目录下，依照指定格式注册了 AutoConfiguration 装备类；
AutoConfiguration 类：主动装备类，SpringBoot 的许多以 xxxAutoConfiguration 命名的主动装备类，界说了三方组件集成 Spring 所需初始化的 Bean 和条件；
@Conditional 条件注解及其行生注解：运用在 AutoConfiguration 类上，设置了装备类的实例化条件；
Starter：三方组件的依靠及装备，包括 SpringBoot 预置组件和自界说组件，往往会包括 spring.factories 文件、AutoConfiguration 类和其他装备类。
其功用间的效果联系如下图：

2、@SpringBootApplication 注解

SpringBoot 项目创立完结会默认生成一个xxxApplication的进口类，经过该类的 main 办法即可发动 SpringBoot 项目，经过调用 SpringApplication 的静态办法 run 作为 SpringBoot 项目的进口，代码如下：

@SpringBootApplication
public class LearnSpringBootApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(LearnSpringBootApplication.class, args);
    }
}

关于 SpringBoot Jar 的发动，可以看下我的这篇博客：SpringBoot JAR 是怎么运行的

在 SpringBoot 进口类上，仅有的注解便是 @SpringBootApplication。它是 SpringBoot 项目的中心注解，用于敞开主动装备，更精确地说，是其组合的@EnableAutoConfiguration敞开了主动安装功用，@SpringBootApplication的部分源码如下：

@SpringBootConfiguration
@EnableAutoConfiguration
@ComponentScan(excludeFilters = { @Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = TypeExcludeFilter.class),
		@Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = AutoConfigurationExcludeFilter.class) })
public @interface SpringBootApplication {
    // 扫除指定的主动装备类
	@AliasFor(annotation = EnableAutoConfiguration.class)
	Class<?>[] exclude() default {};
    // 经过类名的方式扫除主动装备类
    @AliasFor(annotation = EnableAutoConfiguration.class)
	String[] excludeName() default {};
    // 指定扫描的包名，激活包下 @Component 等注解组件的初始化
    @AliasFor(annotation = ComponentScan.class, attribute = "basePackages")
	String[] scanBasePackages() default {};
    // 扫描指定类所在包下的一切组件
    @AliasFor(annotation = ComponentScan.class, attribute = "basePackageClasses")
	Class<?>[] scanBasePackageClasses() default {};
    @AliasFor(annotation = ComponentScan.class, attribute = "nameGenerator")
	Class<? extends BeanNameGenerator> nameGenerator() default BeanNameGenerator.class;
    // 指定是否署理 @Bean 办法以强制执行 bean 的生命周期行为
    @AliasFor(annotation = Configuration.class)
	boolean proxyBeanMethods() default true;
}

@SpringBootApplication注解中组合了@SpringBootConfiguration、@EnableAutoConfiguration和@ComponentScan，其间@SpringBootConfiguration便是@Configuration，在实践进程中也可以运用这3个注解来替代@SpringBootApplication。
上面说到@EnableAutoConfiguration用来敞开主动安装功用，接下来要点看下该注解。

3、了解 @EnableAutoConfiguration

@EnableAutoConfiguration的主要功用是在发动 Spring 应用程序上下文时进行主动装备，它会测验装备项目或许需求的 Bean。主动装备通常是依据项目 classpath 中引进的类和已界说的 Bean 来完结的。在此进程中，被主动装备的组件来自项目本身和项目依靠的 jar 包中。

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
@AutoConfigurationPackage
@Import(AutoConfigurationImportSelector.class)
public @interface EnableAutoConfiguration {
	String ENABLED_OVERRIDE_PROPERTY = "spring.boot.enableautoconfiguration";
    // 扫除指定的主动装备类
	Class<?>[] exclude() default {};
    // 经过类名的方式扫除主动装备类
	String[] excludeName() default {};
}

上文说到，在 SpringBoot 发动应用上下文的时分，@EnableAutoConfiguration会测验装备项目或许需求的 Bean，但在实践中假如不需求自定装备相关的 Bean，则可以经过exclude/excludeName让主动化装备类失效，比方不期望数据源(DataSource)主动装备：

@SpringBootApplication(exclude = DataSourceAutoConfiguration.class)
public class LearnSpringBootApplication {
}

别的，留意注解类上的@AutoConfigurationPackage，经过阅览其 JavaDoc 可知：当basePackages或者basePackageClasses没有指定的话, 被@EnableAutoConfiguration注解的装备类所在的包便是扫描的根底包，这也是为什么@SpringBootApplication的主装备类要放在顶级 package 下。

4、了解 AutoConfigurationImportSelector

@EnableAutoConfiguration的主动装备功用是经过@Import注解导入的ImportSelector来完结的。 @Import(AutoConfigurationlmportSelector.class)是@EnableAutoConfiguration注解的组成部分，也是主动装备功用的中心完结者。下面讲解@Import的基本运用办法和ImportSelector的完结类AutoConfigurationlmportSelector。

4.1 @Import 注解

@Import注解，供给了导入装备类的功用。SpringBoot 的源代码中，有许多的EnableXXX类都运用了该注解，了解@Import有助于咱们了解 SpringBoot 的主动安装，@Import有以下三个用处：

经过@Import引进@Configuration注解的类；
导入完结了ImportSelector或ImportBeanDefinitionRegistrar的类；
经过@lmport导入普通的POJO。

4.2 AutoConfigurationlmportSelector 完结类

@Import的许多功用都需求借助接口ImportSelector来完结，ImportSelector决定可引人哪些 @Configuration的注解类，ImportSelector接口源码如下：

public interface ImportSelector {
	String[] selectImports(AnnotationMetadata importingClassMetadata);
}

ImportSelector接口只供给了一个参数为AnnotationMetadata的办法，回来的成果为一个字符串数组。其间参数AnnotationMetadata内包括了被@Import注解的类的注解信息。在selectimports办法内可依据详细完结决定回来哪些装备类的全限定名，将成果以字符串数组的方式回来。
假如完结了接口ImportSelector的类的一起又完结了以下4个Aware接口，那么 Spring 确保在调用ImportSelector之前会先调用Aware接口的办法。这4个接口为：EnvironmentAware、BeanFactoryAware、 BeanClassLoaderAware和ResourceLoaderAware。

在AutoConfigurationlmportSelector的源代码中就完结了这4个接口：

public class AutoConfigurationImportSelector
    implements DeferredImportSelector, BeanClassLoaderAware, ResourceLoaderAware, BeanFactoryAware, EnvironmentAware, Ordered {
}

AutoConfigurationlmportSelector完结了ImportSelector的子接口 DeferredlmportSelector。DeferredlmportSelector接口与ImportSelector的区别是，前者会在一切的 @Configuration 类加载完结之后再加载回来的装备类，而ImportSelector 是在加载完 @Configuration 类之前先去加载回来的装备类。
其加载流程如图所示：

AutoConfigurationImportSelector完结的selectImports办法如下：

public String[] selectImports(AnnotationMetadata annotationMetadata) {
    // 主动装备开关
    // 查看主动装备是否敞开是经过读取环境变量 spring.boot.enableautoconfiguration 确定的，默以为 true
    if (!isEnabled(annotationMetadata)) {
        return NO_IMPORTS;
    }
    // 回来封装后的主动装备信息
    AutoConfigurationEntry autoConfigurationEntry = getAutoConfigurationEntry(annotationMetadata);
    // 回来契合条件的装备类
    return StringUtils.toStringArray(autoConfigurationEntry.getConfigurations());
}

protected AutoConfigurationEntry getAutoConfigurationEntry(AnnotationMetadata annotationMetadata) {
    if (!isEnabled(annotationMetadata)) {
        return EMPTY_ENTRY;
    }
    AnnotationAttributes attributes = getAttributes(annotationMetadata);
    // 过 SpringFactoriesLoader 类供给的办法加载类途径中 META-INF 目录下的 spring.factories 文件中针对 EnableautoConfiguration 的注册装备类
    List<String> configurations = getCandidateConfigurations(annotationMetadata, attributes);
    // 对取得的注册装备类调集进行去重处理，避免多个项目引进相同的装备类
    configurations = removeDuplicates(configurations);
    // 取得注解中被 exclude 或 excludeName 所扫除的类的调集
    Set<String> exclusions = getExclusions(annotationMetadata, attributes);
    // 查看被扫除类是否可实例化，是否被主动注册装备所运用，不契合条件则抛出异常
    checkExcludedClasses(configurations, exclusions);
    // 从主动装备类调集中去除被扫除的类
    configurations.removeAll(exclusions);
    // 查看装备类的注解是否契合 spring.factories 文件中 AutoConfigurationImportFilter 指定的注解查看条件
    configurations = getConfigurationClassFilter().filter(configurations);
    // 将饰选完结的装备类和排查的装备类构建为事件类，并传入监听器。监听器的装备在于 spring.factories 文件中，经过 AutoConfigurationImportlistener 指定
    fireAutoConfigurationImportEvents(configurations, exclusions);
    return new AutoConfigurationEntry(configurations, exclusions);
}

getAutoConfigurationEntry()办法获取装备类的进程比较复杂，触及到装备类的查看、去重、监听，就不逐个展开了。要害点在于getCandidateConfigurations办法中运用SpringFactoriesLoader加载META-INF/spring.factories文件中装备的EnableAutoConfiguration类型的主动装备类：

List<String> configurations =
    SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames(getSpringFactoriesLoaderFactoryClass(), getBeanClassLoader());

看下META-INF/spring.factories文件的部分内容：

SpringFactoriesLoader 加载了这些xxxAutoConfiguration装备类，经过上面说到的加载、过滤、实例化的进程后，就主动敞开某一些详细的功用。

4.3 @Conditional 条件注解

前面咱们看了AutoConfigurationlmportSelector是怎么进行主动装备类的读取和筛选的，翻开每一个主动装备类，咱们都会看到@Conditional或其行生的条件注解，其效果是限定主动装备类的收效条件，下面讲一下@Conditional注解原理。
@Conditional可依据是否满意指定的条件来决定是否进行 Bean 的实例化及安装(比方，设定当类途径下包括某个类的时分才会对注解的类进行实例化操作)，便是依据一些特定条件来控制 Bean 实例化的行为，@Conditional代码如下：

@Target({ElementType.TYPE, ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface Conditional {
	Class<? extends Condition>[] value();
}

@Conditional 注解仅有的元素特点是接口 Condition 的数组，只有在数组中指定的一切Condition的matehes办法都回来true的情况下，被注解的类才会被加载：

@FunctionalInterface
public interface Condition {
    // 决定条件是否匹配
	boolean matches(ConditionContext context, AnnotatedTypeMetadata metadata);
}

matches办法的第一个参数为ConditionContext，可经过该接口供给的办法来取得 Spring 应用的上下文信息；matches办法的第二个参数为AnnotatedTypeMetadata，该接口供给了访问特定类或办法的注解功用，可以用来查看带有@Bean注解的办法上是否还有其他注解。

4.4 @Conditional 的衍生注解

SpringBoot 供给了许多依据@Conditional注解的衍生注解，它们适用不同的场景并供给了不同的功用，这些注解均位于spring-boot-autoconfigure项目的org.springframework.boot.autoconfigure.condition包下，比方：
@ConditionalOnBean：在容器中有指定 Bean 的条件下；
@ConditionalOnClass：在 classpath 类途径下有指定类的条件下；
@ConditionalOnMissingBean：当容器里没有指定 Bean 的条件时；
@ConditionalOnMissingClass：当类途径下没有指定类的条件时；
@ConditionalOnProperty：在指定的特点有指定值的条件下；
@ConditionalOnWebApplication：在项目是一个 Web 项目的条件下；
阅览以上这些注解的源码可以看到，它们都组合了@Conditional注解，经过不同的Condition完结类完结不同的功用，并且用到的完结类大部分都承继自完结了Condition接口的SpringBootCondition笼统类，其承继联系如下：

以ConditionalOnClass为例，看下详细代码：

@Conditional(OnClassCondition.class)
public @interface ConditionalOnClass {
    ...
}
@Order(Ordered.HIGHEST_PRECEDENCE)
class OnClassCondition extends FilteringSpringBootCondition {
    ...
}

public abstract class SpringBootCondition implements Condition {
	@Override
	public final boolean matches(ConditionContext context, AnnotatedTypeMetadata metadata) {
		String classOrMethodName = getClassOrMethodName(metadata);
		try {
            // 调用新界说的笼统办法 getMatchOutcome 并交由子类来完结，
            // 在 matches 办法中依据子类 getMatchOutcome 回来的成果判别是否匹配
			ConditionOutcome outcome = getMatchOutcome(context, metadata);
			logOutcome(classOrMethodName, outcome);
			recordEvaluation(context, classOrMethodName, outcome);
			return outcome.isMatch();
		}
		catch (NoClassDefFoundError ex) {}
	}
    // 在笼统类 SpringBootCondition 中完结了 matches 办法，是经过调用新界说的笼统办法 getMatchOutcome 并交由子类来完结
    // 在 matches 办法中依据子类回来的成果判别是否匹配
    public abstract ConditionOutcome getMatchOutcome(ConditionContext context, AnnotatedTypeMetadata metadata);
}

5、SpringBoot starter 实践

上文现已讲解了 SpringBoot 的中心运作原理，SpringBoot 运用上述主动装备原理完结了许多的starter，可以在项目中快速集成。日常工作中咱们可以借鉴 SpringBoot 的 starter 的创立机制来创立自己的starter，这一节咱们自己完结一个简略的starter项目，可以快速集成到其他 SpringBoot 项目中。
咱们规划一个能判别当时环境的starter项目：引进该项目后，会依据环境在 Spring 上下文中主动注入一个对应当时环境的完结IProfileService接口的类Bean，该Bean的getProfile办法可以回来当时的环境名，咱们需求依据不同环境注入不同的Bean：

// 不同环境有不同的完结类：DevService、ProdService
public interface IProfileService {
    String getProfile();
}

首要创立一个Maven项目，命名为spring-boot-starter-profile，spring-boot-starter项目依靠spring-boot-autoconfigure，引进其Maven坐标：

<dependency>
  <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  <artifactId>spring-boot-autoconfigure</artifactId>
  <version>2.0.1.RELEASE</version>
</dependency>

创立com.spring.learn.IProfileService接口和对应dev和prod环境的两个完结类：

public interface IProfileService {
    String getProfile();
}

// dev 环境下的完结类
public class DevService implements IProfileService{
    @Override
    public String getProfile() {
        return "dev";
    }
}

// prod 环境下的完结类
public class ProdService implements IProfileService {
    @Override
    public String getProfile() {
        return "prod";
    }
}

接下来，创立主动装备类 ProfileAutoConfiguration，怎么判别环境？咱们用上文说到的@ConditionalOnProperty 替代，经过在 properties(或 yml)装备文件中装备profile.service.enabled装备项来模仿不同环境：

@Configuration
@ConditionalOnMissingBean(IProfileService.class) // 容器中不存在 IProfileService 类型的 Bean 时才收效
public class ProfileAutoConfiguration {
    @Bean
    // profile.service.enabled=dev 时，注入 DevService
    @ConditionalOnProperty(prefix = "profile.service", value = "enabled", havingValue = "dev")
    public DevService devService() {
        return new DevService();
    }
    @Bean
    // profile.service.enabled=prod 时，注入 ProdService
    @ConditionalOnProperty(prefix = "profile.service", value = "enabled", havingValue = "prod")
    public ProdService prodService() {
        return new ProdService();
    }
}

在resources目录下创立META-INF/spring.factories文件，并填入以下内容：

org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration=
com.spring.learn.ProfileAutoConfiguration

最终，经过mvn clean install将该包安装到本地仓库，方便其他项目引证。
恣意翻开一个 SpringBoot 项目，引进咱们的自界说starter坐标：

<dependency>
  <groupId>org.spring.learn</groupId>
  <artifactId>spring-boot-starter-profile</artifactId>
  <version>1.0-SNAPSHOT</version>
</dependency>

在application.properties装备文件中指定下环境装备，模仿不同环境：

profile.service.enabled=prod

经过SpringApplicationContext获取IProfileService类型Bean，打印getProfile办法获取的环境称号：

public static void main(String[] args) {
    ConfigurableApplicationContext context = SpringApplication.run(LearnSpringBootApplication.class, args);
    IProfileService bean = context.getBean(IProfileService.class);
    System.out.println("get profile from IProfileService: " + bean.getProfile());
}

打印成果如下：

6、小结

本文环绕 SpringBoot 的中心功用展开，从总体上了解 SpringBoot 主动装备的原理以及主动装备中心组件的运作进程，要点学习主动装备原理、@EnableAutoConfiguration、 @lmport、 ImportSelector、@Conditional 以及 starter 示例解析等内容。把握了这些根底的组成内容及其功用，在集成其他三方类库的主动装备时，才可以更加清晰地了解它们都运用了主动装备的哪些功用。

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理解SpringBoot的自动装配

1、前言

2、@SpringBootApplication 注解

3、了解 @EnableAutoConfiguration

4、了解 AutoConfigurationImportSelector

4.1 @Import 注解

4.2 AutoConfigurationlmportSelector 完结类

4.3 @Conditional 条件注解

4.4 @Conditional 的衍生注解

5、SpringBoot starter 实践

6、小结

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