从源码中理解Spring Boot自动装配原理

Posted 2022-09-17 小二上酒8

一、什么是自动装配 SpringBoot 定义了一套接口规范，这套规范规定：SpringBoot在启动时会扫描外部引用jar包中的META-INF/spring.factories文件，将文件中配置的类型信息加载到Spring容器，并执行类中定义的各种操作。对于外部jar包来说，只需要按照SpringBoot定义的标准，就能将自己的功能装配到SpringBoot中。

二、自动装配的实现原理 自动装配的实现，离不开SpringBootApplication这个核心注解。查看这个注解的源码，我们会发现在SpringBootApplication注解上，存在着几个注解，其中SpringBootConfiguration、EnableAutoConfiguration、ComponentScan这三个注解是需要我们注意的。

@SpringBootConfiguration
@EnableAutoConfiguration
@ComponentScan(excludeFilters = 
    @Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = TypeExcludeFilter.class),
    @Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = AutoConfigurationExcludeFilter.class) )
public @interface SpringBootApplication 
  ...

(1) ComponentScan

扫描被@Component 、@Service注解的bean，该注解默认会扫描启动类所在的包下所有的类 ，可以自定义不扫描某些 bean。如SpringBootApplication注解源码所示，容器中将排除TypeExcludeFilterh和AutoConfigurationExcludeFilter。

(2) EnableAutoConfiguration

启用 SpringBoot 的自动配置机制

(3) Configuration

允许在上下文中注册额外的 bean 或导入其他配置类

2.1 EnableAutoConfiguration详解 @EnableAutoConfiguration是实现自动装配的重要注解，在这个注解上存在以下两个注解：AutoConfigurationPackage、Import。

@AutoConfigurationPackage
@Import(AutoConfigurationImportSelector.class)
public @interface EnableAutoConfiguration 
  ...

2.1.1 AutoConfigurationPackage 表示对于标注该注解的类的包，应当使用AutoConfigurationPackages注册。实质上，它负责保存标注相关注解的类的所在包路径。使用一个BasePackage类，保存这个路径。然后使用@Import注解将其注入到ioc容器中。这样，可以在容器中拿到该路径。

static class Registrar implements ImportBeanDefinitionRegistrar, DeterminableImports 
  @Override
  public void registerBeanDefinitions(AnnotationMetadata metadata, BeanDefinitionRegistry registry) 
    register(registry, new PackageImport(metadata).getPackageName());
  

查看AutoConfigurationPackages中的Registrar这个类的源码，在Registrar#registerBeanDefinitions方法中有这样一句代码new PackageImport(metadata).getPackageName()，查看PackageImport的构造器后不难发现，这里获取的是StandardAnnotationMetadata这个实例所在的包名。

/**
 * metadata: 实际上是 StandardAnnotationMetadata 实例。
 * metadata#getClassName(): 获取标注 @AutoConfigurationPackage 注解的类的全限定名。
 * ClassUtils.getPackageName(…): 获取其所在包。
 */
PackageImport(AnnotationMetadata metadata) 
  this.packageName = ClassUtils.getPackageName(metadata.getClassName());

此时再回去看Registrar#registerBeanDefinitions中调用的AutoConfigurationPackages#register方法

public static void register(BeanDefinitionRegistry registry, String... packageNames) 
  // BEAN：AutoConfigurationPackages类的全限定名
  // 此时判断BeanDefinitionRegistry中是否存在以BEAN作为beanName的BeanDefinition对象
  // 如果不存在，走else方法，构造了一个BackPackages实例，进行注册
  if (registry.containsBeanDefinition(BEAN)) 
    BeanDefinition beanDefinition = registry.getBeanDefinition(BEAN);
    ConstructorArgumentValues constructorArguments = beanDefinition
        .getConstructorArgumentValues();
    constructorArguments.addIndexedArgumentValue(0,
        addBasePackages(constructorArguments, packageNames));
   else 
    GenericBeanDefinition beanDefinition = new GenericBeanDefinition();
    beanDefinition.setBeanClass(BasePackages.class);
    beanDefinition.getConstructorArgumentValues().addIndexedArgumentValue(0, packageNames);
    beanDefinition.setRole(BeanDefinition.ROLE_INFRASTRUCTURE);
    registry.registerBeanDefinition(BEAN, beanDefinition);
  

2.1.2 Import(AutoConfigurationImportSelector.class) 它是利用AutoConfigurationImportSelector机制再来给容器中批量导入一些配置东西的，接下来带大家了解究竟导入了哪些内容。

/**
 * AutoConfigurationImportSelector类中存在一个叫selectImports的方法，就是我们到底要向容器中导入哪些
 * 内容，都会在这里进行扫描并导入。
 */
@Override
public String[] selectImports(AnnotationMetadata annotationMetadata) 
    // 判断EnableAutoConfiguration是否开启默认开启true
    if (!isEnabled(annotationMetadata)) 
        return NO_IMPORTS;
    
    // 1.加载META-INF/spring-autoconfigure-metadata.properties 文件
    // 2.从中获取所有符合条件的支持自动装配的类
    // 自动配置类全名.条件=条件的值
    AutoConfigurationMetadata autoConfigurationMetadata = AutoConfigurationMetadataLoader
        .loadMetadata(this.beanClassLoader);
    // 获取AutoConfigurationEntry
    AutoConfigurationEntry autoConfigurationEntry = getAutoConfigurationEntry(autoConfigurationMetadata,annotationMetadata);
    return StringUtils.toStringArray(autoConfigurationEntry.getConfigurations());

接下来重点看getAutoConfigurationEntry(annotationMetadata)方法，利用这个方法向容器中批量导入一些默认支持自动配置的类，当你理解了这部分内容之后，就基本了解了Spring Boot是如何进行自动装配的，废话不多说，让我们进入正题。

protected AutoConfigurationEntry getAutoConfigurationEntry(AnnotationMetadata annotationMetadata) 
    // 判断EnableAutoConfiguration是否开启默认开启true
    if (!isEnabled(annotationMetadata)) 
        return EMPTY_ENTRY;
    
    // 获取注解属性
    AnnotationAttributes attributes = getAttributes(annotationMetadata);
    // 调用getCandidateConfigurations(annotationMetadata, attributes)，利用loadSpringFactories(ClassLoader classLoader)加载当前系统所有的META-INF/spring.factories文件，得到默认支持的自动配置的类的列表
    List<String> configurations = getCandidateConfigurations(annotationMetadata, attributes);
    // 去除重复的 configuration
    configurations = removeDuplicates(configurations);
    // 获取到SpringBootApplication上exclude和excludeName配置的需要排除的类
    Set<String> exclusions = getExclusions(annotationMetadata, attributes);
    // 检查configurations是否含有exclusions中的类
    checkExcludedClasses(configurations, exclusions);
    // 将exclusions中的类从configurations中排除
    configurations.removeAll(exclusions);
    // 对所有候选的自动配置类进行筛选，
    // 比如ConditionalOnProperty  当属性存在时
    // ConditionalOnClass  当class存在
    // ConditionalOnMissingClass  当这个clas不存在时才去配置
    // 过滤器
    configurations = getConfigurationClassFilter().filter(configurations);
    // 将自动配置的类，导入事件监听器，并触发fireAutoConfigurationImportEvents事件
    // 加载META-INF\\spring.factories中的AutoConfigurationImportListener 
    fireAutoConfigurationImportEvents(configurations, exclusions);
    // 创建AutoConfigurationEntry对象
    return new AutoConfigurationEntry(configurations, exclusions);